电场的无功功率补偿方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及新能源电场的功率补偿领域，尤其设及一种电场的无功功率补偿方法 及系统。
【背景技术】
[0002] 无功电压自动控制(AVC)利用网络通讯与自动控制技术，实时接收主调下发的母 线电压指令或无功指令，自动对高压侧母线电压/无功进行实时跟踪并调控无功补偿装置 W满足主调要求。AVC控制系统将风电场/光伏站视为一个大容量机组呈现在电网调度系统 面前，使之具有可调性和可控性，是电网调度系统对风电场/光伏站实现良好控制的桥梁， 能有效提高电网对风电/光伏的接纳能力。
[0003] 电网调度系统向AVC模块下发命令，AVC模块根据采集设备的遥测遥信信息和调度 下发的命令计算无功补偿装置的无功目标值，并将计算结果通过命令下发模块下发给各无 功补偿装置。
[0004] 风电场和光伏站使用的无功补偿设备包括:风机、逆变器、静态无功补偿装置SVC/ SVG和容抗器。风机、逆变器、SVC/SVG等无功补偿装置属于连续补偿装置，其响应速度快而 且更精确，而容抗器属于离散装置，单独使用容抗器不能准确地将无功调节到目标值。由于 经济原因，在部分场站还是存在使用容抗器进行无功补偿的现象。因此，如何将容抗器与其 他的连续无功补偿装置配合使用，成为大家关注的问题之一。
【发明内容】
[000引本发明实施例提供一种电场的无功功率补偿方法及系统，用于解决现有技术中无 法有效的结合容抗器和无功功率补偿设备对并网点的无功功率进行补偿的问题。
[0006] 基于上述目的，本发明提供一种电场的无功功率补偿方法，包括:获取电场中各容 抗器的投状态和切状态的拓扑图，并获取所述电场中并网点的实际无功功率qo、和对应所 述并网点的目标无功功率Q3;根据所述实际无功功率和目标无功功率之间的差值A q，W及 所述实际无功功率和目标无功功率分别落入感性无功功率区间、或容性无功功率区间，调 整所述电场中至少部分容抗器的投切状态、和/或调整所述电场中的无功功率补偿设备所 输出的无功功率Q2。
[0007] 优选地，所述根据实际无功功率和目标无功功率之间的差值Aq, W及所述实际无 功功率和目标无功功率分别落入感性无功功率区间、或容性无功功率区间，调整所述电场 中至少部分容抗器的投切状态、和/或调整所述电场中所述无功功率补偿设备的方式包括 W下至少一种：当实际无功功率和目标无功功率均落入感性无功功率区间、或均落入容性 无功功率区间时，根据所述差值A q调整所述无功功率补偿设备所输出的无功功率92;当实 际无功功率和目标无功功率均落入感性无功功率区间、或均落入容性无功功率区间时，根 据公式
确定需将投状态转为切状态的相应电容器或电抗器的数量，并按所确定的 数量m予W调整;其中，q为电容器或电抗器的无功功率。
[0008] 优选地，所述根据实际无功功率和目标无功功率之间的差值Aq, W及所述实际无 功功率和目标无功功率分别落入感性无功功率区间、或容性无功功率区间，调整所述电场 中至少部分容抗器的投切状态、和/或调整所述电场中所述无功功率补偿设备的方式包括 W下任一种：当实际无功功率落入感性无功功率区间、且目标无功功率落入容性无功功率 区间时，控制所述电场中所有电抗器由投状态改为切状态，再获取当前的所述电场中发电 设备所输出的实际无功功率qi、所述无功功率补偿设备的实际无功功率Q2及所述差值Aq, 并根据公式
，确定需将切状态转为投状态的电容器数量m。，并按所确定 的数量m。予W调整，其中，q。为电容器的无功功率;当实际无功功率落入容性无功功率区间、 且目标无功功率落入感性无功功率区间时，控制所述电场中所有电容器由投状态改为切状 态，再获取当前的所述电场中发电设备所输出的实际无功功率qi、所述无功功率补偿设备 的实际无功功率Q2及所述差值A q，并根据公式
，.确定需将切状态转为投 状态的电抗器数量mi，并按所确定的数量mi予W调整，其中，qi为电抗器的无功功率。
[0009] 优选地，所述调整电场中至少部分容抗器的投切状态的方式包括:在确定所要转 换状态的电抗器数量、或电容器数量后，分别估计按照所确定的数量所调整后的并网点的 实际无功功率、和按照所确定的数量加1后所调整后的并网点的实际无功功率，选择其中接 近目标无功功率Q3的无功功率，并按照所选择的无功功率所对应的数量，调整相应的电抗 器或电容器的投切状态。
[0010] 优选地，所述调整电场中至少部分容抗器的投切状态的方式包括：当所要调整状 态的电抗器数量、或电容器数量大于等于所能转换状态的对应电抗器或电容器数量时，将 全部所能转换状态的电抗器或电容器的状态进行转换;再根据所述无功功率补偿设备的剩 余可调节无功功率来调节所述容抗器不足的部分。
