[发明专利]一种基于光伏逆变器无功调节的过电压抑制方法

说明书

本发明属于分布式光伏并网发电技术领域，公开了一种基于光伏逆变器无功调节的过电压抑制方法，过电压抑制方法是通过光伏逆变器输出的有功功率P和并网点电压U两个变量来调整光伏逆变器的无功功率Q，实现Q(P,U)控制方法。在现有的Q(P)调压方法基础上引入并网点电压参数，根据测量的并网点电压对Q‑P曲线进行修正，逆变器的无功功率调整量通过输出有功功率P和并网点电压U两个参数计算得到。具体方法是构造Q‑P曲线的拐点P₂关于电压U的下垂关系曲线，通过Q‑P和P₂‑U两组曲线来计算逆变器输出无功功率，通过调节光伏逆变器的无功功率来实现对区域内并网点的电压调节。本发明在不缩减光伏输出有功功率的前提下，既可以充分利用每个逆变器的电压调节能力，又可以避免输出多余的无功功率。

技术领域

本发明属于分布式光伏并网发电技术领域，特别涉及一种基于光伏逆变器无功调节的过电压抑制方法。

背景技术

随着分布式光伏在配电网中的大量接入，大量的有功逆流造成并网点出现过电压问题，充分利用逆变器的有功和无功调节能力可以有效地抑制并网点电压越限。目前基于逆变器的电压调节方法有如下几种。

(I)基于并网点电压幅值的Q(U)控制方法。本方法属于无功功率控制方法，通过调整光伏电源输出的无功功率来达到调节电压的目的。在Q(U)控制方法下，逆变器的无功功率参考信号是并网点电压幅值的一个函数，根据并网点电压幅值的大小光伏电源输出相应的无功功率。

(II)基于有功功率的Q(P)控制方法。本方法同样属于无功功率控制方法，在不考虑负荷波动的情况下，随着光照的增强，光伏电源输出的有功功率越大，并网点电压相应增大，Q(P)控制方法的思想是根据光伏电源输出的有功功率调整其无功功率，无功功率参考信号是有功功率的函数。

以上几种电压调节方法的缺陷在于：Q(P)控制方法是根据光伏电源输出的有功功率调整其无功功率，光伏输出的有功功率虽然很大，但是仍然小于用户负荷，即P_load＞P_pv的情况，并不会出现功率外送导致并网点电压偏高的现象，但是按照Q(P)方法，此时光伏电源会吸收大量的无功功率以降低电压，这就造成了额外的功率损耗；Q(U)控制方法是直接根据并网点电压幅值调节无功功率，克服了Q(P)方法的缺陷，但是由于线路上每个接入点的电压幅值不同，在靠近变压器的线路首端电压几乎不变，线路末端的电压与额定值偏差较大，这就会经常出现处于线路末端的光伏电源最大限度的吸收无功功率，处于线路首端的光伏电源丝毫不能参与到电压调节的现象。

发明内容

本发明要解决的问题是：通过调整逆变器的无功功率解决分布式光伏大量接入后带来的电压越上限问题；和现有技术根据光伏电源输出的有功功率调整其无功功率的Q(P)控制方法会造成额外功率损耗的缺陷；以及直接根据并网点电压幅值调节无功功率的Q(U)控制方法虽然克服了Q(P)方法的缺陷，但是也存在处于线路末端的光伏电源最大限度的吸收无功功率，处于线路首端的光伏电源丝毫不能参与到电压调节的缺陷。

本发明提出解决问题的技术方案是：一种基于光伏逆变器无功调节的过电压抑制方法，所述过电压抑制方法是通过光伏逆变器输出的有功功率P和并网点电压U两个变量来调整光伏逆变器的无功功率Q，实现Q(P,U)控制方法；

所述Q(P,U)控制方法包括以下具体步骤：

S1.首先在P₂-U坐标系下根据所述并网点电压U确定Q-P曲线中的拐点P₂，数学公式为

式中U为测量所得光伏逆变器并网点电压，P₁、P_n为Q-P曲线中的参数，U₁、U₂为P₂-U坐标系下的参数，k为一个小于1的系数；

S2.然后在Q-P曲线中根据光伏逆变器输出的有功功率P计算无功功率Q，数学公式为