[发明专利]光伏并网逆变器的无功补偿方法、装置及光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及新能源电力电子控制技术领域，尤其涉及光伏并网逆变器的无功补偿方法、装置及光伏并网逆变器。

背景技术

光伏电站项目运行的负荷多为感性负荷。大量存在的感性负荷，不仅造成系统功率因数过低，生产效率降低，企业电能费用支出增加，还会引起电网电压波动，严重时影响带载设备的安全运行，给企业带来不必要的经济损失。根据《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》规定，大型和中型光伏电站的功率因数应该能够在0.98(超前)～0.98(滞后)范围内连续可调。因而，大型集中式和分布式光伏电站需要通过无功补偿的方式来提高功率因数，保证电能质量和电网安全。

光伏电站中运行的无功需求设备主要是感性元件——升压变压器。为提高功率因素，降低损耗，保证电网系统稳定，根据国家标准《GB/T29321-2012光伏发电站无功补偿技术规范》规定：光伏发电站应充分利用并网逆变器的无功容量及其调节能力，当并网逆变器的无功容量不能满足系统电压与无功调节需要时，应在光伏发电站配置集中无功补偿装置，并综合考虑光伏发电站各种出力水平和接入系统后各种运行工况下的暂态、动态过程，配置足够容量的动态无功补偿装置。

其中，现行光伏电站项目的无功补偿尤其是夜间无功补偿主要采用的加装无功补偿器(SVG)的方法存在以下几点问题：

1、光伏并网逆变器的无功补偿能力没有得到充分挖掘，从而造成无功补偿装置容量浪费和配置成本提高；

2、无功补偿装置的引入，提高了电站运营维护成本，也降低了系统可靠性；

3、相比光伏并网逆变器夜间不停机工作，现行方法缩减了光伏逆变器交流接触器寿命。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明的实施例提供了光伏并网逆变器的无功补偿方法、装置及光伏并网逆变器，能够实现有功功率输出模式和无功功率补偿模式的自动切换，有效解决了光伏电站无功补偿装置引入的容量浪费和成本增加问题和缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

依据本发明实施例的一个方面，提供了一种光伏并网逆变器的无功补偿方法，包括：

当光伏并网逆变器处于有功功率输出模式时，获取光伏电池的第一输出状态信息；

判断所述第一输出状态信息是否满足第一切换条件；

当所述第一输出状态信息满足所述第一切换条件时，将所述光伏并网逆变器从所述有功功率输出模式切换到无功功率补偿模式；

当所述光伏并网逆变器处于所述无功功率补偿模式时，获取所述光伏电池的第二输出状态信息；

判断所述第二输出状态信息是否满足第二切换条件；

当所述第二输出状态信息满足所述第二切换条件时，将所述光伏并网逆变器从所述无功功率补偿模式切换到所述有功功率输出模式。

其中，上述方案中，所述第一输出状态信息包括所述光伏电池的输出功率或输出电压，所述判断所述第一输出状态信息是否满足第一切换条件的步骤，包括：

当所述光伏电池的输出功率小于第一功率阈值时，判断所述光伏电池的输出功率小于所述第一功率阈值所持续的第一时长是否达到第一时间阈值，若所述第一时长达到所述第一时间阈值，则所述第一输出状态信息满足所述第一切换条件；或者

当所述光伏电池的输出电压小于第一电压阈值时，判断所述光伏电池的输出电压小于所述第一电压阈值所持续的第二时长是否达到所述第一时间阈值，若所述第二时长达到所述第一时间阈值，则所述第一输出状态信息满足所述第一切换条件。

其中，上述方案中，所述将所述光伏并网逆变器从所述有功功率输出模式切换到无功功率补偿模式，包括：

关闭所述光伏并网逆变器的最大功率追踪功能；

按照第一预设步长，逐步增大所述光伏电池的输出电压，直到所述光伏电池的输出电流达到第一电流阈值时，停止增大所述光伏电池的输出电压，并将所述光伏电池当前的输出电压记录为第一母线稳压值；

调整所述光伏并网逆变器的母线电压，使其稳定在所述第一母线稳压值；

当所述母线电压的电压值稳定在所述第一母线稳压值的持续时长达到第二时间阈值时，断开所述光伏电池与所述光伏并网逆变器之间的连接；

调整所述光伏并网逆变器的母线电压，使其稳定在第二母线稳压值，所述光伏并网逆变器进入所述无功功率补偿模式；

其中，所述第二母线稳压值大于所述光伏逆变器的交流线电压峰值。

其中，上述方案中，所述第二输出状态信息包括所述光伏电池的开路电压；