[发明专利]大型光伏电站无功电压控制方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏电站控制领域，具体涉及一种大型光伏电站无功电压控制方法。

背景技术

近年来，光伏产业发展迅速。由于系统成本不断降低，光伏并网技术逐渐成熟，建设大型并网光伏电站是大规模利用太阳能的有效方式。不同于分布式光伏发电，大型光伏电站多建立在荒漠地区，当地负荷水平较低，所接入地区电网短路容量较小，大量的光伏电力需要高压长距离输电线路外送。由于光伏发电受光照影响较大，光照的波动会引起有功输出的波动，从而导致并网点电压波动甚至越限，因此大型光伏电站必须具备无功电压控制能力。

目前针对光伏电站电压控制的研究多集中在分布式发电领域。分布式光伏发电调压的方式主要有利用储能装置、利用无功补偿装置、逆变器无功功率控制。储能装置可以平抑有功波动但会增加系统成本；利用无功补偿装置调压忽略了逆变器的无功输出能力；逆变器无功功率控制需要检测负载无功电流，适用于补偿负载侧无功，并不能实现光伏电站的无功独立控制。此外，德国电气工程师协会提出了适用于分布式光伏发电的四种无功控制策略：恒无功功率Q控制、恒功率因数控制、基于光伏有功出力的控制及基于并网点电压幅值的Q(U)控制策略。但这四种控制策略针对单台逆变器的控制，并不适用于大型光伏电站。

不同于分布式光伏发电，大型光伏电站通常由多组光伏发电单元(PV Generation Unit，PVGU)组成，采用每组PVGU分别通过升压变压器汇入送端配电站，然后以相应的电压等级实现远距离高压交流输电。其并网点电压波动情况取决于其装机容量及所接入电网结构的强度。文献[大型光伏电站无功电压控制究]提出了以并网点电压以及并网点功率因数为控制目标的控制策略；文献[并网光伏发电系统无功电压控制研究]将大型光伏电站内部的无功源分为三层，提出了三层无功控制策略，但以上文献都未研究电站内部的电压分布情况。

虽然目前尚无规范对站内PVGU并网电压做出具体规定，但由于站内集电线路的存在，随着有功出力的增加，可能会导致线路末端PVGU电压过高，导致保护装置动作，使得逆变器脱网，不利于光伏电站额稳定运行。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种大型光伏电站无功电压控制方法，该方法可以实现并网点电压的动态调节，并能充分改善光伏电站内部的电压分布情况，从而保证光伏电站的稳定运行。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，

大型光伏电站无功电压控制方法，其特征在于：该控制方法包括由无功整定环节和无功分配环节；

所述无功整定环节通过比较电压控制点实际电压U_POI与参考电压U_ref得到电压偏差，再通过PI控制器自动获取维持电压控制点电压所需的总的无功参考量Q_ref；

所述无功分配环节根据优化计算所得的无功参考量分配SVG与PVGU之间、各PVGU之间的无功。

进一步，参考电压U_ref到无供参考Q_ref^*的闭环传递函数为：