光伏发电系统的无功补偿方法及其装置与流程

1.本技术涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏发电系统的无功补偿方法及其装置。


背景技术：

2.随着光伏行业的发展，分布式项目安装光伏发电系统后，光伏发电系统的功率因数接近1，即输出功率基本为有功功率。照明等本地阻性负载直接从光伏发电系统取得有功功率，从电网取的有功功率会降低；而本地其它感性或容性负载的无功功率还是来自电网。因此导致配电网功率因数降低，且负载从电网取得的有功越少，功率因数越低。
3.若通过增加额外的无功补偿装置，来解决光伏逆变器并网后将配电网功率因数拉低的问题，会大大增加系统成本；另外，户用光伏发电系统每家每户都增加无功补偿装置也并不现实。


技术实现要素：

4.本技术提供一种光伏发电系统的无功补偿方法及其装置，以解决光伏逆变器并网后将配电网功率因数拉低的问题。
5.本技术的一个方面，提供一种光伏发电系统的无功补偿方法，所述光伏发电系统包括多个光伏逆变器；所述无功补偿方法包括：
6.根据电网的有功功率和无功功率、功率因数预设值，计算无功功率指令；
7.将所述无功功率指令下发给各个光伏逆变器，以使得各个光伏逆变器能够根据所述无功功率指令以及各个光伏逆变器的额定功率，执行无功支持；或者，
8.根据所述无功功率指令以及各个光伏逆变器的额定功率，计算各个光伏逆变器的无功功率目标值；将所述无功功率目标值下发给各个光伏逆变器，以使得各个光伏逆变器能够根据所述无功功率目标值执行无功支持。
9.本技术的另一个方面，提供一种光伏发电系统的无功补偿装置，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现所述的无功补偿方法的步骤。
10.本技术提供的光伏发电系统的无功补偿方法及其装置，通过将计算的无功功率指令或者无功功率目标值下发给各个光伏逆变器，以使得各个光伏逆变器能够执行无功支持；这样在不增加系统额外成本的前提下，有效解决了光伏逆变器并网后将配电网功率因数拉低的问题。
附图说明
11.图1为本技术实施例提供的无功补偿系统示意图；
12.图2为本技术实施例提供的无功补偿方法示意图。
13.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
14.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
15.在本技术的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
16.如图1所示，本技术一实施方法提供一种无功补偿系统，包括多个光伏逆变器(光伏逆变器1～光伏逆变器n)、无功补偿装置、本地负载以及电网功率检测装置。
17.本地负载与电网连接。
18.电网功率检测装置的检测端(图中的a点所示)设置在本地负载与电网之间。电网功率检测装置可以由电表实现。电网功率检测装置用于检测电网功率，包括有功功率和无功功率。电网功率检测装置与无功补偿装置通讯连接，例如：采用rs485的通讯方式，其中无功补偿装置作为modbus主机，电网功率检测装置作为从机。电网功率检测装置检测的电网功率可以上传至无功补偿装置。
19.各个光伏逆变器的直流端接入直流电源(未示出)，其交流端与电网连接。各个光伏逆变器与无功补偿装置通讯连接，例如：采用rs485的通讯方式，其中无功补偿装置作为modbus主机，光伏逆变器作为从机。光伏逆变器可以是三相逆变器或者单相逆变器。无功补偿装置可以通过上述通讯方式获取各个光伏逆变器的额定功率，也可以通过其它方式。
20.在一示例中，无功补偿装置包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现无功补偿方法的步骤。
21.如图2所示，在一示例中，所述无功补偿方法包括：
22.步骤s11、根据电网的有功功率和无功功率、功率因数预设值，计算无功功率指令；
23.步骤s12、将所述无功功率指令下发给各个光伏逆变器，以使得各个光伏逆变器能够根据所述无功功率指令以及各个光伏逆变器的额定功率，执行无功支持；或者，
24.根据所述无功功率指令以及各个光伏逆变器的额定功率，计算各个光伏逆变器的无功功率目标值；将所述无功功率目标值下发给各个光伏逆变器，以使得各个光伏逆变器能够根据所述无功功率目标值执行无功支持。
25.在一实施中，所述根据所述电网的有功功率和无功功率、功率因数预设值，计算无功功率指令，包括：
26.根据所述电网的有功功率、功率因数预设值，计算无功功率设定值；
