摘要：由于社会经济快速发展，所引发的用电需求量过大，对电网的建设和发展带来了较大的影响。电网系统超负荷运行已经成为常见现象，对电力系统的供电服务水平带来一定的威胁，在这种发展形势下，电力企业要想获得全面发展就必须有能力应对新的用电需求，加大对电网建设的投入力度，尤其是针对大型光伏电站无工电压进行有效利用。针对主动配电网的研究与应用已经成为当前电力企业发展的必然趋势。
关键词：光伏电站；无功电压；控制
能源问题伴随着社会变革的快速发展，现阶段已从传统能源的布局使用状况向新型能源的推广方向发展，大量新能源、新技术得以在社会发展中充分利用。虽然近些年加快了高效、节能能源的开发力度，并取得了一定成果，但是从能源发展全局来看，不可再生能源的使用仍然是能源主力。因此，要改变现有能源使用布局，进一步加大对电力等清洁能源的使用建设力度。针对电力具有高效、清洁、使用范围广等特点，加强电力能源应用建设。通过积极使用和推广大型光伏电站的无功电压控制方法，提高电力配送质量和居民对电力能源使用的覆盖率，积极改善现有能源的布局。
1无功电压控制的特征
在电网配电输送过程中，电压质量是否稳定、是否能够平稳地安全运行，直接影响整体电网系统运行效率。一方面是紧密影响其电力的有效输送数量，一方面则是在输送过程中受地区地域、气候等因素的影响，电网在输送过程中会有相当一部分电能损耗。因此，在现行电网运行的基础上，通过不断反复试验和实地求证，提出了无功电压控制方式。在方式推广使用过程中，因其自身所具有的覆盖面积广、电量储存量、高维度的特点，逐步适应并发展成为在配电网络运行中具有改善电力配送环境、提高电力输送效率、安全性能综合提高的多功能方式方法，被各大输电机构所采纳。在实际运用过程中，通过不断反复理解和操作，总结了以下四个方面的特征。第一，电力使用范围相对广泛，已达到只有有人居住的地方就会有电能的配送。通过对省、市、县三级地区的电力分布及控制，形成有效的协调统筹。也可以针对各地区范围的用电及配电特性，进行独立的区域优化控制，从而针对实际情况做到物尽其用，进一步提高用电成效。第二，通过对整个电力系统设备的协调统筹、优化调控，对配网小火电、风电机组、SVC等无功电源设备的设备运行属性实现最优化配置，从而进一步提高电力配送的整体效率。第三，无功电压控制在配电网络运行过程中安全可靠性较高。一方面，日常设备运行时可通过主站服务器对全网进行优化配置和精准计算，快速提供高效实时数据;一方面，在发生故障和问题时，可以通过区域化集成计算查找本区域的问题故障点，进而优化完善故障区域的计算。第四，实现设备与电网的双向互动控制。一方面，通过电网运行数据计算对区域内出现的故障和问题进行设备重启和自动修复，另一方面可以通过设备的有效调节，针对不同地域的电压承受能力，对配电网络实施有效的电压调节，以确保整体电网系统运行安全可靠。
2并网系统的构造
光伏电站在进行并网的过程中会涉及到很多的项目，其中起着主要作用的包括汇集线路、光伏阵列以及升压变压器，它们在并网系统中需要连接到相应的并网点（称为POI），最后再经由传输线路接入到PCC。这就是光伏电站并网的基本系统，并网完成后电压的测量点一般可以选择POI或者PCC，以下为了便于研究，我们主要探究PCC作为无功电压控制点的情况[1]。
3光伏电站的模型
首先建立逆变器以及光伏阵列的等效模型。具体构建过程为：整体上按照电站实际的潮流计算标准进行方案的选择，若逆变器使用了恒功率控制方法或者电流源输出的模式，则选择PQ等效可控电源的方案进行研究;若逆变器使用了恒电压控制方法或者电压源输出的模式，则选择PV等效可控电源的方案进行研究。其次，在研究方案中保留了大型光伏电站中的交流一次系统，依旧使用了交流一次系统中的典型参数。总的来讲，文中构造的大型光伏电站模型重要内容有三项，即PQ可控等效电源、PV可控电源以及交流一次系统。
4光伏电站无功电压控制研究
4.1大型光伏电站的无功电压控制系统结构
（1）大型光伏电站的无功电压控制系统有两套控制设计方案。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第一，给定地区自动电压控制（AVC）PCC电压值以及供电功率因数值，将整个光伏电站以自动电压控制系统的给定值为前提，参与进无功电压控制系统中。第二，不提前给定主要因素数据值，用光伏电站直接采集的PCC电压以及功率因数的实际测量值来验证假设的结果，并按照提前设计的策略进行电压控制。
