分布式发电机逆变器作为静止同步补偿器的应用的制作方法

专利名称：分布式发电机逆变器作为静止同步补偿器的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及分布式发电系统。具体来说，本发明是关于将太阳能场逆变器及风力涡轮发电机逆变器作为柔性交流输电系统控制器(即静止同步补偿器)来使用。
背景技术：
随着能源需求不断增长、化石燃料消耗以及环境制约，各级人员对发展绿色能源的兴趣达到空前高度。世界各国政府的鼓励及补贴计划吸引了许多客户在其场所内安装小容量(从几瓦至几千瓦不等)可再生能源模块。同样，大企业也建立了容量从几百千瓦到几千千瓦乃至更高的光伏太阳能发电场。分布式发电系统在配电系统中作为电能来源在一处或多处进行连接，它对现有电力系统带来了新的争议及问题。分布式发电系统的渗透程度不断提高，如基于新能源的分布式发电系统。因此，电力公司也面临着因并网造成电能来源日益增多的巨大挑战。下列挑战，如确保电压调整率、系统稳定性及标准限值内的电能质量等，是这些问题的核心。灵活交流输电系统装置针对这些问题提出了一个可行的解决方案，它被越来越多地应用到世界各地的电力系统中。在这里，灵活交流输电系统装置指与电力电子控制器及其他静态控制器组合以提高可控性及功率传输能力的交流输电系统。灵活交流输电系统装置通常用于下列目的
控制电压；增加或控制电线电力传输能力，并防止回流；提高系统瞬态稳定性限值；提高系统阻尼；减少次同步谐振；缓解电压不稳；限制短路电流；提高高压直流输电变流器终端性能；风力发电系统并网。在灵活交流输电系统装置中，用于达到上述任意或所有目的的部分装置或控制器包括静止无功补偿器、静止同步补偿器等。静止同步补偿器是一种并联的、可发出和/或吸收无功功率的无功补偿装置，其输出可改变，以控制电力系统的具体参数。一般来说，静止同步补偿器是一种固态开关变换器，当其输入端电能源或能源储存装置馈电时，可在其输出端独立发出或吸收可控有功及无功功率。更具体地说，静止同步补偿器是从特定输入直流电压产生一组三相交流输出电压的电压源转换器。各输出电压通过一个较小电抗与对应的交流系统电压同相并与之连接，该阻抗可由界面反应器或耦合变压器的漏电感提供。直流电压由储能电容器提供。众所周知，在现有技术中，静止同步补偿器通过电压源变换器的电压及电流波形的电子处理实现预期无功功率送出及吸收。静止同步补偿器也通过在公共耦合点发出及吸收无功功率来提供电压支持，无需外部反应器或电容器组合。因此，静止同步补偿器占用的物理空间更小。在本文中，转换器是整流器及换流器的通用名称。众所周知，静止同步补偿器可在如下方面提高电力系统性能
控制电压；增加或控制电线电力传输能力，并防止回流；提高系统瞬态稳定性限值；提、高系统阻尼；减少次同步谐振；缓解电压不稳；限制短路电流；提高高压直流输电变流器终端性能；风力发电系统并网；控制电压闪变；控制无功功率，必要时控制连接线路中的有功功率(此种情况需要配置一直流电源)。静止同步补偿器及交流电系统间的无功及有功功率交换可独立于一方而单独控制。如果静止同步补偿器具有合适容量的蓄能装置，可实现有功功率送出与吸收及无功功率送出与吸收的任意组合。在此基础上，可设计一些对有功及无功输出功率调整非常有效的控制战略，以提高瞬态和动态系统的稳定性极限。在现有电力传输及分配系统中，分布式发电的渗透程度逐渐提高，这面临许多技术性挑战，其中一项为电压沿馈线的变化。习惯上，功率流动的方向是从输电网到连接在配 电馈线上的负载。通过在输电馈线或配电馈线的一处或多处调整输电端电压量或提供无功功率支持，可有效解决电压随馈线的长度而下降的问题。