本發(fā)明涉及光伏檢測(cè)領(lǐng)域，更具體涉及一種基于數(shù)?；旌戏抡娴臒o(wú)功優(yōu)化器評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

光伏發(fā)電受太陽(yáng)輻照強(qiáng)度影響，具有波動(dòng)性、隨機(jī)性等特點(diǎn)，隨著光伏發(fā)電滲透率不斷增大，光伏發(fā)電對(duì)電網(wǎng)的影響逐漸顯現(xiàn)，如改變功率分布、引起線路電壓越限、原有電網(wǎng)調(diào)壓方案失效等問(wèn)題。為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，光伏發(fā)電站應(yīng)具備調(diào)節(jié)電壓的能力，參與電力系統(tǒng)調(diào)壓控制，快速響應(yīng)調(diào)度指令，調(diào)節(jié)無(wú)功功率輸出；當(dāng)電力系統(tǒng)事故或擾動(dòng)引起電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，光伏電站應(yīng)能夠給電網(wǎng)提供無(wú)功支撐。因此，無(wú)功支撐能力是光伏電站重要指標(biāo)之一。

無(wú)功優(yōu)化器作為光伏電站無(wú)功控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其性能好壞影響光伏電站無(wú)功支撐能力的優(yōu)劣。其工作原理為：在依據(jù)不同的光伏電站無(wú)功控制方式，計(jì)算出電站實(shí)際無(wú)功功率參考值，然后再根據(jù)電站內(nèi)各光伏發(fā)電單元和無(wú)功補(bǔ)償裝置的運(yùn)行狀態(tài)合理有效優(yōu)化無(wú)功功率指令值。

但由于目前對(duì)無(wú)功優(yōu)化器檢測(cè)，需要整個(gè)光伏電站無(wú)功能力進(jìn)行測(cè)試。受光伏電站容量的影響，需要的檢測(cè)裝置成本巨大，且檢測(cè)人員會(huì)收到強(qiáng)電壓、大電流的影響，實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中難以實(shí)現(xiàn)，無(wú)法衡量光伏電站的無(wú)功支撐能力以及無(wú)功優(yōu)化器的優(yōu)化性能；同時(shí)，開(kāi)展無(wú)功能力測(cè)試，需要光伏電站按照標(biāo)準(zhǔn)要求運(yùn)行，影響光伏電站發(fā)電量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于數(shù)模混合仿真的無(wú)功優(yōu)化器評(píng)估方法，對(duì) 無(wú)功優(yōu)化器進(jìn)行性能評(píng)估，為半實(shí)物仿真檢測(cè)與評(píng)估提供有力的技術(shù)支撐，解決了由于受光伏電站容量限制，現(xiàn)有測(cè)試裝備無(wú)法對(duì)光伏電站無(wú)功優(yōu)化器開(kāi)展測(cè)試的難題。。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種基于數(shù)?；旌戏抡娴臒o(wú)功優(yōu)化器評(píng)估方法，包括：

建立光伏電站等效模型；

采集光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流，并輸出至無(wú)功優(yōu)化器的控制器；

所述無(wú)功優(yōu)化器的控制器接收調(diào)度下發(fā)的無(wú)功指令信號(hào)或者依據(jù)電網(wǎng)的狀態(tài)變化發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)，并計(jì)算出光伏電站內(nèi)各發(fā)電設(shè)備模型的無(wú)功指令信號(hào)，并向光伏電站內(nèi)各發(fā)電設(shè)備發(fā)送無(wú)功指令信號(hào)；

各發(fā)電設(shè)備接收到無(wú)功指令信號(hào)后，按照指令信號(hào)做出響應(yīng)，記錄光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流信號(hào)，得到光伏電站靜動(dòng)態(tài)無(wú)功響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)；

通過(guò)分析光伏電站整站無(wú)功響應(yīng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，對(duì)照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，綜合評(píng)估該無(wú)功優(yōu)化器的控制性能。

通過(guò)獲取光伏電站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在數(shù)?；旌戏抡嫫脚_(tái)中，建立光伏電站等效模型。

采集到的所述光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流，通過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊將采集到的光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流進(jìn)行線性變換，并輸出至無(wú)功優(yōu)化器的控制器。

對(duì)于不具備通信模塊的無(wú)功優(yōu)化器，通過(guò)模擬量輸出板卡，輸入至無(wú)功優(yōu)化器控制器的A/D采樣口，接收電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流信號(hào)。

對(duì)于具備通信模塊的無(wú)功優(yōu)化器，通過(guò)通信協(xié)議，經(jīng)通信接口輸入至無(wú)功優(yōu)化器控制器，接收電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流信號(hào)。

對(duì)于同時(shí)具備模擬量接口和通信模塊的無(wú)功優(yōu)化器，所述無(wú)功優(yōu)化器通過(guò)無(wú)功優(yōu)化器控制器A/D采樣口和通信接口共同接收的方式，獲取電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流信號(hào)。

