一種消除光伏發(fā)電站跨主變無(wú)功環(huán)流的調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光伏發(fā)電站電壓無(wú)功自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種消除光伏發(fā)電 站跨主變無(wú)功環(huán)流的調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 國(guó)標(biāo)GB/T19964-2012《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》規(guī)定：光伏發(fā)電站的 無(wú)功電源包括光伏并網(wǎng)逆變器及光伏發(fā)電站無(wú)功補(bǔ)償裝置。光伏發(fā)電站要充分利用并網(wǎng)逆 變器的無(wú)功容量及其調(diào)節(jié)能力；當(dāng)逆變器的無(wú)功容量不能滿(mǎn)足系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)需要時(shí)，應(yīng)在 光伏發(fā)電站集中加裝適當(dāng)容量的無(wú)功補(bǔ)償裝置，必要時(shí)加裝動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVG)。
[0003] 該國(guó)標(biāo)還規(guī)定，通過(guò)IOkV~35kV電壓等級(jí)接入電網(wǎng)的光伏發(fā)電站在其無(wú)功輸出 范圍內(nèi)，應(yīng)具備根據(jù)光伏發(fā)電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓水平調(diào)節(jié)無(wú)功輸出，參與電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的能力， 其調(diào)節(jié)方式和參考電壓、電壓調(diào)差率等參數(shù)應(yīng)由電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)設(shè)定。通過(guò)110(66)kV及以 上電壓等級(jí)接入電網(wǎng)的光伏發(fā)電站應(yīng)配置無(wú)功電壓控制系統(tǒng)，具備無(wú)功功率調(diào)節(jié)及電壓控 制能力。根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)指令，光伏發(fā)電站自動(dòng)調(diào)節(jié)其發(fā)出（或吸收）的無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn) 對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的控制，其調(diào)節(jié)速度和控制精度應(yīng)滿(mǎn)足電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)的要求。
[0004] 該國(guó)標(biāo)還規(guī)定，光伏發(fā)電站的電壓控制目標(biāo)為：當(dāng)公共電網(wǎng)電壓處于正常范圍內(nèi) 時(shí)，通過(guò)ll(K66)kV電壓等級(jí)接入電網(wǎng)的光伏發(fā)電站應(yīng)能夠控制光伏發(fā)電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓在 標(biāo)稱(chēng)電壓的97%~107 %范圍內(nèi)，通過(guò)220kV及以上電壓等級(jí)接入電網(wǎng)的光伏發(fā)電站應(yīng)能 夠控制光伏發(fā)電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓在標(biāo)稱(chēng)電壓的100%~110%范圍內(nèi)。
[0005] 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置無(wú)功輸出分發(fā)出或吸收兩個(gè)方向，一般用正數(shù)表示發(fā)出無(wú)功、 用負(fù)數(shù)表示吸收無(wú)功，如一套動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的額定容量為20MVar (兆乏），則其無(wú)功 輸出的范圍為_(kāi)20MVar至+20MVar，分別表示最大可吸收無(wú)功20MVar、最大可發(fā)出無(wú)功 20MVar。動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置無(wú)功輸出為OMVar，表示它既不發(fā)出無(wú)功、也不吸收無(wú)功。
[0006] 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置增加其發(fā)出的無(wú)功，將會(huì)導(dǎo)致流入主變的無(wú)功增加，反之動(dòng)態(tài) 無(wú)功補(bǔ)償裝置增加其吸收的無(wú)功，將會(huì)導(dǎo)致流出主變的無(wú)功增加。因此也用正數(shù)表示流入 主變低壓側(cè)的無(wú)功，負(fù)數(shù)表示流出主變低壓側(cè)的無(wú)功。