电力公司通常采用抽头接换变压器与不同点电容器组合使不同点电压处在标准限值内。风力发电场控制的分布式发电系统可呈现一种有趣状况，特别是在夜间。此时，只要夜间风速比白天更大，风力涡轮发电机输出更高，电力负载就远小于白天的数值。夜间风力发电场增加的这些功率导致大量功率反向流向主电网。由于现有配电系统在设计及操作上都遵循一条重要假设，即功率总是从主电网流向终端用户，这种功率反向流动的情况导致馈线电压超出正常额定值。在某些情况下，电压可超出通常允许限额的±5%。这是电力公司不能接受的。当向馈线增加更多分布式发电系统时，反向功率流动就要面临一个巨大挑战。保持电压在特定范围内升高直接影响了能接入特定配电网络的分布式发电系统的数量。当在电网中增加额外的风力发电场时，电力公司将不得不安装灵活交流输电系统控制器等昂贵的电压调节装置，如静止无功补偿器或静止同步补偿器，以解决这一问题。鉴于上述情况，需要有一个适应现有分布式发电系统的系统、方法和/或装置，以支持风力发电场和其他分布式发电源的增设，而非昂贵的电压调节装置。本发明概要本发明通过使用光伏太阳能发电场作为有功功率的来源及动态可控无功功率的来源，从而提供了一种解决上述问题的方案。本发明特别提出在夜间首先使用太阳能发电场逆变器作为静止同步补偿器，以解决在一个分布式发电系统中增设风力发电场引起高电压的问题。本发明表明，太阳能发电场逆变器可用于在公共耦合点(即风力发电系统的并入点)有效地调节电压。此外，在夜间，太阳能发电场可用于实现静止同步补偿器的所有功能，以通过增强电力系统稳定性、抑制电力系统震荡、缓解电压不稳定性、抑制次同步谐振等来改善电力系统性能。它也可用于提供负载无功功率支持/补偿，实现负载平衡和/或消除负载电流谐波。由于在夜晚或没有阳光时，太阳能发电场是完全闲置的，不产生有功功率，所以，太阳能发电场逆变器的全部额定功率可用于实现上述功能。在白天，当太阳能发电场不在发电高峰期时(如在清晨或傍晚)，剩余的太阳能逆变器能量可用于执行任何或所有上述任务/功能。在另一实例中，本发明还提供了一个具有多操作模式的辅助控制器。当分布式发电系统在夜间和白天运行时，上述控制器可用于调节电压。
此外，本发明还包含一个提供系统电压控制器及辅助阻尼控制器的实例。电压控制器与阻尼控制器可利用与电网连接的基于逆变器的太阳能分布式发电或与电网连接的基于逆变器的风能分布式发电。这一实例提高了分布式发电系统在白天及夜间的瞬态稳定性，无论何时当分布式发电系统有可用无功功率容量时。首先，本发明提供了一个在公共耦合点有效连接到分布式发电网络的分布式发电源，所述分布式发电源包括电压逆变器；操控所述电压逆变器的控制器，当所述分布式发电源向所述电网提供低于其最大额定功率的有功功率时，所述公共耦合点的电压由作为静止同步补偿器的控制装置调节，其中，当至少一个有效接入所述电网的额外分布式发电源相对于所述电网中一个或多个负载产生超额功率时，所述静止同步补偿器可防止公共接入点的电压超出额定电压。其次，本发明提供了一个用于控制与电力传输系统对应的多功能分布式发电源的 控制系统，所述控制包括生成数控字码的主控单元，所述控制字码具有明显分段；多个控制模块，用于产生作用于分布式发电源不同功能的值，所述值用于生成与上述不同功能所要求信号成比例的信号；其中，每个控制模块接收至少一部分所述数控字码，每个控制模块由所述数控字码的特定明显分段激活或禁用。第三，本发明提供了一个用于改善电力传输线瞬态稳定性的系统，所述系统包括输出端接入所述输电系统的电源；阻尼控制器，它接收并输出一个阻尼控制信号；接收所述阻尼控制信号的控制系统；所述控制系统向所述输电系统线上的瞬态信号输出幅度控制信号；所述幅度控制信号控制所述电源，因此，所述输出是基于幅度控制信号的。