含逆变器无功的光伏电站无功控制研究

大中型并网光伏电站逆变器参与电网无功调节,不但可提高本站电压质量,还可增强光伏集中接入地区无功控制能力。以发挥逆变器无功调节能力为目标,考虑逆变器和站内动态无功补偿装置配合,提出针对并网型光伏电站的无功控制策略。该策略考虑了恒无功/恒电压等不同控制模式下无功出力分配方式,设计了逆变器暂态响应控制模式,通过场站自动电压控制(AVC)系统改造,实现1座50 MWp光伏电站逆变器调相运行,实测结果表明所提控制策略及实现方式可有效利用光伏电站逆变器无功调节能力,提升无功电压控制水平。     

光伏电站内的逆变器无功调节能力分析与控制策略研究

针对光伏逆变器稳态模型,分析了不同结构逆变器运行控制特点和无功调节能力。构建逆变器电压调整模式和系统无功补偿模式的光伏电站无功控制策略,该方案在发电同时利用其本身自有无功调节能力来作为无功补偿设备的补充以减少无功补偿设备投入容量。在该方案中根据电网需求无功得出光伏电站P-λ运行关系曲线,通过验证证明该策略在满足系统无功需求的同时降低了电能损耗,增加经济效益。最后以某光伏电站实际案例搭建psat仿真对该控制策略的有效性和实用性进行了评价。     

基于光伏逆变器的快速功率控制系统研究及应用

为使新能源功率输出能快速响应系统有功功率和无功功率平衡需求,文中提出光伏电站毫秒级功率控制的系统性方案。首先,基于光伏逆变器的功率快速交换能力,在光伏电站并网点直采电压、电流,实时监测并网点频率和电压变化,根据一次调频参数计算光伏电站有功出力。在此基础上,通过高速环网通信链路群控光伏逆变器进行有功出力,使得光伏电站具备一次调频能力。在无功功率控制方面,文中通过智能多状态序列判别算法实时计算光伏电站并网点对电力系统的阻抗,根据并网点电压波动实时群控光伏逆变器进行无功出力,使得光伏电站具备动态无功响应能力,从而完成光伏电站功率的快速控制。目前该系统已经在淮安金湖光伏电站中试点运行,现场试验数据说明应用文中提出的控制系统可实现一次调频响应时间小于0.15 s,动态无功响应时间小于30 ms的指标,验证了控制系统的有效性和可行性。     

考虑多无功源的光伏电站两阶段无功电压协调控制策略

在综合考虑各种无功源调节性能基础上,提出了一种综合利用静止无功发生器、光伏逆变器和电容器组的光伏电站无功电压协调控制策略,其包含两个控制阶段:第一阶段为考虑多无功源的协调电压控制,最大化利用站内无功源,在减少电容器组投切次数的同时,快速响应系统无功变化,维持公共连接点电压稳定;第二阶段为动态无功优化控制,利用动态无功(静止无功发生器)与静态无功(电容器组)、快速无功(静止无功发生器)与慢速无功(光伏逆变器)的无功代替,使静止无功发生器保留足够的无功裕度,提高电网应对电压崩溃的能力。最后,将所提出的无功电压控制策略应用到实际光伏电站中,验证了该策略的有效性。     

逆变器与 SVC 共同参与的光伏电站无功协调控制研究

光伏电站无功配置方案不考虑逆变器的无功输出能力,存在投资成本偏大、补偿特性不理想等问题。针对目前光伏电站无功补偿方面存在的问题,研究逆变器的无功输出能力,论证了其参与无功调节的可行性,提出适用于电压时变特性的逆变器与SVC共同参与下的光伏电站无功控制策略,以提高光伏系统的暂态稳定性,实现光伏电站无功补偿实用性与经济性的统一。     

光伏电站功率快速控制应用研究

分析了光伏发电与电网稳定的矛盾,研究光伏发电特性和逆变器功率快速调节潜力,提出光伏电站快速功率调节助力电网稳定的原则。针对现有光伏电站通讯结构,逆变器功率控制算法进行研究,提出一种实现光伏电站整体功率快速控制应用的方案。从电站通讯系统架构、逆变器功率快速控制算法、有功快速控制与最大功率跟踪之间矛盾的解决方法等几个方面对方案进行了详细介绍。通过实际光伏电站现场的单机试验和全站试验,验证了应用方案的可行性。     

