用于光伏電站的控制技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文所述主題的實(shí)施例整體涉及太陽能電池。更具體地講，主題的實(shí)施例涉及光 伏電站的運(yùn)行和控制。
【背景技術(shù)】
[0002] 光伏電站采用太陽能電池來將太陽福射轉(zhuǎn)化為電能。光伏電站還包括光伏逆變器 ("逆變器"），其將由太陽能電池生成的直流電值C)轉(zhuǎn)變成適用于通過變壓器和輸電線的 網(wǎng)絡(luò)輸送至與公用電網(wǎng)的互連點(diǎn)（P0I)的交流電（AC)。
[0003] 逆變器在支持大型光伏電站背景下電網(wǎng)整合要求中的作用仍在發(fā)展。雖然公用事 業(yè)級逆變器由于其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和可控性而提供擴(kuò)展的功能，諸如控制型無功功率輸送、頻率 功率下垂控制及故障穿越，但尚未完全探究或理解與對在大型光伏電站中并聯(lián)運(yùn)行的多個 逆變器的協(xié)調(diào)控制相關(guān)聯(lián)的實(shí)際挑戰(zhàn)。逆變器是高度靈活且可控的設(shè)備，但他們僅能夠響 應(yīng)于其端子處所存在的狀況。此外，大型光伏電站包含通常具有不同電路阻抗和動態(tài)特性 的多個分布式逆變器站。由于大型光伏電站中所使用的逆變器可能購自多個供應(yīng)商，因此 它們的若干關(guān)鍵參數(shù)，諸如有功功率額定值和無功功率額定值、輸出過電壓容差W及控制 響應(yīng)速率，在逆變器站之間可能非常不同。逆變器與公用電網(wǎng)的P0I的距離W及P0I處信 號感測的限制對通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)W及對可實(shí)現(xiàn)的控制響應(yīng)速率施加額外的約束。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在一個實(shí)施例中，一種控制光伏電站運(yùn)行的方法包括提供多個太陽能電池。多個 逆變器將由太陽能電池生成的直流電轉(zhuǎn)變成交流電，所述多個逆變器中的每一個根據(jù)輸入 無功功率設(shè)定值來生成無功功率。電網(wǎng)控制器生成全局無功功率設(shè)定值。多個解譯器接收 全局無功功率設(shè)定值。多個解譯器中的每一個將全局無功功率設(shè)定值轉(zhuǎn)變成針對多個逆變 器中的特定的一組逆變器的無功功率設(shè)定值，并將該無功功率設(shè)定值提供至所述特定的一 組逆變器。
[0005] 在另一實(shí)施例中，一種控制光伏電站運(yùn)行的方法包括確定代表光伏電站中多個逆 變器的阻抗的等效阻抗。確定由具有等效阻抗的虛擬逆變器所生成的無功功率?；谟商?擬逆變器生成的無功功率來確定多個逆變器中每個逆變器的無功功率貢獻(xiàn)。針對多個逆 變器中的每個逆變器，使用所確定的逆變器的無功功率貢獻(xiàn)來設(shè)定逆變器的無功功率設(shè)定 值。多個逆變器中的每個逆變器基于其無功功率設(shè)定值來生成無功功率。
[0006] 在另一實(shí)施例中，一種控制光伏電站運(yùn)行的方法包括將光伏電站的阻抗網(wǎng)絡(luò)劃分 成多個一級逆變器集群，所述一級逆變器集群中的每一個代表光伏電站中的多個逆變器。 確定一級逆變器集群中的每一個的等效阻抗，該等效阻抗代表W-級逆變器集群中的每一 個代表的逆變器的阻抗。把一級逆變器集群的等效阻抗分組成二級逆變器集群。至少基于 一級逆變器集群和二級逆變器集群的等效阻抗來確定超級逆變器集群的等效阻抗，該超級 逆變器集群的等效阻抗代表W-級逆變器集群代表的逆變器的阻抗。確定由具有超級逆變 器集群的等效阻抗的虛擬逆變器所生成的無功功率?；谟商摂M逆變器生成的無功功率來 確定W-級逆變器集群代表的逆變器中的每一個的無功功率貢獻(xiàn)。W-級逆變器集群代表 的逆變器根據(jù)針對該逆變器所確定的無功功率貢獻(xiàn)來生成無功功率。
[0007] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀包括附圖和權(quán)利要求書的本公開全文之后，本發(fā)明的該 些和其他特征對于他們而言將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0008] 當(dāng)結(jié)合W下附圖考慮時，通過參見【具體實(shí)施方式】和權(quán)利要求書可W更完全地理解 所述主題，其中在所有附圖中，類似的附圖標(biāo)記是指類似的元件。
[0009] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的光伏電站的示意圖。
[0010] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的示出了圖1的光伏電站的更多細(xì)節(jié)的示意圖。
[0011] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的光伏電站的示意圖。
[0012] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的光伏電站的阻抗圖，示出了使多個逆變器群集 W生成具有一阻抗的單個虛擬逆變器的方法，所述阻抗代表多個逆變器的阻抗。
[001引圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的圖4的阻抗圖，該阻抗圖經(jīng)重新標(biāo)記W示出針 對光伏電站的多個逆變器中的每一個生成優(yōu)化的無功功率設(shè)定值的方法。
[0014] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的進(jìn)一步說明了圖4的逆變器群集過程的示意 圖。
[0015] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的光伏電站的等效電路的示意圖，該光伏電站具 有組合成單個超級逆變器集群的逆變器。
[0016] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的使多個逆變器群集W生成具有一阻抗的單個 虛擬逆變器的方法的流程圖，所述阻抗代表多個逆變器的阻抗。
[0017] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的針對光伏電站的多個逆變器生成優(yōu)化的無功 功率設(shè)定值的方法的流程圖。
[0018] 圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的確定多個逆變器中每一個的最佳無功功率貢 獻(xiàn)的方法的流程圖。
[0019] 圖11示出了通過建模和計(jì)算得到的對各種無功功率控制技術(shù)進(jìn)行比較的曲線 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 在本發(fā)明中，提供了許多具體細(xì)節(jié)，例如設(shè)備、組件和方法的實(shí)例，從而獲得對本 發(fā)明實(shí)施例的全面理解。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，本發(fā)明可在沒有所述具體細(xì) 節(jié)中的一者或多者的情況下實(shí)施。在其他情況下，未示出或描述為人們所熟知的細(xì)節(jié)，W避 免使本發(fā)明的方面模糊不清。
[0021] 一般來講，可如下地描述大型光伏電站的一般性最佳無功功率調(diào)度問題。針對連 接了所有逆變器集群的適當(dāng)選擇的中點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，給定一組中點(diǎn)節(jié)點(diǎn)變量Vm(k)和Qm化)，W及 逆變器變量；Pi(k)，i= 1，2，...，N，計(jì)算A化)，i= 1，2，...，N，其在W下約束條件下使所 選擇的目標(biāo)函數(shù)J(k)最小化，
[002引IQi似I《Climax似（式D
[0023] 其中dim。,化)，逆變器的無功功率極限i，主要取決于逆變器的能力，且通常取決于 VA功率容量