第四，本发明提供了操作能量转化场的方法，所述能量转化场连接到电力传输系统，该能量转化场具有逆变器。所述方法包含利用所述逆变器将能量发电系统作为静止同步补偿器；利用所述逆变器增加电力传输系统的输电能力；对所述电力传输系统的用户充电，从而增大此电力传输系统的输电能力。第五，本发明提供了操作太阳能发电场的方法，所述太阳能发电场连接到电力传输系统，该太阳能发电场具有逆变器。所述方法包含将所述太阳能发电场连接到至少一个其他能源发电系统；利用所述逆变器将能量发电系统作为静止同步补偿器；利用所述逆变器控制所述电力传输系统的电压；对所述电力传输系统的用户充电，从而将所述逆变器作为所述电力传输系统的电压调节装置。
附图
简介本发明实例参见下列附图，其中，不同附图中相同参考数字代表相同元件。图一为本发明一实例的系统框图表不。图二为光伏太阳能发电场的详细表示。图三为本发明一实例的简化系统配置。图四为利用光伏太阳能逆变器的电压降低补偿的向量表示(a)夜间操作，(b)白天操作。图五为利用光伏太阳能逆变器的电压上升补偿的向量表示(a)夜间操作，(b)白天操作。图六为一光伏太阳能发电场24小时的开发利用情况(a)白天操作PSF < PL,(b)白天操作PSF = PL, (c)白天操作PSF > PL,(d)夜间操作PSF = O。图七为本发明一实例的光伏太阳能发电场在夜间的不同操作模式。图八为光伏太阳能发电场在夜 间的其它操作模式。图九为一光伏太阳能发电场有功功率及无功功率的能力曲线。图十为实现本发明一实例的控制方案框图表示。图十一为滞环电流控制操作的框图表示。图十二为激活特殊操作模式的流程图。图十三为本发明实例所示的单一太阳能发电场研究系统I及太阳能风能发电系统研究系统II的线路图。图十四为本发明另一实例所示的两个等效分布式发电系统中各种子系统框图。这些图不按比例绘制,某些特点可能被夸大或缩小，以显示特殊元件的细节,且相关元件可能未绘制，以防止混淆。因此，此处披露的具体结构和功能细节不能被认为是限制性的，而只能作为索赔依据或作为熟练工的教学基础，以多方面使用本发明。
优选实例的详细说明一般来说，此处所述的系统是针对一种将太阳能逆变器作为静止同步补偿器在分布式发电系统中调节电压的方法，尤其是在夜间。根据需要，本发明的实例可在此披露。然而，在此披露的各实例不仅起到示例作用，而且应理解为本发明可有各种替代的表现形式。为了教学等目的，所举实例是一种将太阳能逆变器作为静止同步补偿器在分布式发电系统中调节电压的方法。本文所用术语“包括”和“包含”应理解为非独占性的，可包含其他内容。具体来说，说明书及权利要求中的术语“包括”和“包含”及其变形是指具有特定的功能、步骤或组件。这些术语不应该被理解为不具有其他特性、步骤或部件。本发明允许太阳能发电场逆变器在夜间没有阳光时作为静止同步补偿器进行控制。当太阳能发电场逆变器在夜间作为静止同步补偿器使用时，其整个额定功率/容量为电力系统提供了多种优点，这些优点通常由灵活交流输电系统技术提供。在白天(特别是在清晨和黄昏的时候)，有功功率发电后，此太阳能发电场逆变器剩余的所有能量被用于作为静止同步补偿器进行控制。这种方法考虑了一系列应用及为太阳能发电场获得潜在收益的方法，而不是简单地在白天产生有功功率。本发明还允许在没有风时把风力发电机逆变器(特别是基于变频调速技术的风力涡轮发电机)作为静止同步补偿器来控制。在无风时，太阳能发电场逆变器的整个额定功率/容量为电力系统提供了多种优点，这些优点通常由灵活交流输电系统技术提供。