采用模擬量輸入模塊、通信接口或兩者相結(jié)合的方式，向光伏電站內(nèi)各發(fā)電設(shè)備發(fā)送無(wú)功指令信號(hào)。

和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果

1、本發(fā)明技術(shù)方案僅需要通過(guò)無(wú)功優(yōu)化器就避免了由于光伏電站容量受限無(wú)法對(duì)光伏電站無(wú)功優(yōu)化器開(kāi)展測(cè)試的問(wèn)題，同時(shí)也避免了由于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中存在的高電壓、大電流等問(wèn)題引起的安全隱患；

2、本發(fā)明技術(shù)方案需要采用無(wú)功優(yōu)化器的控制器，與數(shù)字仿真評(píng)估相比，僅需要對(duì)光伏電站一次回路進(jìn)行建模，將整個(gè)光伏電站一次回路都以仿真模型的形式存放在半實(shí)物仿真器中，通過(guò)物理接口實(shí)現(xiàn)仿真模型與無(wú)功優(yōu)化器真實(shí)控制器的無(wú)縫對(duì)接，采用的無(wú)功優(yōu)化器真實(shí)控制器自帶的控制算法，不需要重新對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模，也不需要對(duì)逆變器控制模型進(jìn)行辨識(shí)，能夠體現(xiàn)無(wú)功優(yōu)化器真實(shí)的優(yōu)化、控制性能；

3、本發(fā)明技術(shù)方案開(kāi)展評(píng)估時(shí)，所建電站模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與實(shí)際電站一致，接線方式與現(xiàn)場(chǎng)一致，且采樣信號(hào)的獲取和指令信號(hào)的發(fā)出采用模擬量輸入/輸出模式還是通信傳輸模式，以及每個(gè)環(huán)節(jié)存在的時(shí)間延時(shí)均與現(xiàn)場(chǎng)電站一致，因此能夠真實(shí)地反映現(xiàn)場(chǎng)光伏電站所配置的無(wú)功優(yōu)化器的性能；

4、本發(fā)明技術(shù)方案不僅能夠?qū)夥娬緹o(wú)功優(yōu)化器的優(yōu)化控制性能做出評(píng)估，如穩(wěn)態(tài)跟蹤性能、動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能等，還可以對(duì)無(wú)功優(yōu)化器的采樣能力、通信能力做出評(píng)價(jià)；

5、本發(fā)明技術(shù)方案適合各種類型的無(wú)功優(yōu)化器控制器，如與光伏電站 內(nèi)各發(fā)電設(shè)備通過(guò)通信接口相連，通過(guò)模擬量輸入/輸出口相連，或者與電站內(nèi)部分發(fā)電設(shè)備通過(guò)通信接口相連，而另一部分發(fā)電設(shè)備通過(guò)模擬量輸入/輸出口相連，無(wú)功優(yōu)化器的控制器計(jì)算出光伏電站內(nèi)各發(fā)電設(shè)備模型的無(wú)功指令信號(hào)，并向光伏電站內(nèi)各發(fā)電設(shè)備發(fā)送無(wú)功指令信號(hào)，為開(kāi)展光伏電站無(wú)功優(yōu)化器檢測(cè)提供了一種重要的技術(shù)手段。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例光伏電站等效模型結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)試裝置的位置示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的電網(wǎng)電壓發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)無(wú)功優(yōu)化器的優(yōu)化控制，光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流無(wú)功分量變化曲線圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的光伏電站發(fā)出的有功功率和無(wú)功功率曲線圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)功率因數(shù)由1.0變化至0.95過(guò)程的10kV母線電壓有效值、光伏電站主變低壓側(cè)(10kV)無(wú)功功率和低壓側(cè)功率因數(shù)變化的波形圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)功率因數(shù)由1.0變化至-0.95過(guò)程的10kV母線電壓有效值、光伏電站主變低壓側(cè)(10kV)無(wú)功功率和低壓側(cè)功率因數(shù)變化的波形圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：

本例的發(fā)明一種基于數(shù)?；旌戏抡娴臒o(wú)功優(yōu)化器評(píng)估方法，如圖1所示，通過(guò)半實(shí)物仿真器具體步驟為：

(1)獲取光伏電站詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在數(shù)模混合仿真平臺(tái)中，建立光伏電站等效模型；

(2)采集光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流，通過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊將采集到的光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流進(jìn)行線性變換，并輸出至無(wú)功優(yōu)化器的控制器。

模擬量輸出至無(wú)功優(yōu)化器控制器的方式有三種：

1)對(duì)于不具備通信功能的無(wú)功優(yōu)化器，可經(jīng)模擬量輸出板卡，輸入至無(wú)功優(yōu)化器控制器的A/D采樣口，接收電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流信號(hào)；

