本发明涉及无功补偿器的控制，主要涉及一种基于海上风电机组的无功补偿器的控制方法与系统。
背景技术：
1、随着全球能源结构向清洁化、低碳化转型，海上风电机组凭借其高发电效率、资源丰富性及环境友好性，已成为新能源电力领域的重要发展方向。然而，海上风电的大规模并网对电网稳定性提出了严峻挑战，尤其是电网电压调节与无功功率动态管理问题亟待解决。
2、海上风电场通常通过长距离海缆与陆上电网连接。海缆的分布电容特性会产生显著的充电功率，叠加风电机组出力受自然条件影响导致的强波动性，使得系统无功功率需求呈现频繁且大幅度的变化。此外，海上风电机组内部设备（如变流器、变压器）的无功损耗进一步加剧了电网电压波动。传统陆上电网的无功补偿技术因缺乏对复杂海上场景的针对性设计，难以有效应对上述问题。
3、当前，现有控制策略多采用单一模式（如恒电压或恒无功控制），缺乏动态切换机制，无法适应不同运行场景（如正常工况、电压异常、紧急故障）的差异化需求。例如，在电压剧烈波动时，恒无功模式无法快速调整补偿指令以稳定电压；而在稳态运行时，恒电压模式可能因过度补偿导致环流抑制不足。此外，传统方法对模块化多电平换流器运行中产生的环流抑制效果有限。模块化多电平换流器在环流中的二倍频及高频偶次谐波分量会显著增加桥臂损耗，引发电流畸变，降低系统效率与电能质量；而现有环流抑制技术（如简单滤波或比例积分控制）难以精确分离环流的直流分量与交流分量，且在复杂谐波环境下易出现控制参数失配问题。
4、综上所述，亟需一种能够动态协调电压稳定与环流抑制、适应多模式切换、并具备高效子模块管理能力的无功补偿控制方法，以提升海上风电机组的并网稳定性与运行经济性。
技术实现思路
1、为了解决现有技术所存在的上述问题，本技术提供了一种基于海上风电机组的无功补偿器的控制方法与系统。
2、本技术的技术方案如下：
3、一方面，一种基于海上风电机组的无功补偿器的控制方法，所述方法包括：
4、获取海上风电机组的无功补偿器的运行数据；
5、根据运行数据计算无功补偿器需补偿的无功功率，利用需补偿的无功功率对所述无功补偿器进行外环控制，将需补偿的无功功率转化为无功补偿器的参考电压信号；
6、利用二阶广义积分器和准比例谐振控制器生成无功补偿器的环流抑制信号进行内环控制；
7、利用动态权重分配机制加权计算环流抑制信号和参考电压信号，生成无功补偿器的控制信号；
8、基于所述控制信号对无功补偿器进行控制。
9、优选的，所述需补偿的无功功率包括风电设备自身无功损耗、海缆充电功率补偿和动态波动缺口，其中：
10、所述风电设备自身无功损耗，以公式表示为：
11、；
12、式中，表示风电设备自身无功损耗；表示第台风机的有功功率；表示第台风机的功率因数角正切值；表示第台风机的索引值；表示风机数量；
13、所述海缆充电功率补偿，以公式表示为：
14、；
15、式中，表示海缆充电功率补偿；表示海缆运行电压；表示海缆运行的角频率；表示海缆单位长度电容；表示海缆长度；
16、所述动态波动缺口，以公式表示为：
17、；
18、式中，表示动态波动缺口；表示第一权重系数；表示第二权重系数；表示风机有功功率的变化量；表示并网点电压偏差；
19、所述需补偿的无功功率，以公式表示为：
20、；
21、式中，表示需补偿的无功功率。
22、优选的，利用二阶广义积分器和准比例谐振控制器生成无功补偿器的环流抑制信号进行内环控制，具体为：
23、利用二阶广义积分器提取环流分量，具体为将流经无功补偿器的原始环流输入二阶广义积分器，提取二倍频交流分量；将所述二倍频交流分量与原始环流进行求差，得到误差信号，其中所述误差信号包括环流的高频偶次谐波分量和直流分量；
24、将所述误差信号输入直流积分器，滤除误差信号中的高频偶次谐波分量，提取直流分量；
25、将所述原始环流与提取的直流分量进行相减，得到包含二倍频及高频偶次的交流分量；
26、将所述包含二倍频及高频偶次的交流分量输入准比例谐振控制器，生成环流抑制信号。
27、优选的，利用动态权重分配机制加权计算环流抑制信号和参考电压信号，具体为：