在其他时间(特别是小风情况下)，有功功率发电后，此太阳能发电场逆变器剩余的所有能量被用于作为静止同步补偿器进行控制。这种方法考虑了一系列新应用及为太阳能发电场获得潜在收益的方法，而不是简单地产生有功功率。光伏太阳能发电场有几种作为静止同步补偿器的潜在用途，下述说明书举例描述了光伏太阳能发电场作为静止同步补偿器使用的两个主要优点1)通过在电网中提供电压控制将更多风力发电系统并至输电/配电网络，2)通过电压控制和辅助阻尼控制在输电系统中增加稳定功率传输限值。风力发电系统有几种作为静止同步补偿器的潜在应用，下述说明书举例描述了风力发电系统作为静止同步补偿器使用的一个主要优点通过电压控制和辅助阻尼控制在输电系统中增加稳定功率传输限值。无论在以下哪种条件下，太阳能发电场逆变器和风力发电系统逆变器用作静止同步补偿器均是可行的1))逆变器的型号和配置，如6脉冲、12脉冲、多级频率等；2)所用半导体开关的型号是逆变器，如门极可关断晶闸管和绝缘栅双极型晶体管等；3)所用激励方法类型有脉宽调制、正弦脉宽调制、基于锁相环等；4)控制器设计方法，如极点配置、超前滞后控制和基于遗传算法控制等；5)辅助控制信号选择，如本地信号线路电流大小、有功功率流向、本地总线频率；远程信号相量测量单元所需信号等。表I提供了各图及描述所用术语和符号的解释。
符号解释vPCC, a = vPCC, a (omegat) 公共I禹合点a相瞬时电压
vPCC, b = vPCC, b (omegat) 公共I禹合点b相瞬时电压
vPCC, c = vPCC, c (omegat) 公共稱合点c相瞬时电压
Vm公共稱合点额定电压峰值大小
VPCC公共耦合点实际电压的峰值
V*PCC公共耦合点参考(需求)电压的峰值
Vdc实际直流总线电压
V*dc参考(需求)直流总线电压
Iv实现公共耦合点电压控制的需求电流强度
IDC实现直流总线电压控制的需求电流强度
iva = iva(omegat)用于公共稱合点电压控制的瞬时a相参考电流
ivb = ivb (omegat)用于公共稱合点电压控制的瞬时b相参考电流
ivc = ivc (omegat)用于公共稱合点电压控制的瞬时c相参考电流
idc, a = idc, a (omegat)用于直流总线电压控制的瞬时a相参考电流
idc, b = idc, b (omegat)用于直流总线电压控制的瞬时b相参考电流
idc, c = idc, c (omegat)用于直流总线电压控制的瞬时c相参考电流
i*SF，a = i*SF，a (omegat) 用于太阳能发电厂逆变器控制的净瞬时a相参考电流
i*SF，b = i*SF，b (omegat) 用于太阳能发电厂逆变器控制的净瞬时b相参考电流
i*SF，c = i*SF，c (omegat) 用于太阳能发电厂逆变器控制的净瞬时c相参考电流
Ua每单位a相公共耦合点电压
Ub每单位b相公共耦合点电压
Uc每单位c相公共耦合点电压
k转换公共耦合点电压为每单位值的电压增益
kv转换每单位值为实际值的电压增益
kDC转换每单位值为实际值的电压增益
Cdc直流链电容器
Lsh接口串联电感器
S1-S6绝缘栅双极晶体管
G1-G6接通或断开绝缘栅双极晶体管的门开关脉冲大写字母峰值/平均/直流或均方根值(如ExVPCC ；Vdc)