2)對(duì)于具備通信功能的無(wú)功優(yōu)化器，可通過(guò)某通信協(xié)議，經(jīng)通信接口輸入至無(wú)功優(yōu)化器控制器，接收電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流信號(hào)；

3)此外，對(duì)于同時(shí)具備模擬量接口和通信模塊的無(wú)功優(yōu)化器，，還可通過(guò)控制器A/D采樣口和通信接口共同接收的方式，獲取電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流信號(hào)。

(3)無(wú)功優(yōu)化器的控制器不僅接收電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流信號(hào)，還接收調(diào)度下發(fā)的無(wú)功指令信號(hào)或者依據(jù)電網(wǎng)的狀態(tài)變化發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)，通過(guò)無(wú)功優(yōu)化器內(nèi)部算法，計(jì)算出光伏電站內(nèi)各發(fā)電設(shè)備模型的無(wú)功指令信號(hào)，并依據(jù)站內(nèi)各發(fā)電設(shè)備是否具備通信接口硬件配置，采用模擬量輸入模塊或通信接口或兩者相結(jié)合的方式，向光伏電站內(nèi)各發(fā)電設(shè)備發(fā)送無(wú)功指令信號(hào)；

(4)各發(fā)電設(shè)備接收到無(wú)功指令信號(hào)后，按照指令信號(hào)做出響應(yīng)，記錄光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流信號(hào)，得到光伏電站靜動(dòng)態(tài)無(wú)功響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)；

(5)通過(guò)分析光伏電站整站無(wú)功響應(yīng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，對(duì)照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)， 綜合評(píng)估該無(wú)功優(yōu)化器的控制性能。

某30MWp光伏電站連接有無(wú)功優(yōu)化器，且無(wú)功優(yōu)化器具備通信接口，各采樣信號(hào)和指令信號(hào)的傳輸通過(guò)通信的方式進(jìn)行。

測(cè)試裝置位于圖2中A點(diǎn)位置，電站使用逆變器為某500kW光伏逆變器。

按照?qǐng)D1所示方案，建立30MWp光伏電站等效模型，采集光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流，通過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊將采集到的光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流進(jìn)行線性變換，經(jīng)通信接口輸出至無(wú)功優(yōu)化器的控制器。當(dāng)調(diào)度向無(wú)功優(yōu)化器下發(fā)的無(wú)功指令信號(hào)或者電網(wǎng)狀態(tài)變化發(fā)出時(shí)，通過(guò)無(wú)功優(yōu)化器內(nèi)部算法，計(jì)算出光伏電站內(nèi)各發(fā)電設(shè)備模型的無(wú)功指令信號(hào)，并采用通信方式向光伏電站內(nèi)各發(fā)電設(shè)備發(fā)送無(wú)功指令信號(hào)。

圖3為電網(wǎng)電壓發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)無(wú)功優(yōu)化器的優(yōu)化控制，光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓和并網(wǎng)電流無(wú)功分量變化曲線，圖4為光伏電站發(fā)出的有功功率和無(wú)功功率曲線，可以得到電壓調(diào)整前后光伏電站靜動(dòng)態(tài)指標(biāo)，如表1所示。

圖1電壓變化前后無(wú)功功率穩(wěn)態(tài)值和響應(yīng)時(shí)間

圖5為通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)指令，經(jīng)無(wú)功優(yōu)化器調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)功率因數(shù)由1.0變化至0.95過(guò)程的10kV母線電壓有效值、光伏電站主變低壓側(cè)(10kV)無(wú)功功率和低壓側(cè)功率因數(shù)變化的波形。從測(cè)試波形可以看出，調(diào)節(jié)無(wú)功變化量為4.18Mvar，經(jīng)無(wú)功優(yōu)化器調(diào)節(jié)后，光伏電站的功率因數(shù)穩(wěn)態(tài)值為0.965，響應(yīng)時(shí)間為1.6s。

圖6為通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)指令，經(jīng)無(wú)功優(yōu)化器調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)功率因數(shù)由1.0變化至-0.95過(guò)程的10kV母線電壓有效值、光伏電站主變低壓側(cè)(10kV)無(wú)功功率和低壓側(cè)功率因數(shù)變化的波形。從測(cè)試波形可以看出，調(diào)節(jié)無(wú)功變化量為4.05Mvar，經(jīng)無(wú)功優(yōu)化器調(diào)節(jié)后，光伏電站的功率因數(shù)穩(wěn)態(tài)值為-0.968，響應(yīng)時(shí)間為1.2s。

結(jié)合數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)GB/T29321-2012《光伏發(fā)電站無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)規(guī)范》的要求評(píng)估該無(wú)功優(yōu)化器性能。該無(wú)功優(yōu)化器在電網(wǎng)電壓變化或調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)指令時(shí)，其響應(yīng)時(shí)間均小于10s，滿足標(biāo)準(zhǔn)GB/T29321-2012《光伏發(fā)電站無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)規(guī)范》要求。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員盡管參照上述實(shí)施例應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。