光伏电站无功电压控制策略的研究

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1、光伏电站无功电压控制策略的研究摘要：为了满足光伏电站并网对公共连接点无功电压控制要求，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电源型光伏电站的等效模型，给出光伏电站无功电压控制策略实流程图。以典型光伏电站出力和负荷动态变化为基础，通过搭建一个含并网光伏电站的110kV系统，对光伏电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。关键词：公共连接点；电压；功率因数；光伏电站；无功电压控制中图分类号：C35文献标识码：A引言：光伏电站在输电侧并网对常规电网的潮流人小

2、和分布会产生影响，并使电网各节点电压发生变化。相对于小型并网光伏电站通常只向电网输送有功功率，不参与电网无功电压控制，中型和并网光伏电站应具备根据PCC电压水平调节无功输岀，参与电网无功电压控制的能力。H前，针对光伏电站无功电压控制的研究较少，国内一些标准文件只给出了简单规定。研究了不同容量的光伏电站对并网母线电压的影响，指出光伏电站与外部电网间的线路阻抗是影响母线电压值的重要因素。提出利用逆变器有功和无功解耦控制向电网提供无功补偿，提高光伏电站低电压穿越性能。文献[9]研究光伏电站并网后广义负载功率波动、功率因数対配电网电压波动影响，指出稳定并网点功率因数是提高电压稳定性的根木

3、方法。以电力系统有功网损最小为FI标函数研究了含光伏电站的配电网无功优化问题。研究了不同类型的分布式电源对电网各节点电压的影响。本文主要研究的冇：1）把光伏电站看作一个独立电源或者只搭建光伏阵列和逆变器模型，没有考虑光伏电站内部线路、变压器损耗对电网的影响；2）注重研究光伏电站对电网电压的影响和控制，没有涉及接入点功率因数的控制；3）没有给出具体的无功电压控制策略；4）采用单一的无功补偿装置，没有考虑多种补偿装置的综合调节；5）仿真时负荷侧均为静态恒功率负荷模型,不能反映一天内负荷大小的实际变化。本文将光伏阵列和逆变器等效为PQ（PV）可控等效电源，对包含变压器、汇集线路和送出线

4、路的光伏电站进行了建模；针对PQ电源型和PV电源型光伏电站，提出了以电压和功率因数为控制H标的无功电压控制策略；通过光伏电站逆变器、无功补偿装置SVG和主变压器的综合调节实现控制目标；考虑不同时刻光伏电站出力和负荷大小的动态变化，并以算例对所提策略进行了验证。一、光伏电站建模（一）光伏电站并网系统结构并网型光伏电站主要由汇集线路依次连接光伏阵列、逆变器、升压变压器至并网点（POT）,再经送出线路连接至PCC。并网后电压测量点可选择P0I或PCC,本文选择PCC做为无功电压控制点。图1为通过二次升压集中并网方式接入110kV电网的光伏电站典型系统结构图。(%1)光伏电站等效模型1、

5、光伏阵列和逆变器等效模型根据潮流计算的要求，当逆变器采用电流源输出方式、恒功率控制策略时，光伏阵列和逆变器等效为PQ可控等效电源；当逆变器采用电压源输出方式、恒电压控制策略时，光伏阵列和逆变器等效为PV可控等效电源。如图2所示。2、光伏电站交流一次系统对电站交流一次系统不进行等效，具体参数以典型系统参数为准。光伏电站等效模型山PQ(PV)可控等效电源和电站交流一次系统连接组成。二、光伏电站无功电压控制策略(一)光伏电站无功电压控制系统结构1、光伏电站无功电压控制系统的两种控制方案(1)地区AVC给定PCC电压和功率因数值，光伏电站按照AVC的给定值投入无功电压控制系统。(2)光伏

6、电站采集PCC电压和功率因数测量值，根据预先设定的策略进行控制。2、光伏电站无功电压控制系统实现方式光伏电站无功电压控制的实现可分为就地控制和远方控制。就地控制为无功电压控制系统不经过调度中心，直接通过光伏电站无功电压控制装置进行控制。远方控制为光伏电站无功电压控制系统按照调度中心下达的指令进行无功电压控制。光伏电站无功电压控制系统结构主要包括远动终端（RTU）、主站服务器、无功电压控制装置以及连接这些设备的通信网络[13]。RTU为调度中心和主站服务器的信息交接点。调度中心应能识别光伏电站类型，下发PCC无功电压控制指令。无功电压控制系统主站接收调度中心下达的指令，向无功电压控

7、制装置（SVG、逆变器、主变压器）发送调节指令，实现无功电压控制目标。光伏电站无功电压远方控制硬件总体框图如图30（-）PQ电源型光伏电站站内无功电压控制策略1、控制目标和手段（1）控制目标PQ电源型光伏电站接入电网会影响PCC电压和功率因数，为了控制PCC电压合格和功率因数为1,同时考虑电压和功率因数不能同时满足控制要求的情况，设置最优控制目标和次优控制目标。（2）控制手段PQ电源型光伏电站无功电压控制手段主要包扌舌调节SVG补偿量和调节逆变器功率因数。考虑逆变器自身有较大的无