小写字母随时间变化的瞬时值(如VPCC，a ;i*SF，a)本发明提供了一种利用太阳能发电场逆变器作为有功及无功功率来源以支持分布式发电系统发展的方法。本发明利用太阳能发电场逆变器在夜间不能使用这一事实。此夕卜，当太阳能发电场产生的功率不能达到其额定功率时，本发明也可在白天使用。在约60%的白天时间(13小时白天中的8小时)，太阳能发电场逆变器容量未被充分使用(如所用逆变器容量低于其额定容量的75% )，因此，这些未充分使用的逆变器容量被有偿用于在夜 间有限度地实现类似功能。为便于理解，在下文中，本发明的操作模式命名为夜间操作模式(简称为夜间)和白天操作模式(简称为白天)。本文涉及光伏太阳能发电场。熟悉的作业人员会明白，本发明不仅局限于此类太阳能系统，也可与任何一个具有电压逆变器的分布式发电源一起使用。太阳能光伏逆变器的剩余可用容量可用于解决分布式发电系统的一些已知问题。本发明提供了一些太阳能发电场逆变器可实现最大效果的实例。表2强调了建议太阳能发电场在两种操作模式下的应用。此外，某些应用可进行整合，以同时完成各种任务。表2 :太阳能发电场的一些操作模式 操作模式
I.夜间操作2.白天操作
公共耦合点电压调节有功功率注入
辅助/阻尼控制公共耦合点电压调节
负载无功功率补偿辅助/阻尼控制
功率质量提升负载无功功率补偿
负载和/或网络平衡功率质量提升
电池充电负载和/或网络平衡图一为示例系统的单线表示图。本系统包含一风力发电系统及一光伏太阳能发电场。不同重要点间的距离由等效线路阻抗表示，如Zll，Z12等。简单地说，在馈线末端，该系统中表示为等效百万瓦及百万乏的所有负载是结合在一起的。图二是光反应太阳能发电场转化为具有直流总线电容的电压源型逆变器的详细原理图。电压源逆变器是利用六个半导体开关(此处指绝缘栅双极晶体管)实现的。人们可能认为，有多种类型/配置的电压源转换器/逆变器。但本发明适用于任何类型/配置的逆变器。该逆变器通过接口串联电感器及升压变压器连接至电网。该光反应太阳能发电场连接至馈线/电网的点被称为公共耦合点。注入光伏太阳能发电场的电流被称为iSF，a ；iSF,b ；iSF, c。如上所述，本发明寻求提高风力发电系统的有功功率注入能力，特别是在夜间当风力发电系统通常比白天发更多电时。这些风力发电场所发的电远大于连接至风力发电系统下游的负载，多余的电流向主电网。这种反向电流导致馈线电压升高。如果反向电流量过高，馈线电压可能会超出电力设施规定的接收限额(如额定馈线电压的正负5%)。如果此类事件发生(即因反向电流，馈线电压超过额定电压的I. 05倍)，该风力发电系统需关闭或减少其输出功率注入。因此，本发明通过未充分使用的光伏太阳能发电场逆变器(夜间)在上述事件中控制馈线电压。该光伏太阳能发电场逆变器通过注入适量的控制无功功率来控制升高的馈线电压，并将其恢复到可接受限度内。一般来说，电容器连接至太阳能逆变器的直流侧。本发明中，通过从电网接入少量有功功率，电容器电压(以下称为直流链电压或直流总线电压)保持在参考范围内。必须有一个具有自给直流总线功能的光伏太阳能发电场，特别是在夜间。这使得光伏太阳能系统可作为静止同步补偿器运行。本段描述了使用光伏太阳能发电场调节公共耦合点电压的工作原理。图一中要研究的系统在图三中表示为简化图，以便 于更好地理解本发明的工作原理。此外，为了简化，做出如下假设电线的电阻和电容被忽略；负载以非常近的距离连接到太阳能发电场，即太阳能发电场与负载之间零阻抗；单位功率因数负载。第二点假设，即负载以非常近的距离连接到太阳能发电场，有助于将矢量图简化为负载，且公共耦合点的电压相同。然而，对于更复杂的表示，公共耦合点和负载之间的线路阻抗应包括在内。在这种情况下，负载电压相量的幅度会较低/较高，与取决于线路Z12长度和负载确定电流量的公共耦合点电压相比产生相位移。原则上，当电压从额定值上升或下降时，外设的灵活交流输电系统装置，如静止同步补偿器，将会注入适当的无功功率，以抑制线路阻抗上电压的下降/上升，从而将电压恢复到额定值附近。