基于逆变器和通信专网的光伏发电站无功补偿系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108206525A(43)申请公布日2018.06.26(21)申请号201611178136.7H02S40/32(2014.01)(22)申请日2016.12.19(71)申请人中国电力科学研究院地址210003江苏省南京市鼓楼区南瑞路8号申请人国家电网公司(72)发明人丁杰张军军周邺飞郑飞黄晶生曹磊秦筱迪张晓琳董玮李红涛(74)专利代理机构北京安博达知识产权代理有限公司11271代理人徐国文(51)Int.Cl.H02J3/18(2006.01)H02J3/38(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称基于逆变器和通信专网的光伏发电站无功补偿系统及方法(57)摘要本发明涉及一种基于逆变器和通信专网的光伏发电站无功补偿系统及方法，电站逆变器群中的每台逆变器均通过自身以太网接口接收来自光纤环网的无功补偿器的无功补偿指令值数据包，逆变器i与光纤交换机i的以太网接口协议均为自定义的收/发协议，逆变器i能直接通过自身以太网接口接收的电平比特流信号硬件解析无功补偿指令值数据包，而不通过传统的TCP/IP协议栈或MODBUS协议转换和操作系统来解析数据包，能极大减少无功补偿指令的通信延迟时间，进一步提高现有电站中各分散式逆变器的整体无功快速调节性能。CN108206525ACN108206525A权利要求书1/2页1.一种基于逆变器和通信专网的光伏发电站无功补偿系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的无功控制系统、无功补偿器、光纤环网和光伏电站逆变器群。2.如权利要求1所述的光伏发电站无功补偿系统，其特征在于，所述无功补偿器位于电站并网点，用于通过以太网接口接收光伏电站无功控制系统调度指令，并且实时采集光伏电站并网点的三相电压电流信号，设置光伏电站内分散式电站逆变器群的运行模式，根据当前运行模式计算出当前电站总无功补偿值，通过平均值分配方式，采用光纤环网的通信专网和UDP广播方式下发无功补偿指令值至各逆变器，最终响应光伏电站并网点电压波动事件或光伏电站AVC调度指令。3.如权利要求1所述的光伏发电站无功补偿系统，其特征在于，所述光纤环网由光纤交换机1、光纤交换机2、光纤交换机3，……，光纤交换机n依次通过光纤连接构成，每台光纤交换机i与光伏电站逆变器群中相对应的逆变器i通过以太网接口进行对接；i＝1、2、3……n。4.如权利要求1所述的光伏发电站无功补偿系统，其特征在于，所述光伏电站逆变器群中的每台逆变器均通过自身以太网接口接收来自光纤环网的无功补偿器的无功补偿指令值数据包，逆变器i与光纤交换机i的以太网接口协议均为自定义的收/发协议，逆变器i通过自身以太网接口接收的电平比特流信号硬件解析无功补偿指令值数据包；每台逆变器解析出无功补偿指令值后，启动自身控制直至完成无功调节至目标值。5.一种基于逆变器和通信专网的光伏发电站无功补偿系统的补偿方法，其特征在于，所述方法包括以下工作模式：(1)恒定电压闭环控制工作模式；(2)定无功功率、定功率因数控制工作模式；(3)夜间无功支撑工作模式。6.如权利要求5所述的光伏发电站无功补偿系统的补偿方法，其特征在于，所述的恒定电压闭环控制工作模式(1)包括：设定光伏电站运行于某一恒定电压值，实时采集光伏电站并网点的三相电压电流信号，根据所述恒定电压值与实时采集的光伏电站并网点的三相电压作差后，经比例积分调节器计算输出当前电站总无功补偿值，通过平均值分配方式，采用光纤环网的通信专网和UDP广播方式下发均分后的无功补偿指令值至各逆变器；每台逆变器均通过自身以太网接口接收来自光纤环网的无功补偿器的无功补偿指令值数据包，逆变器i与光纤交换机i的以太网接口协议均为自定义的收/发协议，逆变器i通过自身以太网接口接收的电平比特流信号硬件解析无功补偿指令值数据包；每台逆变器解析出无功补偿指令值后，将启动自身的无功外环与电流内环的双闭环控制直至完成无功调节至当前每台逆变器所解析出无功补偿指令值。7.如权利要求6所述的光伏发电站无功补偿系统的补偿方法，其特征在于，所述恒定电压值指的是光伏电站并网点额定电压的0.9倍至1.1倍之间。8.如权利要求5所述的光伏发电站无功补偿系统的补偿方法，其特征在于，所述的定无功功率、定功率因数控制工作模式(2)包括：设定光伏电站运行于恒定无功功率目标值，或者根据当前光伏电站的有功功率和定功率因数计算出当前光伏电站应该运行的无功功率目标值，通过平均值分配该无功功率目标值的方式，采用光纤环网的通信专网和UDP广播方式下发均分后的无功补偿指令值至各逆变器；每台逆变器均通过自身以太网接口接收来自光纤环网的无功补偿器的无功补偿指令2CN108206525A权利要求书2/2页值数据包，逆变器i与光纤交