27.根据所述无功功率设定值和所述电网的无功功率，计算无功功率指令。
28.其中，所述根据所述电网的有功功率、功率因数预设值，计算无功功率设定值，包括：
29.30.其中，q
set
为无功功率设定值，为功率因数预设值(可由用户自行设置)，p
grid
为电网的有功功率。
31.所述根据所述无功功率设定值和所述电网的无功功率，计算无功功率指令，包括：
32.q
percent_set
＝(q
set-q
grid
)/p
base_all
；
33.其中，q
percent_set
为无功功率指令，q
set
为无功功率设定值，p
base_all
为所有光伏逆变器的额定功率之和(p
act#1
+p
act#2
+
…
p
act#n
，n为光伏逆变器的个数)，q
grid
为电网的无功功率。
34.在一实施中，所述将所述无功功率指令下发给各个光伏逆变器，以使得各个光伏逆变器能够根据所述无功功率指令以及各个光伏逆变器的额定功率，执行无功支持，包括：
35.各个光伏逆变器根据所述无功功率指令以及各个光伏逆变器的额定功率，计算各个光伏逆变器的无功功率目标值、并根据所述无功功率目标值执行无功支持。
36.在一实施中，所述根据所述无功功率指令以及各个光伏逆变器的额定功率，计算各个光伏逆变器的无功功率目标值，包括：
37.各个光伏逆变器的无功功率目标值等于各个光伏逆变器的额定功率与所述无功功率指令的乘积。
38.实施例一
39.假设光伏逆变器的容量配置为：第#1光伏逆变器的额定功率为20kw，第#2、#3光伏逆变器的额定功率为10kw组串，总额定容量：
40.p
base_all
＝p
base#1
+p
base#2
+p
base#3
＝40kw。
41.若当前光伏发电系统的工作状态为：
42.光伏逆变器实际输出功率：p
act#1
＝10kw，p
act#2
＝5kw，p
act#3
＝5kw，故p
act_all
＝20kw；
43.电网功率检测装置检测到的电网实际有功功率p
grid
＝10kw，实际无功功率q
grid
＝10kvar。
44.若无功补偿装置设定的功率因数为1，无功补偿装置计算无功功率设定值：
[0045][0046]
无功补偿装置再计算无功功率指令：
[0047]qpercent_set
＝(q
set-q
grid
)/p
base_all
＝(0-10)/40＝-25％
[0048]
无功补偿装置将无功功率指令下发给光伏逆变器，三台光伏逆变器收到-25％的无功功率指令后执行无功支持，实际发出的无功功率为：
[0049]qact
＝p
base_all
*q
percent_set
＝(20+10+10)*(-25％)＝-10kvar；
[0050]
光伏逆变器发出相应的无功功率后，实际功率因数＝1，与设定值一致。
[0051]
实施例二
[0052]
假设光伏逆变器的容量配置与实施例一完全一致：第#1光伏逆变器的额定功率为20kw，第#2、#3光伏逆变器的额定功率为10kw组串，总额定容量：
[0053]
p
base_all
＝p
base#1
+p
base#2
+p
base#3
＝40kw。
[0054]
若当前光伏发电系统的工作状态与实施例一完全一致，即光伏逆变器实际输出功率：p
act#1
＝10kw，p
act#2
＝5kw，p
act#3
＝5kw，p
act_all
＝20kw；
[0055]
电网功率检测装置检测到的电网实际有功功率p
grid
＝10kw，实际无功功率q
grid
＝
10kvar。
[0056]
与实施例一不同的是，若无功补偿装置设定的功率因数为0.9，无功补偿装置计算无功功率设定值：
[0057][0058]
无功补偿装置再计算无功功率指令：
[0059]qpercent_set
＝(q
set-q
grid
)/p
base_all
＝(4.843-10)/40＝-12.89％
[0060]
无功补偿装置将无功功率指令下发给光伏逆变器，三台光伏逆变器收到-12.89％的无功功率指令后执行无功支持，实际发出的无功功率为：
[0061]qact
＝p
base_all
*q
percent_set
＝(20+10+10)*(-12.89％)＝-5.157kvar；
[0062]
光伏逆变器发出相应的无功功率后，实际功率因数＝0.9，与设定值一致。
[0063]
以上参照附图说明了本技术的优选实施例，并非因此局限本技术的权利范围。本领域技术人员不脱离本技术的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本技术的权利范围之内。