基于逆变器的光伏电站无功电压控制技术研究

对逆变器功率解耦进行了数学建模分析,研究了基于逆变器的光伏电站无功电压控制方案及控制策略,并经现场验证光伏电站无功电压控制系统在稳态和暂态下对电网具有较好的电压支撑作用,可促进光伏电站友好型并网及调度方式转变。同时应用该技术可显著提高光伏电站动态无功补偿出力稳定性,具有较好的技术与经济应用推广前景。     

光伏逆变器无功功率特性研究

为了解决光伏电站无功调节能力问题,通过现场试验和对光伏逆变器群的性能进行分析,验证了光伏逆变器群能够产生感性和容性无功功率,具备良好的无功调节能力,可作为光伏电站的无功输出设备。试验结果表明:光伏逆变器具有的无功调节能力在减少无功补偿设备投入容量、满足系统无功需求的同时,也降低了电能损耗,节约了投资成本,增加了经济效益。     

分布式光伏电站区域智能调控系统的研究

针对分布式光伏电站中组串逆变器数量较多、布置分散给电站功率调节带来的问题,提出了一种区域智能调控系统。采用分层控制的调节方式,将光伏监控主站的功率调节任务按照一定的分配算法分配给多个区域智能调控单元,各智能调控单元同时调节完成整个光伏电站的功率调节任务并实时上送至监控主站。该系统在减轻监控主站调节负担的同时可大大提高调节速度及调节精度,具有广泛的工程应用价值。     

基于无功源的分布式光伏电站无功补偿协调控制系统及方法

基于光伏电站内各无功源(SVC/SVG、逆变器)的无功出力及剩余可调裕度,文中提出一种分布式光伏电站无功补偿器SVC/SVG与逆变器无功负荷协调优化控制的系统及方法。该协调控制方法以分布式光伏电站AVC系统为基础,获取本场站的当前总无功功率,及本场站内各无功源的无功出力及剩余可调裕度,根据特定的优化控制原则,将各无功源的无功值进行重新调整,实现无功功率在无功补偿器SVC/SVG和逆变器之前的优化分配。最后,提出一种基于AVC的分布式光伏电站电压控制系统。系统及方法能够在保证分布式光伏电站并网点电压稳定的条件下,充分利用逆变器的无功补偿能力,降低无功补偿器SVC/SVG的无功出力,达到降低分布式光伏电站无功补偿装置的耗电量的目的。     

基于新型统一电能质量控制器的光伏电站故障穿越技术

近年来,光伏电站低电压穿越技术得到了快速发展,但受限于光伏并网系统电压检测速度影响,光伏电站故障穿越的快速性等问题亟需解决。文中提出一种适用于光伏电站故障穿越的的新型统一电能质量控制器(UPQC)接入结构及控制方法。该型UPQC能够在高电压故障时,通过补偿使光伏电站出口电压稳定在额定值,系统具备高电压穿越的能力,并兼有谐波补偿功能,有助于光伏电站快速响应电网电压波动情况,提升光伏电站故障穿越能力。UPQC可以配合光伏电站在低电压故障时输出无功功率,帮助光伏电站在指定的时间内发出电网需要的无功功率,并且能够在高电压故障时吸收电网无功功率,加速电网电压恢复过程,综合提升光伏电站穿越能力。最后,文中给出100 MW光伏电站运行仿真结果,验证了所提电力电子补偿系统的有效性和可行性。     

大型光伏电站无功电压控制研究

为了满足光伏电站并网对公共连接点(Point of common coupling,PCC)无功电压控制要求,基于九区图原理,以PCC电压和功率因数均合格为最优控制目标,针对PQ电源型和PV电源型的大型光伏电站提出了的无功电压控制策略。搭建了PQ电源型和PV电源型大型光伏电站的等效模型,给出光伏电站无功电压控制策略实施流程图。以典型光伏电站出力和负荷动态变化为基础,通过搭建一个含大型并网光伏电站的110 kV系统,对光伏电站的无功电压控制进行仿真。仿真结果验证了所提策略的有效性和实用性。     

