[发明专利]一种大规模新能源并网系统无功补偿方法

说明书

本发明公开了一种大规模新能源并网系统无功补偿方法，属于新能源发电技术领域，包括以下步骤：S1：由并网电流及电网电压计算并联补偿极限电抗；S2：由并网侧电压和电流三角形关系计算并联补偿无功量及补偿电流；S3：由实际电网电抗及并联补偿极限电抗计算串联补偿无功量。本发明通过计算并联无功补偿极限电抗，根据实际电网电抗与并联无功补偿极限电抗之间的关系，利用电压、电流三角形关系计算不同电网情况下新能源系统的并联和串联无功补偿量，可以避免传统无功配置中因无功补偿失效而导致的系统振荡不稳定等问题，值得被推广使用。

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种大规模新能源并网系统无功补偿方法。

背景技术

为应对日益严峻的能源危机，世界各国都在加大对新能源的发展和利用。光伏、风电等可再生能源发电在我国得到了迅速发展。大量电力电子设备的投入改变了电力系统的运行及控制方式，对系统的电压及频率控制带来新的挑战。

对于大规模新能源并网系统而言，由于并网容量较大，且传输线路阻抗较大，并网系统容易出现电压问题。无功补偿是维持系统电压的有效方式，根据其补偿方式的不同可以分为串联补偿和并联补偿两种。其中，并联补偿主要通过在新能源电站并联电容器、静止同步补偿器及静止无功补偿器等设备，实现系统的无功补偿。串联补偿主要通过在传输线路中串联电容器及静止同步串联补偿器等实现对线路感抗的等效抵消。

由于新能源并网系统中逆变器的控制特点及无功补偿的实现原理限制，新能源并网系统中的无功补偿并不能完全根据系统的无功需求进行设置，在并网容量及线路阻抗较大的情况下，无功补偿有可能出现补偿失效的问题。此时，虽然无功设备补偿容量满足要求，新能源并网系统也会出现并网电压不稳定及振荡脱网现象。因此，有必要根据新能源并网系统的运行特点及不同的无功补偿形式，研究能够满足系统稳定性要求的无功补偿方法。为此，本发明提出一种大规模新能源并网系统无功补偿方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：大规模新能源并网系统中并联无功补偿及串联无功补偿一般独立配置，且无功补偿控制多根据并网电压变化而增大或减小相应的无功补偿量，并没有考虑逆变器的控制特点及无功补偿极限，从而容易导致并网系统无功补偿失效及系统振荡问题。本发明提供了一种大规模新能源并网系统无功补偿方法，该方法能够解决无功补偿不当而导致的补偿失效及系统振荡的问题。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括以下步骤：

S1：由并网电流及电网电压计算并联补偿极限电抗；

S2：由并网侧电压和电流三角形关系计算并联补偿无功量及补偿电流；

S3：由实际电网电抗及并联补偿极限电抗计算串联补偿无功量。

更进一步地，在所述步骤S1中，并联补偿极限电抗如下：

其中，X_mc为并联补偿极限电抗值，I_rn为逆变器总输出电流有效值，V_g为电网电压有效值。

更进一步地，在所述步骤S2中，当X_LX_mc时，则并联无功补偿设计为：

其中，I_g为流经X_L的总电流有效值，X_L为实际电网电抗，Q_pc为并联无功补偿量；

由并网侧电压和电流三角形关系，计算并联补偿电流有效值I_c为：