[0011] 基于上述目的，本发明还提供一种电场的无功功率补偿系统，包括:获取模块，用 于获取电场中各容抗器的投状态和切状态的拓扑图，并获取所述电场中并网点的实际无功 功率qo、和对应所述并网点的目标无功功率Q3;补偿模块，用于根据所述实际无功功率和目 标无功功率之间的差值A q，W及所述实际无功功率和目标无功功率分别落入感性无功功 率区间、或容性无功功率区间，调整所述电场中至少部分容抗器的投切状态、和/或调整所 述电场中的无功功率补偿设备所输出的无功功率Q2。
[0012] 优选地，所述补偿模块用于W下至少一种：当实际无功功率和目标无功功率均落 入感性无功功率区间、或均落入容性无功功率区间时，根据所述差值A q调整所述无功功率 补偿设备所输出的无功功率Q2;当实际无功功率和目标无功功率均落入感性无功功率区 间、或均落入容性无功功率区间时，根据公式
确定需将投状态转为切状态的相应 电容器或电抗器的数量，并按所确定的数量m予W调整;其中，q为电容器或电抗器的无功功 率。
[0013] 优选地，所述补偿模块用于W下任一种：当实际无功功率落入感性无功功率区间、 且目标无功功率落入容性无功功率区间时，控制所述电场中所有电抗器由投状态改为切状 态，再获取当前的所述电场中发电设备所输出的实际无功功率qi、所述无功功率补偿设备 的实际无功功率Q2及所述差值A q，并根据公式
：确定需将切状态转为投 状态的电容器数量m。，并按所确定的数量m。予W调整，其中，q。为电容器的无功功率;当实际 无功功率落入容性无功功率区间、且目标无功功率落入感性无功功率区间时，控制所述电 场中所有电容器由投状态改为切状态，再获取当前的所述电场中发电设备所输出的实际无 功功率qi、所述无功功率补偿设备的实际无功功率Q2及所述差值Aq,并根据公式
，确定需将切状态转为投状态的电抗器数量mi，并按所确定的数量mi予W 调整，其中，qi为电抗器的无功功率。
[0014] 优选地，所述补偿模块用于在确定所要转换状态的电抗器数量、或电容器数量后， 分别估计按照所确定的数量所调整后的并网点的实际无功功率、和按照所确定的数量加1 后所调整后的并网点的实际无功功率，选择其中接近目标无功功率Q3的无功功率，并按照 所选择的无功功率所对应的数量，调整相应的电抗器或电容器的投切状态。
[0015] 优选地，所述补偿模块用于当所要调整状态的电抗器数量、或电容器数量大于等 于所能转换状态的对应电抗器或电容器数量时，将全部所能转换状态的电抗器或电容器的 状态进行转换;再根据所述无功功率补偿设备的剩余可调节无功功率来调节所述容抗器不 足的部分。
[0016] 如上所述，本发明的电场的无功功率补偿方法及系统，具有W下有益效果:获取电 场中的容抗器的投切状态拓扑图，确定各容抗器的投切状态，便于对电场中的无功功率补 偿进行准确控制，同时，计算实际无功功率与目标无功功率的差，来调整无功功率补偿装置 和/或容抗器，能够及时响应目标无功功率的变化，实现电场电压或者无功的自动调节；另 夕h W调节容抗器的投切状态作为粗调节，无功功率补偿设备的调节作为细调节的组合方 式，能够快速、准确的调节所要补偿的无功功率;还有，估计相邻数量的容抗器调节后的无 功功率，选择其中更接近目标无功功率的容抗器数量，保证调节结果尽可能接近目标值。
【附图说明】
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所 需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据本发明实施 例的内容和运些附图获得其他的附图。
[0018] 图1是本发明的电场的无功功率补偿方法的一个实施例的方法流程图。
[0019] 图2是本发明的电场的无功功率补偿系统的一个实施例的结构方框图。
【具体实施方式】
[0020] 为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面 将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅 是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在 没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021] 如图1所示，本发明提供一种电场的无功功率补偿方法。其中，所述电场包括但不 限于:光伏电场、风力电场等。在所述电场中包含无功功率补偿设备、和亦用于补偿无功功 率的电容器和电抗器。所述无功功率补偿设备包括但不限于:风机、逆变器、静态无功补偿 装置SVC/SVG等。所述无功功率补偿设备为上述各装置的总和。所述电容器和电抗