用于光伏电站的控制技术的制作方法
【技术领域】
[0001] 本文所述主题的实施例整体涉及太阳能电池。更具体地讲，主题的实施例涉及光 伏电站的运行和控制。
【背景技术】
[0002] 光伏电站采用太阳能电池来将太阳福射转化为电能。光伏电站还包括光伏逆变器 ("逆变器"），其将由太阳能电池生成的直流电值C)转变成适用于通过变压器和输电线的 网络输送至与公用电网的互连点（P0I)的交流电（AC)。
[0003] 逆变器在支持大型光伏电站背景下电网整合要求中的作用仍在发展。虽然公用事 业级逆变器由于其拓扑结构和可控性而提供扩展的功能，诸如控制型无功功率输送、频率 功率下垂控制及故障穿越，但尚未完全探究或理解与对在大型光伏电站中并联运行的多个 逆变器的协调控制相关联的实际挑战。逆变器是高度灵活且可控的设备，但他们仅能够响 应于其端子处所存在的状况。此外，大型光伏电站包含通常具有不同电路阻抗和动态特性 的多个分布式逆变器站。由于大型光伏电站中所使用的逆变器可能购自多个供应商，因此 它们的若干关键参数，诸如有功功率额定值和无功功率额定值、输出过电压容差W及控制 响应速率，在逆变器站之间可能非常不同。逆变器与公用电网的P0I的距离W及P0I处信 号感测的限制对通信基础结构W及对可实现的控制响应速率施加额外的约束。
【发明内容】
[0004] 在一个实施例中，一种控制光伏电站运行的方法包括提供多个太阳能电池。多个 逆变器将由太阳能电池生成的直流电转变成交流电，所述多个逆变器中的每一个根据输入 无功功率设定值来生成无功功率。电网控制器生成全局无功功率设定值。多个解译器接收 全局无功功率设定值。多个解译器中的每一个将全局无功功率设定值转变成针对多个逆变 器中的特定的一组逆变器的无功功率设定值，并将该无功功率设定值提供至所述特定的一 组逆变器。
[0005] 在另一实施例中，一种控制光伏电站运行的方法包括确定代表光伏电站中多个逆 变器的阻抗的等效阻抗。确定由具有等效阻抗的虚拟逆变器所生成的无功功率。基于由虚 拟逆变器生成的无功功率来确定多个逆变器中每个逆变器的无功功率贡献。针对多个逆 变器中的每个逆变器，使用所确定的逆变器的无功功率贡献来设定逆变器的无功功率设定 值。多个逆变器中的每个逆变器基于其无功功率设定值来生成无功功率。
[0006] 在另一实施例中，一种控制光伏电站运行的方法包括将光伏电站的阻抗网络划分 成多个一级逆变器集群，所述一级逆变器集群中的每一个代表光伏电站中的多个逆变器。 确定一级逆变器集群中的每一个的等效阻抗，该等效阻抗代表W-级逆变器集群中的每一 个代表的逆变器的阻抗。把一级逆变器集群的等效阻抗分组成二级逆变器集群。至少基于 一级逆变器集群和二级逆变器集群的等效阻抗来确定超级逆变器集群的等效阻抗，该超级 逆变器集群的等效阻抗代表W-级逆变器集群代表的逆变器的阻抗。确定由具有超级逆变 器集群的等效阻抗的虚拟逆变器所生成的无功功率。基于由虚拟逆变器生成的无功功率来 确定W-级逆变器集群代表的逆变器中的每一个的无功功率贡献。W-级逆变器集群代表 的逆变器根据针对该逆变器所确定的无功功率贡献来生成无功功率。
[0007] 本领域的技术人员在阅读包括附图和权利要求书的本公开全文之后，本发明的该 些和其他特征对于他们而言将是显而易见的。
【附图说明】
[0008] 当结合W下附图考虑时，通过参见【具体实施方式】和权利要求书可W更完全地理解 所述主题，其中在所有附图中，类似的附图标记是指类似的元件。
[0009] 图1是根据本发明的一个实施例的光伏电站的示意图。
[0010] 图2是根据本发明的一个实施例的示出了图1的光伏电站的更多细节的示意图。
[0011] 图3是根据本发明的另一实施例的光伏电站的示意图。
[0012] 图4是根据本发明的一个实施例的光伏电站的阻抗图，示出了使多个逆变器群集 W生成具有一阻抗的单个虚拟逆变器的方法，所述阻抗代表多个逆变器的阻抗。
[001引图5是根据本发明的一个实施例的图4的阻抗图，该阻抗图经重新标记W示出针 对光伏电站的多个逆变器中的每一个生成优化的无功功率设定值的方法。
[0014] 图6是根据本发明的一个实施例的进一步说明了图4的逆变器群集过程的示意 图。
[0015] 图7是根据本发明的一个实施例的光伏电站的等效电路的示意图，该光伏电站具 有组合成单个超级逆变器集群的逆变器。
[0016] 图8是根据本发明的一个实施例的使多个逆变器群集W生成具有一阻抗的单个 虚拟逆变器的方法的流程图，所述阻抗代表多个逆变器的阻抗。
[0017] 图9是根据本发明的一个实施例的针对光伏电站的多个逆变器生成优化的无功 功率设定值的方法的流程图。
[0018] 图10是根据本发明的一个实施例的确定多个逆变器中每一个的最佳无功功率贡 献的方法的流程图。
[0019] 图11示出了通过建模和计算得到的对各种无功功率控制技术进行比较的曲线 图。
【具体实施方式】
[0020] 在本发明中，提供了许多具体细节，例如设备、组件和方法的实例，从而获得对本 发明实施例的全面理解。然而，本领域的技术人员将会认识到，本发明可在没有所述具体细 节中的一者或多者的情况下实施。在其他情况下，未示出或描述为人们所熟知的细节，W避 免使本发明的方面模糊不清。
[0021] 一般来讲，可如下地描述大型光伏电站的一般性最佳无功功率调度问题。针对连 接了所有逆变器集群的适当选择的中点节点，给定一组中点节点变量Vm(k)和Qm化)，W及 逆变器变量；Pi(k)，i= 1，2，...，N，计算A化)，i= 1，2，...，N，其在W下约束条件下使所 选择的目标函数J(k)最小化，
[002引IQi似I《Climax似（式D
[0023] 其中dim。,化)，逆变器的无功功率极限i，主要取决于逆变器的能力，且通常取决于 VA功率容量