光伏太阳能发电场(作为静止同步补偿器)注入无功功率(电容模式操作)时，公共耦合点的电压上升。但如果光伏太阳能发电场(作为静止同步补偿器)吸收无功功率(电容模式操作)时，公共耦合点的电压下降。因此，与公共耦合连接点电压测量值对应的受控无功功率注入/吸收行为将调节公共耦合点电压，并将其保持在预期的预设值不变。图四所示为光伏太阳能发电场逆变器作为静止同步补偿器运行及控制以补偿电压下降时的相量表示。配电层电压Vs (降压变压器后)被认为是参考相量。负责调节公共耦合点的有效电压下降被称为补偿电压(Vc)。流经馈线的负载电流使线路阻抗电压下降。对于未补偿线路，当线路长度增加时，最远端可用有效电压逐渐下降。线路阻抗是配电变压器二次电压与公共耦合点电压间相角滞后的原因，表示为delta。为了补偿公共耦合点的电压下降，太阳能发电场按电容器控制。图四所示为光伏太阳能发电场逆变器在夜间补偿下降电压的相量表示。Vrce和V*rc。分别表示下降的公共耦合点电压及公共耦合点电压参考值。由于忽略线路阻抗，在流经电感性线路阻抗时，正交超前电流将导致额外的电压下降Vc。该行为将把下降的公共耦合点电压Vrcc升高至V*rcc。由此产生的电流源(I’s)是IL和Isfq的向量和。变压器二次电压Vs与产生的电流源I’s间的有效相位角表示为phi’s。太阳能发电场(公共耦合点)电压与其注入电流间的相位角表示为phiSF。在夜间，相位角PhiSF接近于90度。补偿电压是线路阻抗(ZI)和正交电流ISFq的一个函数，数学表达式为
|VC| = Isfq-Z1(I)如图四所示，Vc也可表示为
Ivc = |v*pcc|-|vpcc (2)在公式二中，V*PCC是已知量，而VPCC (实际公共耦合点电压)可被电压传感器检测。因此，光伏太阳能发电场逆变器需要补偿的降低电压量可由以下公式计算公式(3)。
权利要求
1.分布式发电源，在公共耦合点处与分布式发电网络恰当连接，所述分布式发电源包括 电压逆变器；控制电压逆变器的控制装置，其中当分布式发电源向网络提供小于网络最大额定有功功率的功率时，控制装置作为静止同步补偿器(STATCOM)来调节公共耦合点的电压，当至少一个可操作连接在网络上的额外分布式发电源产生超出网络中一个或多个负载所需的功率时，所述静止同步补偿器阻止公共耦合点的电压超出额定电压。
2.根据权利要求I所述的分布式发电源，其中所述分布式发电源是太阳能发电场。
3.根据权利要求I所述的分布式发电源，其中当所述分布式发电源未向网络提供有功功率时，所述逆变器用作静止同步补偿器。
4.根据权利要求I所述的分布式发电源，其中所述分布式发电源是太阳能发电场，且当所述太阳能发电场未产生有功功率时，所述逆变器用作静止同步补偿器。
5.根据权利要求I所述的分布式发电源，其中所述至少一个额外分布式发电源是风力发电场。
6.根据权利要求I所述的分布式发电源，其中所述分布式发电源和所述至少一个额外分布式发电源与所述网络紧密连接。
7.用于控制分布式发电源的控制系统，该发电源许多功能与输电系统相关，该系统包括主控制单元，用于产生数字控制字，所述控制字分三个不同部分；以及多个控制模块，每个控制模块生成用于分布式发电源不同功能的值，所述值用于产生与不同功能所需信号成比例的信号；其中各控制模块接收至少一部分所述数字控制字；且各控制模块由该数字控制字的特定不同部分激活或禁用。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述分布式发电源的不同功能包括至少下列一项调节所述PCC电压，通过动态无功功率控制输电传输瞬态信号的阻尼控制；调节直流总线上的电压；以及将有功功率注入所述输电系统。
