| 标题 | 关于大型光伏电站无功电压控制研究 |
| 范文 | 卓越 向盼 摘 要：大型的光伏电站在输电端进行并网期间，会对电网的潮流及其分布情况带来一定的影响，同时引起了电网中各个节点电压的波动。为了使得光伏电站的并网满足公共连接点（PCC）无功电压的控制要求，通过研究九区图的原理，以功率因数与PCC电压皆合格作为最终的控制目的，对PQ电源式与PV电源式大规模的光伏电站提供了无功电压的控制方法。建立了相应的等效模型，达到了良好的效果。本文阐述了大型光伏电站的模型建立，分析了大型光伏电站对无功电压的控制策略。 关键词：大型光伏电站；无功电压；控制策略 本文主要把逆变器与光伏阵列等效为PV（PQ）的可控制等效电源，对包括汇集线路、变压器、送出线路的大规模光伏电站展开了建模；分别针对PQ、PV电源式的光伏电站，提供了以功率因数与电压为控制目的的无功电压的控制方法；分析了各个时刻的电站负荷与出力的变化情况。提出了光伏电站无功电压控制中需要注意的问题，以下就相关问题展开详细论述。 一、大型光伏电站的模型建立 （一）大型光伏电站的并网系统构造 并网的光伏电站一般包括很多成分，主要由汇集线路分别接入逆变器、光伏阵列、升压的变压器，到相应的并网点（即POI），然后，通过传输线路接到PCC。并网以后的电压其测量点可以选择PCC或者POI，本文主要将PCC作为无功电压的控制点。具体参见图1所示： （二）光伏电站的等效模型 第一，逆变器与光伏阵列的等效模型。按照具体的潮流计算标准，如果逆变器选择了恒功率控制方法或者电流源的输出模式，则二者将等效为PQ可控的电源；如果逆变器选择恒电压控制方法与电压源输出模式，则二者等效为PV可控的电源。第二，大型光伏电站的交流一次系统没有对交流一次系统进行等效，参数主要依据典型的系统参数。光伏电站的等效模型主要包括PQ、PV可控的等效电源与交流一次系统。 二、大型光伏电站对无功电压的控制策略 （一）光伏电站的无功电压控制系统构造 第一，无功电压的两种控制策略。区域AVC设定了功率因数值与PCC电压，光伏电站依据AVC的设定值对无功电压的控制系统进行投入。同时，光伏电站需要收集功率因数与PCC电压的测量值，按照事先的策略加以控制。第二，无功电压的控制系统达成模式。一般分为远方、就地两种控制形式。 （二）PQ电源式光伏电站无功电压的控制策略 第一，控制目标。PQ电源式光伏电站的接入电网通常会对功率因数与PCC电压带来一定的影响。因此，为了有效促进功率因数为1与PCC电压达到相应的标准，并全面分析二者无法共同达到控制标准的情况，应当设定最佳及次优的控制目标。第二，控制手段。PQ电源式光伏电站的无功电压控制一般包括两种方法，即调节逆变器的功率因数与调节SVG的补偿量。基于逆变器本身带有很大的剩余无功容量，因此，无功补偿的时候需要优先对逆变器加以调节，然后再调节SVG。因为变压器主要以改变系统的无功功率具体的分布情况进而达到对各个节点电压的调节的目的。PQ可控电源的无功在设定以后不保持不变，变压器没有较大的调节效果，所以，PQ电源式光伏电站通常不选择变压器的调节形式。 第三，控制策略。应用九区图的控制方法，通过对无功电压的控制设的控制，达到以上的控制目标。PQ电源式光伏电站的无功电压控制方法参见以下图表： 关于PQ电源式无功电压控制方法实施程序可以参见下图所示： （三）PV电源式光伏电站对无功电压的控制策略 第一，控制目标。PV电源式光伏电站的接入电网一般会对PCC电压带来影响，使其功率的因数很小。所以，功率因数的目标值通常会稍有降低。第二，控制手段。PV电源式光伏电站控制无功电压通常采用逆变器交流端电压的调节、SVG的补偿量调节、主变分接头调节手段，具体操作的顺序为逆变器、SVG、主变压器。 （四）光伏电站无功电压控制中注意事项 第一，PQ电源式光伏电站，若改变了逆变器的功率因数，让其发出的无功抵消电站中系统的无功损耗，则无需再次投入SVG做无功补偿；而PV电源式光伏电站中，控制前PCC的功率因数通常很低，其初始的测量数值集中在2、3、4、6、7、8区。 第二，PQ电源式光伏电站中，在对各个逆变器的功率因数进行调节时，应用等功率的因数准则，即各逆变器的功率因数皆相等。PV电源式光伏电站在对逆变器的电压进行调节时，应用等电压的准则，以降低系统的环流现象。 第三，当功率因数与PCC电压无法共同符合要求的时候，可相应地降低功率因数，确保电压合格。这种情况通常出现于晚上电力客户负荷较大、光伏电站的有功出力较小的时段。 三、结语 按照PCC无功电压的控制要求，对PQ电源式、PV電源式的光伏电站进行研究，提出各种无功电压的控制方法。通过相关的计算得知：光伏电站中的变压器、电力线路的损耗可以对PCC处的电压与功率因子造成影响，控制无功电压过程中需要重视；同时，从充分利用装置的视角分析，主变压器、逆变器、SVG需要综合性应用，主要对逆变器进行调节；本文提出的方法可以对PCC电压进行有效控制，有利于大型光伏电站中对无功电压展开深入的研究。 |
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