一种用于光伏发电系统的无功控制方法及系统

1.一种用于光伏发电系统的无功控制方法，其特征在于，所述方法包括：基于设定的光伏发电系统模型的无功控制模式，获得光伏发电系统处于所述无功控制模式下的参考值信号；根据所述参考值信号，控制变流器的输出；其中，所述无功控制模式包括：电压控制模式，无功功率控制模式和无功电压协调控制模式；所述获得光伏发电系统处于无功控制模式下的参考值信号包括：当光伏发电系统处于电压控制模式下，将机端电压测量值与预先定义的电压参考值的偏差输入PI控制器，输出光伏发电系统的第一无功电流参考值信号，并限制所述第一无功电流参考值信号在[I qmin ,I qmax ]范围内，获得限幅后的第一无功电流参考值信号，其中，I qmin 为PI控制器输出电流下限，I qmax 为PI控制器输出电流上限；当光伏发电系统处于无功功率控制模式下，输入机端电压测量值和预先定义的无功功率参考值，经延时环节进行延时处理，输出光伏发电系统的第二无功电流参考值信号；当光伏发电系统处于无功电压协调控制模式下，将预先定义的无功功率参考值和电压控制模式下PI控制器的比例系数和微分系数输入PI控制器，输出电压参考值信号；并限制所述电压参考值信号在[V min ,V max ]范围内，获得限幅后的电压参考值信号，其中，V min 为PI控制器输出电压下限，V max 为PI控制器输出电压上限；将机端电压测量值与限幅后的所述电压参考值信号的偏差输入PI控制器，输出光伏发电系统的第三无功电流参考值信号。 2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光伏发电系统模型的无功控制模式的设定包括：接收光伏发电系统的控制指令，基于所述控制指令内容确定光伏发电系统模型的无功控制模式；根据所述光伏发电系统模型的无功控制模式修改标志位的值；其中，所述标志位包括电压标志位Vflag和无功标志位Qflag。 3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据光伏发电系统模型的无功控制模式修改标志位的值包括：当电压标志位Vflag为0，无功标志位Qflag为1时，所述无功控制模式为电压控制模式；当电压标志位Vflag为0或者1，无功标志位Qflag为0时，所述无功控制模式为无功功率控制模式；当电压标志位Vflag为1，无功标志位Qflag为1时，所述无功控制模式为无功电压协调控制模式。 4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下式确定光伏发电系统的第一无功电流参考值信号：式中，V meas 为机端电压测量值，V ref 为预先定义的机端电压参考值，I qcmd 为第一无功电流参考值信号，K vp 和K vi 分别表示电压控制模式下PI控制器的比例系数和微分系数，S为传递函数。 5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下式确定光伏发电系统的第二无功电流参考值信号：式中，T iq 为延时环节的延时时间常数，Q ref 为预先定义的无功功率参考值，V meas 为机端电压测量值，I' qcmd 为第二无功电流参考值信号，S为传递函数。 6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下式确定光伏发电系统的第三无功电流参考值信号：式中，I” qcmd 为第三无功电流参考值信号，K qp 和K qi 为无功电压协调控制模式下PI器的比例系数和微分系数；K vp 和K vi 为电压控制模式下PI控制器的比例系数和微分系数，Q meas 为机端无功功率测量值，Q cmd 为预先定义的无功功率参考值，V cmd 为电压参考值，V meas 为机端电压测量值，S为传递函数。 7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据参考值信号，控制变流器的输出包括：基于无功控制模式的类型，将所述无功控制模式下的光伏发电系统的机端测量值与参考值作为变流器的输入；将相应无功控制模式下的电流参考值信号作为变流器的控制参数；在基于预先定义的限值范围内，通过比例谐振调节器调节变流器的控制参数，以改变变流器的输出。 8.一种用于光伏发电系统的无功控制系统，其特征在于，包括：获取模块，用于基于设定的光伏发电系统模型的无功控制模式，获得光伏发电系统处于所述无功控制模式下的参考值信号；控制模块，用于根据所述参考值信号，控制变流器的输出；所述获取模块还包括：第一获取单元，用于当光伏发电系统处于电压控制模式下，将机端电压测量值与预先定义的电压参考值的偏差输入PI控制器，输出光伏发电系统的第一无功电流参考值信号，并限制所述第一无功电流参考值信号在[I qmin ,I qmax ]范围内，获得限幅后的第一无功电流参考值信号，其中，I qmin 为PI控制器输出电流下限，I qmax 为PI控制器输出电流上限；第二获取单元，用于当光伏发电系统处于无功功率控制模式下，输入机端电压测量值和预先定义的无功功率参考值，经延时环节进行延时处理，输出光伏发电系统的第二无功电流参考值信号；第三获取单元，用于当光伏发电系统处于无功电压协调控制模式下，将预先定义的无功功率参考值和电压控制模式下PI控制器的比例系数和微分系数输入PI控制器，输出电压参考值信号；并限制所述电压参考值信号在[V min ,V max ]范围内，获得限幅后的电压参考值信号，其中，V min 为PI控制器输出电压下限，V max 为PI控制器输出电压上限；将机端电压测量值与限幅后的所述电压参考值信号的偏差输入PI控制器，输出光伏发电系统的第三无功电流参考值信号。 9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述获取模块包括：接收单元，用于接收光伏发电系统的控制指令，基于所述控制指令内容确定光伏发电系统模型的无功控制模式；转换单元，用于根据所述光伏发电系统模型的无功控制模式修改标志位的值。 10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述转换单元包括：第一设定子单元，用于当电压标志位Vflag为0，无功标志位Qflag为1时，所述无功控制模式为电压控制模式；第二设定子单元，用于当电压标志位Vflag为0或者1，无功标志位Qflag为0时，所述无功控制模式为无功功率控制模式；第三设定子单元，用于当电压标志位Vflag为1，无功标志位Qflag为1时，所述无功控制模式为无功电压协调控制模式。 11.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一获取单元包括：第一确定子单元，用于通过下式确定光伏发电系统的第一无功电流参考值信号：式中，V meas 为机端电压测量值，V ref 为预先定义的机端电压参考值，I qcmd 为第一无功电流参考值信号，K vp 和K vi 分别表示电压控制模式下PI控制器的比例系数和微分系数，S为传递函数。 12.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第二获取单元包括：第二确定子单元，用于通过下式确定光伏发电系统的第二无功电流参考值信号：式中，T iq 为延时环节的延时时间常数，Q ref 为预先定义的无功功率参考值，V meas 为机端电压测量值，I' qcmd 为第二无功电流参考值信号，S为传递函数。 13.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第三获取单元包括：第三确定子单元，用于通过下式确定光伏发电系统的第三无功电流参考值信号：式中，I” qcmd 为第三无功电流参考值信号，K qp 和K qi 为无功电压协调控制模式下PI器的比例系数和微分系数；K vp 和K vi 为电压控制模式下PI控制器的比例系数和微分系数，Q meas 为机端无功功率测量值，Q cmd 为预先定义的无功功率参考值，V cmd 为电压参考值，V meas 为机端电压测量值，S为传递函数。 14.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制模块包括：处理单元，用于基于无功控制模式的类型，将所述无功控制模式下的光伏发电系统的机端测量值与参考值作为变流器的输入；将相应无功控制模式下的电流参考值信号作为变流器的控制参数；跟踪调节单元，用于在基于预先定义的限值范围内，通过比例谐振调节器调节变流器的控制参数，以改变变流器的输出。