[发明专利]一种基于考核和预测的分布式发电系统无功补偿方法

说明书

本发明公开了一种基于考核和预测的分布式发电系统无功补偿方法。该控制方法由控制分布式发电系统的逆变器设备，实现动态无功补偿，分布式发电系统不需要安装额外的无功补偿装置。该方法包括数据采集与控制、工业交换机、监控系统。通过该方法可充分利用逆变器的无功补偿能力，减少无功补偿设备投入，可以设定月度功率因数目标值，监控系统通过实时预测和精确控制保障关口侧的月度考核功率因数。

技术领域

本发明涉及一种基于考核和预测的分布式发电系统无功补偿方法，适用于使用了逆变器设备的分布式发电领域，包括但不限于光伏发电系统和储能供电系统。

背景技术

企业用电系统通常都配置了合适容量的无功补偿装置，在没有分布式发电的情况下，这些无功补偿装置能满足无功补偿需求。在企业用电系统中新增了光伏发电或储能系统等分布式发电系统后，为防止总功率因数降低，通常需要在新增分布式发电系统的同时配置一定容量的无功补偿装置，或使用逆变器无功补偿提高用电侧和关口侧的功率因数。

新增无功补偿装置会增加设备投入，现有的无功补偿方法，通常是在企业用电侧就地采样，不能准确反映关口侧考核功率因数；对功率因数的计算包含了反向有功功率，只代表了功率因数物理量，而不是功率因数考核值，因此，补偿目标往往与考核目标相差甚远，按照这些方法补偿的无功功率，不能准确保障月度功率因数考核要求。

现有无功补偿方法没有月度考核功率因数的预测功能，不能精确控制月度功率因数，常常会出现月度功率因数偏高或偏低。

发明内容

本发明要解决的问题是：为了消除分布式发电系统对企业用电系统总功率因数的影响，减少分布式发电系统无功补偿设备的投入，提高并精确控制月度考核功率因数，本发明提供一种通过控制逆变器进行动态无功补偿的方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于考核和预测的分布式发电系统无功补偿方法，包括监控系统、交换机、仪表、数据采集器和逆变器，在分布式发电系统和用电系统的关口侧安装仪表，通过交换机将采集的仪表数据、数据采集器采集的逆变器数据传送至监控系统，并由监控系统实时分析，控制逆变器的无功输出量，对用电系统进行动态无功补偿，监控系统控制的无功补偿量以关口侧功率因数目标值为设定值，预测和保障月度考核功率因数；关口侧为分布式发电系统、企业用电系统与供电公司的计量结算位置，包括关口计量表、仪表所在区域。

控制方法步骤包括程序步骤开始运行后，采集仪表、逆变器信号，通过交换机接入监控系统；监控系统分析当前发电、用电状态，计算当前功率因数，结合设定的功率因数目标值，判断当前功率因数是否达到目标值；若已达到目标值则保持或降低关口侧功率因数，若未达到目标值则提高关口侧功率因数；根据采集的关口侧无功功率、逆变器无功功率、当前功率因数状态和设定的控制参数，计算逆变器无功功率输出量，控制信号下发到逆变器后调节逆变器的无功功率输出量实现动态无功补偿，本次测控周期结束；根据设定的采样周期，程序等待进入下一个执行周期。

监控系统的控制依据是关口侧的有功功率、无功功率和功率因数，控制对象是分布式发电系统的逆变器无功功率，限制条件是监控系统设置的无功功率限定值和功率因数目标值。

使用正向有功功率、正向无功功率、反向无功功率计算关口侧瞬时功率因数，该功率因数不是常规的物理量，而是反映了考核方法的功率因数。使用正向有功电量、正向无功电量、反向无功电量计算关口侧考核功率因数。使用当日已产生电量计算的功率因数即为日功率因数预测值，使用当月已产生电量计算的功率因数即为月功率因数预测值，月功率因数预测值计算到月底时将等于供电公司的考核值。

使用日功率因数和月功率因数的预测值作为监控系统无功补偿的判断条件，实现无功补偿输出量的精确控制。监控系统根据功率因数的瞬时值、预测值和目标值，动态控制无功输出量，使月功率因数预测值稳定在目标值附近，保障月度考核功率因数在允许的偏差范围内。

本发明的功率因数计算公式如下