（2）探究大型光伏电站的无功电压控制系统实现方式。总的来讲，大型光伏电站无功电压控制的实现方式有两种，一个是就地控制，另一个是远程控制。其中就地控制对光伏电站的无功电压控制过程不用经过调度中心，能够直接运用控制装置来实现控制功能。而远程控制则相反，在实现远光伏电站无功电压的控制过程中一定要经过调度中心，并最终按照调度中心的指令开展无功电压的控制活动[2]。
研究大型光伏电站无功电压控制系统中主要包含的结构有：远动终端、无功电压控制装置、主站服务器等。其中远动终端是连接调度中心以及主站服务器的中心点，也是两者的信息交汇点。调度中心的作用是识别电站类型以及发出PCC无功电压的相关控制指令。然后由无功电压控制系统主站做出反应并接收调度中心的指令，最后由无功电压控制装置接收调节指令，实现控制目标。
4.2PQ电源大型光伏电站无功电压控制策略研究
（1）研究目标。在进行研究之前需要先对实验情况进行预分析，确定方案控制的目标。对于PQ电源型光伏电站来说，用等效PQ电源接入电网将会对PCC电压和功率因数产生一定的影响，而控制电压的前提是保证PCC电压以及功率因数的合格，因此，我们要分别考虑电压或者功率因数其中一个因素产生变化无法满足前提控制要求的情况，根据预设的不同结果分别设置多级控制目标[3]。
（2）控制方法。一般情况下，我们可以通过对SVG补偿量和逆变器功率因数的不同调节来实现PQ电源型光伏电站无功电压的控制。具体分析的话，首先由于逆变器自身具有较大的无功剩余容量，所以逆变器的数值变化对于无功电压的影响最大，当出现无功补偿情况时我们优先选择调节逆变器，然后再考虑调节SVG。对此有人提出可以通过变压器调节的方式来实现无功电压的控制，这个方法理论上是可行的，但是因为变压器对各节点电压的控制是通过改变系统无功功率分布来实现的，而PQ可控型电源所提供的无功是恒定的，所以通过变压器调节的方式进行无功电压控制取得的效果并不好，在实际中基本不使用这个方法。
4.3PV电源大型光伏电站无功电压控制策略研究
（1）研究目标。对于PV电源来说，它接入大型光伏电站则会对PCC电压产生影响，一定程度上使PCC电压的功率因数降低，所以在设定控制研究目标时，可以略微降低电压的功率因数数值，提高方案的可行性和准确性。
（2）控制方法。对于PV电源性光伏电站无功电压的控制过程来说，我们主要使用的控制方法有：SVG补偿量调节、主变压器分接头以及逆变器交流侧电压调节。根据实际情况的调查可以发现，在以上三个调节方法中，控制效果最好的是逆变器电压调节，其次是SVG补偿量的调节，与PQ电源型光伏电站无功电压控制一样，变压器的电压调节的效果并不好。
4.4电源大型光伏电站无功电压控制过程注意事项
（1）对于PQ电源式大型光伏电站，如果采用调节逆变器功率因数的方法进行电压控制，使其产生的无功与电站系统的无功损耗相抵消，技术人员要注意不需要再次进行SVG的无功补偿。
（2）对于PQ电源式大型光伏电站，技术人员应遵循等功率的准则对逆变器的功率因数进行调节;但在PV电源式大型光伏电站中则采用等电压的原则实现对电压的控制调节，从而改善环流现象。
5结语
近年来随着我国经济与技术的发展，国内对于电力的需求越来越大，因此促进供电系统的安全稳定便越来越受到行业的重视。对于大型的光伏电站来说，其输电端并网时，会影响电网的潮流以及分布情况，使电网中传输的各个节点的电压产生波动。为了在保证电网合格功率和电压的情况下稳定并网时公共连接点的电压变化，本文通过对大型光伏电站无工电压原理的研究应用，构建具体模型，对两种不同电源型的大规模光伏电站的无功电压控制策略进行了分析研究。
参考文献
[1]卓越，向盼.关于大型光伏电站无功电压控制研究[J].科技风，2018（28）：158-159.
论文作者:刘扬
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/16
标签：电压论文; 电站论文; 光伏论文; 电网论文; 电源论文; 逆变器论文; 功率因数论文; 《电力设备》2019年第17期论文;