[0007] 光伏發(fā)電站一般采用高壓側(cè)單母線、低壓側(cè)單母線分段的接線方式，實(shí)際運(yùn)行時(shí) 母聯(lián)開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)。這種情況下，可能會(huì)出現(xiàn)低壓母線上的無(wú)功異號(hào)（設(shè)無(wú)功由低壓 母線流向變壓器，為低壓母線無(wú)功的正方向），即出現(xiàn)了跨主變的無(wú)功環(huán)流現(xiàn)象，這種無(wú)功 環(huán)流會(huì)使主變的有功損耗明顯增加，影響光伏發(fā)電站主變的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。通常利用安裝在主 變低壓側(cè)的電容器組消除無(wú)功環(huán)流，但受制于電容器組的無(wú)功只能一組一組投切，不能平 滑精細(xì)的調(diào)節(jié)主變低壓側(cè)的無(wú)功，導(dǎo)致利用電容器組調(diào)節(jié)時(shí)并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功和電壓波動(dòng)較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種消除光伏發(fā)電站跨主變無(wú) 功環(huán)流的調(diào)節(jié)方法，本發(fā)明方法使得光伏發(fā)電站出現(xiàn)跨主變無(wú)功環(huán)流現(xiàn)象時(shí)能得到及時(shí)消 除，減少了主變損耗，提高了光伏發(fā)電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)由于采用分步調(diào)節(jié)的方法，使 得并網(wǎng)點(diǎn)電壓在整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程中保持了平穩(wěn)過(guò)渡，提高了光伏發(fā)電站運(yùn)行的安全性和可靠 性。
[0009] 本發(fā)明提出的一種消除光伏發(fā)電站跨主變無(wú)功環(huán)流的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，首 先主變低壓側(cè)母聯(lián)開(kāi)關(guān)均處于斷開(kāi)狀態(tài)，在每臺(tái)主變低壓側(cè)加裝一個(gè)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 SVG，使主變個(gè)數(shù)和SVG個(gè)數(shù)相同；該方法包括以下步驟：
[0010] 1)在調(diào)節(jié)周期（10至60秒可配置）到來(lái)時(shí)，
[0011] 從光伏發(fā)電站當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)可獲取所有主變低壓側(cè)和SVG的當(dāng)前無(wú)功值；
[0012] 所有主變低壓側(cè)當(dāng)前無(wú)功值大于0(即主變低壓側(cè)流入無(wú)功）的主變無(wú)功記為 QiQ = 1，…，n)，總個(gè)數(shù)為n;對(duì)應(yīng)SVG的當(dāng)前無(wú)功值記為Qsvgj (i = 1，…，n)，每個(gè)SVG 無(wú)功調(diào)節(jié)步長(zhǎng)（每個(gè)SVG每次無(wú)功調(diào)節(jié)的最大允許值）記為Qsvg stap i;
[0013] 累加所有大于0的無(wú)功值，記為Q+:
[0015] 所有主變低壓側(cè)當(dāng)前無(wú)功值小于0(即主變低壓側(cè)流出無(wú)功）的主變無(wú)功記為 Qk(k = 1，…，m)，總個(gè)數(shù)為m ;對(duì)應(yīng)SVG的當(dāng)前無(wú)功值記為Qsvgji(k = 1，…，m)，每個(gè)SVG 無(wú)功調(diào)節(jié)步長(zhǎng)（每個(gè)SVG每次無(wú)功調(diào)節(jié)的最大允許值）記為Qsvg stap k;
[0016] 累加所有小于0的無(wú)功值絕對(duì)值，記為Q ;
[0018] 2)若Q+等于0或Q等于0時(shí)，不進(jìn)行消除環(huán)流的無(wú)功調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)步驟1)，表明此時(shí) 主變無(wú)功環(huán)流不存在；
[0019] 3)若Q+和Q都不等于0時(shí)，表明存在主變無(wú)功環(huán)流，需要進(jìn)行消除環(huán)流的無(wú)功調(diào) 節(jié)。這里需要再區(qū)分兩種情況考慮：
[0020] 3-1)若Q+大于Q，表示流入主變的無(wú)功總和大于流出主變的無(wú)功總和，意味著為 了消除本次環(huán)流至少需要使所有流出主變的無(wú)功減少為〇 (使Q為〇);同時(shí)為了保持并網(wǎng) 點(diǎn)電壓的穩(wěn)定，也需要減少等量的流入主變的無(wú)功；
[0021] 設(shè)每臺(tái)低壓側(cè)當(dāng)前無(wú)功值小于0 (即主變低壓側(cè)流出無(wú)功）的對(duì)應(yīng)SVG無(wú)功設(shè)定 值為Qsvg Mt k，則：
[0022] Qsvg-set k= Qsvgk-Qk，（k = 1，
[0023] 若I Qk I > Qsvg step k,則該主變低壓側(cè)當(dāng)前無(wú)功值小于0的對(duì)應(yīng)SVG無(wú)功設(shè)定值修 正為：
[0024] Qsvg-set-k= Qsvg-k+Qsvg-step-k，(k = 1，