28、设置电压稳定性权重和环流抑制权重，并根据并网点电压和标准电压对电压稳定性权重和环流抑制权重进行动态调整；
29、若并网点电压和标准电压的差值超过预设范围，增大电压稳定性权重，令外环控制生成新的参考电压信号进行无功补偿；
30、否则，增大环流抑制权重，通过调整二阶广义积分器的滤波带宽，令内环控制生成新的环流抑制信号进行环流抑制。
31、另一方面，本发明还提供了一种基于改进跳跃排序算法的无功补偿器子模块排序方法，所述方法包括：
32、利用改进跳跃排序算法对无功补偿器的子模块进行排序，得到排序后的子模块序列；
33、基于排序后的子模块序列控制子模块的充放电顺序。
34、优选的，利用改进跳跃排序算法对无功补偿器的子模块进行排序，具体为：
35、实时采集每个子模块的电容电压，计算所有子模块电容电压的极值差；对所述极差值进行动态阈值判断具体为：当极差值大于预设的电容电压参考值上限时，触发排序操作；当极差值小于预设的电容电压参考值下限时，停止排序操作；
36、所述排序操作具体为初始化子模块数量、扫描终点和最后一次交换位置，进行内外层循环控制；比较当前子模块的电容电压和当前子模块的下一子模块的电容电压，根据比较结果，交换两个子模块的位置，并更新最后一次交换位置为当前子模块的位置；每次内层循环结束时，更新扫描终点为最后一次交换位置；
37、若经过一次内层循环后并未产生子模块的位置交换，则表示排序完毕，停止循环，输出子模块排序序列。
38、优选的，基于排序后的子模块序列控制子模块的充放电顺序，具体为：
39、当无功补偿器处于充电阶段时，将电容电压小于预设的充电阈值的子模块进行充电；
40、当无功补偿器处于放电阶段时，将电容电压大于预设的放电阈值的子模块进行放电。
41、另一方面，本发明还提出一种基于海上风电机组的无功补偿器的控制系统，所述系统包括数据获取模块、控制信号生成模块和控制模块，其中：
42、所述数据获取模块用于获取海上风电机组的无功补偿器的运行数据；将所述运行数据传输至控制信号生成模块；
43、所述控制信号生成模块用于根据运行数据计算无功补偿器需补偿的无功功率，利用需补偿的无功功率对所述无功补偿器进行外环控制，将需补偿的无功功率转化为无功补偿器的参考电压信号；
44、利用二阶广义积分器和准比例谐振控制器生成无功补偿器的环流抑制信号进行内环控制；
45、利用动态权重分配机制加权计算环流抑制信号和参考电压信号，生成无功补偿器的控制信号；
46、所述控制模块用于基于所述控制信号对无功补偿器进行控制。
47、再一方面，本发明还提出一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明所述的一种基于海上风电机组的无功补偿器的控制方法。
48、再一方面，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明所述的一种基于海上风电机组的无功补偿器的控制方法。
49、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
50、1）本发明提供了一种基于海上风电机组的无功补偿器的控制方法与系统，通过获取无功补偿器的运行数据并计算其需补偿的无功功率，实现对补偿需求的动态响应；利用计算出的无功功率进行外环控制，转化为参考电压信号，从而使得补偿器能够实时调整其输出，有效提升了无功功率补偿的准确性与及时性；
51、2）本发明提供了一种基于海上风电机组的无功补偿器的控制方法与系统，通过引入二阶广义积分器和准比例谐振控制器，对无功补偿器进行精细的内环控制，提高了系统的精度，确保了补偿器能够快速、准确地跟踪参考信号，抑制环流的产生，增强了系统的稳定性；
52、3）本发明提供了一种基于海上风电机组的无功补偿器的控制方法与系统，采用动态权重分配机制加权计算环流抑制信号和参考电压信号，能够根据系统的实时状态优化控制信号，确保无功补偿器的响应更加灵活、高效，增强了控制系统的适应性和鲁棒性，能够有效应对系统负载和环境的波动。