光伏电站无功电压控制策略的研究

针对大规模光伏电站接入电网而引起的并网点电压不稳定问题,提出了一种光伏电站的无功电压协调控制策略。该策略是以并网点电压维持在一定水平为依据,根据计算所得的光伏电站并网点的无功需求,对光伏电站的所有无功功率集中协调控制。通过无功协调控制器下发协调控制指令给光伏电站内电容电抗、每台光伏逆变器和无功补偿装置,获得合理的无功功率分配,维持光伏电站并网点的电压稳定。仿真结果验证该策略的可行性和有效性。     

大型光伏储能电站与同步发电机励磁的非线性协调控制策略

在大规模光伏储能电站接入系统的容量和比重不断增加的情况下,光伏电站应具备一定的电压和功率调节能力来支撑电网的稳定运行。以大型光伏储能电站接入的多机电力系统为研究对象,推导其微分代数系统结构模型,提出了采用光伏储能电站逆变器与同步发电机励磁协调来提高系统稳定水平的非线性控制策略。该策略避免了不同控制器单独设计造成的配合不协调问题,同时可以对电压和有功等多个目标量进行控制。由于采用非线性设计方法,控制器可在大范围适用而不局限于设计点附近。仿真结果表明,所设计的控制器可以有效提高系统的电压和功率调节能力,保障系统安全稳定运行。     

一种新能源电站有功功率柔性控制方法及应用

当前新能源电站有功功率控制主要采用通信指令调节大量逆变器和风机等设备的方式,其有功功率控制速度慢,无法满足系统级有功功率紧急控制对新能源场站级有功功率控制提出的要求。为此,结合当前新能源电站有功功率控制模式,利用保护装置毫秒级开断速度的优势,提出一种有功功率柔性控制方法,并设计该控制方法的系统架构及有功功率控制流程,以满足正常运行时自动发电控制和紧急情况时快速控制的双重需求。提出多目标约束有功功率优化控制的数学模型,并阐述通过改进的优先顺序法求解该数学模型的具体步骤。通过现场实际应用的案例分析,验证了所提方法的可行性和有效性。     

考虑光热光伏混合电站内外双重电压安全的两阶段无功优化控制

针对实际运行的大规模光热光伏混合电站并网后面临的“内忧外患”电压问题，既受电站内部节点电压状态的影响，也受外部电网系统静态电压稳定状态的影响，提出一种考虑光热光伏混合电站内外双重电压安全的两阶段无功优化控制方法。首先，通过静态电压稳定裕度、节点电压均衡度和无功储备裕度3种指标表征混合电站电压安全状态。然后，结合小时级长时间尺度的光伏出力预测信息，在第I阶段实施有载变压器和电容器慢速调整。针对分钟级短时间尺度内的光伏出力波动，以混合电站内的光伏发电单元、光热发电单元和静止同步补偿器为第II阶段的优化控制对象，实现快速精细化电压调节。所提方法能有效避免全站设备频繁参与优化调整，从而提高控制效率。最后，通过测试系统验证分析结果表明：通过两阶段无功控制协调，所提方法能够抑制光伏出力的波动冲击，有效降低站内电压安全越限和失稳风险。     

基于光伏逆变器调节的配电网电压控制策略

高渗透率光伏电站并网会导致配电系统潮流逆向和节点电压越限。因此,为保证电网的安全稳定运行,必须对光伏电站接入点的越限电压进行调整。根据光伏逆变器的容量特性和技术规范,以调整逆变器有功/无功功率为手段,提出了光伏电站逆变器电压控制策略和逆变器有功/无功功率调整的计算方法。所提电压控制策略充分利用了逆变器容量进行电压调整,具有良好的控制效果和经济性,计算简便且无需获取馈线负荷水平和分布情况。仿真分析表明,所提逆变器电压控制策略能够较好地解决光伏电站接入点的电压越限问题。