[0025] 統(tǒng)計(jì)所有主變低壓側(cè)總流出無(wú)功的減少量記為Qsvg set，則：
[0027] 設(shè)每臺(tái)主變低壓側(cè)當(dāng)前無(wú)功值大于0 (即主變低壓側(cè)流入無(wú)功）的對(duì)應(yīng)SVG無(wú)功 調(diào)整量為Qsvgj6l^1，則：
[0028] Qsvg deita l= Qsvgset /n,(i= 1, -,n)
[0029] 若Qsvgdeltal>Qi，則該臺(tái)主變低壓側(cè)當(dāng)前無(wú)功值大于0的對(duì)應(yīng)SVG無(wú)功調(diào)整量修 正為：
[0030] Qsvgdeltal =QpQ= 1，…，n)
[0031] 若Qsvgdeltal>QHgstapi，則該臺(tái)主變低壓側(cè)當(dāng)前無(wú)功值大于0的對(duì)應(yīng)SVG無(wú)功調(diào) 整量修正為：
[0032] Qsvgdeltal=Qsvg-stepi，Q= 1，…，n)
[0033] 設(shè)每臺(tái)主變低壓側(cè)當(dāng)前無(wú)功值大于0 (即主變低壓側(cè)流入無(wú)功）的對(duì)應(yīng)SVG無(wú)功 設(shè)定值為QsvgsetlU:
[0034] Qgen-set-iQsvg-iQsvg-delta-i'（i? ?n)，轉(zhuǎn)步驟I);
[0035] 3-2)若Q+小于Q時(shí)，表示流入主變的無(wú)功總和小于流出主變的無(wú)功總和，意味著 為了消除本次環(huán)流至少需要使所有流入主變的無(wú)功減少為〇 (使Q+為〇);同時(shí)為了保持并 網(wǎng)點(diǎn)電壓的穩(wěn)定，也需要減少等量的流出主變的無(wú)功；
[0036] 設(shè)每臺(tái)主變低壓側(cè)當(dāng)前無(wú)功值大于0 (即主變低壓側(cè)流入無(wú)功）的對(duì)應(yīng)SVG無(wú)功 設(shè)定值為QsvgsetlU:
[0037] Qsvgsetl=QMgl-Q1,(i= 1，…，n)
[0038] 若Q1 >Qsvgstepi，則該主變低壓側(cè)當(dāng)前無(wú)功值大于0的對(duì)應(yīng)SVG無(wú)功設(shè)定值修正 為：
[0039] Qsvgsetl=Qsvg-「Qsvgstep-pQ= 1，…，n)
[0040] 統(tǒng)計(jì)所有主變低壓側(cè)總流入無(wú)功的減少量記為QsvgMt+，則：
[0042] 設(shè)每臺(tái)主變低壓側(cè)當(dāng)前無(wú)功值小于0 (即主變低壓側(cè)流出無(wú)功）的對(duì)應(yīng)SVG無(wú)功 調(diào)整量為Qsvg_d6lta_k，則：
[0043] Qsvg-delta-k=Qsvg-set+/m，（k= 1，
[0044] 若Qsvgdeltak>IQkI，則該主變低壓側(cè)當(dāng)前無(wú)功值小于0的對(duì)應(yīng)SVG無(wú)功調(diào)整量修 正為：
[0045] QsvgdeItak= |Qk|，（k= 1，…，m)
[0046] 右Qsvg-delta-k〉Qsvg-step-k， 則該主變低壓側(cè)當(dāng)前無(wú)功值小于0的對(duì)應(yīng)SVG無(wú)功調(diào)整 量修正為：
[0047] Qsvgdeltak=Qsvg-stepk，(k= 1，
[0048] 設(shè)每臺(tái)主變低壓側(cè)當(dāng)前無(wú)功值小于0 (即主變低壓側(cè)流出無(wú)功）的對(duì)應(yīng)SVG無(wú)功 設(shè)定值為QsvgMtk，則：
[0049] Qgen-set-k=Qsvg-k+Qsvg-delta-k，（k= 1，…，m)，轉(zhuǎn)步驟 1)。
[0050] 本發(fā)明方法的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是：
[0051] 本發(fā)明在光伏發(fā)電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和光伏陣列機(jī)端電壓都合格的基礎(chǔ)上，當(dāng)光伏發(fā) 電站出現(xiàn)跨主變無(wú)功環(huán)流現(xiàn)象時(shí)，通過(guò)分兩類(lèi)調(diào)整各主變低壓側(cè)流出和流入無(wú)功的對(duì)應(yīng) SVG無(wú)功設(shè)定值，使跨主變無(wú)功環(huán)流得到及時(shí)消除，減少了主變損耗，提高了光伏發(fā)電站運(yùn) 行的經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)由于各主變低壓側(cè)流出和流入無(wú)功盡可能采用等量調(diào)整的方法，以及設(shè) 置動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的無(wú)功調(diào)節(jié)步長(zhǎng)限制每次調(diào)節(jié)的幅度，使得并網(wǎng)點(diǎn)電壓在整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò) 程中保持了平穩(wěn)過(guò)渡，提高了光伏發(fā)電站運(yùn)行的安全性和可靠性。
【具體實(shí)施方式】
[0052] 下面結(jié)合一個(gè)具體實(shí)施例，介紹本發(fā)明的消除光伏發(fā)電站跨主變無(wú)功環(huán)流的調(diào)節(jié) 方法。
[0053] 本發(fā)明提出的一種消除光伏發(fā)電站跨主變無(wú)功環(huán)