9.根据权利要求7所述的系统，其中至少一个控制模块接收至少一个其他控制模块的输入。
10.根据权利要求7所述的系统，其中所述数字控制字的特定不同部分与所述控制模块产生的值相乘。
11.根据权利要求7所述的系统，其中所述数字控制字的各特定不同部分取值I和O。
12.根据权利要求7所述的系统，其中至少一个控制模块接收来自所述输电系统的信号特征值输入。
13.根据权利要求7所述的系统，其中至少一个控制模块接收公共耦合点电压的读数作为输入。
14.用于提高输电系统瞬态稳定性的系统，该系统包括将输出注入所述输电系统的电源；阻尼控制器，接收在输电系统中表不振荡的信号作为输入，并输出阻尼控制信号；和控制系统，接收所述阻尼控制信号；所述控制系统在输电系统中输出与瞬态信号成比例的幅值控制信号；并且所述幅值控制信号控制所述电源，因此，所述输出是基于所述幅值控制信号的。
15.根据权利要求14所述的系统，其中阻尼控制器包括冲淡滤波器和补偿所述振荡的补偿器，冲淡滤波器过滤由阻尼控制器作为输入接收信号中的稳态信号。
16.根据权利要求14所述的系统，其中所述电源是风力发电场分布式发电源。
17.根据权利要求14所述的系统，其中所述电源是太阳能发电场分布式发电源。
18.经营能源发电场的方法，所述能源发电场与输电系统相连接，该能源发电场配置逆变器，所述方法包括通过使用所述逆变器将所述太阳能发电场用作静止同步补偿器(STATCOM);使用逆变器扩大所述输电系统的传输能力；为所述输电系统用户充电，以扩大所述输电系统的传输能力。
19.根据权利要求18所述的方法，其中当所述逆变器提供的有功功率小于其额定功率时，所述能源发电场充当静止同步补偿器(STATCOM)。
20.根据权利要求18所述的方法,其中所述输电系统的传输容量随传输线上的暂态稳定性增强而增加。
21.根据权利要求18所述的方法，其中至少一个其他能源发电场与所述输电系统耦入口 ο
22.经营太阳能发电场的方法，所述太阳能发电场至少与一个其他能源发电场共享输电系统，并与之连接，且所述能源发电场配置有一个逆变器，所述方法包括 将所述太阳能发电场至少与一个能源发电场耦合； 通过使用所述逆变器，将所述太阳能发电场用作静止同步补偿器(STATCOM); 通过所述逆变器控制所述输电系统的电压； 为所述输电系统用户充电，以将所述逆变器用作输电系统中的调压装置。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述至少一个能源发电场是风力发电场。
全文摘要
本发明提供了一种以太阳能发电场逆变器作为柔性交流输电系统装置(即静止同步补偿器)来控制电压的办法及系统。太阳场逆变器具有柔性交流输电系统装置所提供的调整电压、增强阻尼、改善稳定性等优点。本实例采用在夜间作为静止同步补偿器的太阳能发电场来加强相邻风力发电场之间的连接，后者可在夜间狂风状态下产生峰值功率，但相邻风力发电场因电压调节问题不能相互连接。在太阳能发电场输出有功功率后，该逆变器仍有剩余容量，故本发明在白天也可运行。附加的辅助控制器与太阳能发电场逆变器合并，以提高阻尼及稳定性，并提供柔性交流输电系统装置的其他优点。
文档编号H02J3/40GK102640378SQ201080038759
公开日2012年8月15日 申请日期2010年9月15日 优先权日2009年9月15日
发明者拉吉夫·库马尔·瓦尔玛, 沙赫·阿勒夫·雷哈曼, 维诺德·哈迪塔兰 申请人:西安大略大学