[发明专利]一种光伏电站无功调相方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源控制技术领域，具体涉及一种利用并网逆变器无功容量进行光伏电站无功调相的分组组播及动态优化控制方法。

背景技术

大规模光伏并网发电是解决当前能源短缺、环境污染的重要举措之一。然而，随着光伏发电大规模的接入电网，光伏出力的随机性、间歇性和波动性给电网的安全稳定运行带来了一些负面影响，其中无功电压问题就是显著的问题之一。

在电网负荷扰动或光照强度波动时，并网点电压常有一定程度的波动，常规的解决方式是在光伏电站内加装SVG等无功补偿装置，在电压跌落时发出无功以提升并网点电压，但这种方式忽略了光伏逆变器本身的无功输出能力，造成了一定程度上的浪费；另一方面，SVG等无功补偿装置价格昂贵，大大增加了光伏电站的投资成本。

随着光伏电站规模的扩大，改变光伏电站无功补偿的现状，利用逆变器的无功输出能力是非常必要的。中国专利申请号201310368408.X公开了一种光伏电站无功电压控制方法，该方法虽然考虑了逆变器的无功能力和多台动态无功补偿装置的调节快速性，但在成组逆变器间分配无功时采用无功容量比例分配，没有考虑光伏电站占地面积较大、光伏阵列位置分散的问题，无功应就地平衡，减少无功功率的流动；也没有考虑光伏阵列的地理位置、逆变器的类型及最佳工作区间等因素，牺牲了逆变器的有功输出能力，没有考虑光伏电站的经济运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏电站无功调相方法，能充分利用并网逆变器的无功输出能力，动态分配各发电节点的无功调节指令，实现无功就地平衡，并使光伏电站的有功输出最大化。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种光伏电站无功调相方法，包括如下步骤：

(1)将电压定值或调度下发的目标指令转换为无功功率目标值Q_ref，并根据电站的实时数据计算出待分配的无功调节指令ΔQ；

(2)判断ΔQ与站内SVG的容量ΣQ_svg的大小，若ΔQ≤ΣQ_svg，只调节SVG即可满足无功需求；若ΔQ＞ΣQ_svg，ΔQ与ΣQ_svg相比得到的剩余的无功需求ΔQ_inv由并网逆变器来提供，根据多目标动态优化算法计算每个发电节点待分配的无功调节指令Q_jref；

(3)根据各发电节点待分配的无功调节指令Q_jref计算各下属逆变器的无功指令Q_iref或功率因数指令cosθ_iref，并将计算结果下发给对应的逆变器，共同完成无功调节任务。

所述多目标动态优化算法的多目标优化模型目标函数为：

minF(X₁，X₂)＝(f₁(X₁，X₂)，f₂(X₁，X₂))

其中，f₁(X₁，X₂)＝P_loss，f₂(X₁，X₂)＝du，P_loss为有功功率损耗，Du为电压偏差；

约束条件为：

g(X₁，X₂)＝0为光伏电站的潮流方程；

h(X₁，X₂)≤0为变量的不等式约束，包括逆变器的无功容量约束、发电节点的电压约束、负荷节点的电压约束；

其中控制变量X1＝[U_pv^T，Q_pv^T]，状态变量X₂＝[U_l^T]

U_pv为各发电节点的电压矢量，Q_pv为各发电节点的无功出力矢量，U_l为负荷节点电压；

使用神经网络上述模型进行求解，最终输出最优解或偏优解即为在满足调度的无功需求的前提下，各发电节点处的无功就地平衡，全站输出的有功最大，实现全站的最优调节。