本发明涉及电力能源网络，尤其涉及一种基于5g通信的新能源场站无功补偿方法。
背景技术：
1、随着新能源技术的大规模接入和用电需求的不断增长，传统的光纤通信专网已无法满足新能源电站日益增长的通信需求。与此同时，5g技术的快速发展，凭借其高速率、低时延、大连接等特性，正成为支撑能源转型的关键技术。5g不仅能以更低的成本和更快的建设周期提供近似光纤的通信性能，还提升了数据处理系统的响应能力。
2、在新能源领域，特别是光伏电站中，5g技术正得到广泛应用，目前市场主流的光伏逆变器已具备无功调节功能，可快速进行动态无功补偿，从而有效替代传统的svg设备。而5g技术的引入，则极大提高了光伏逆变器与子站、主站之间的通信效率，减少了信息传输的时延，为无功调度的快速响应提供了有力支持。无功调节主要通过控制电容器和电抗器等装置的接入和退出，来调整系统中的无功功率。当电压过高时，可以通过接入电抗器来消耗多余的无功电流；当电压过低时，则可以通过接入电容器来进行无功补偿。
3、新能源发电具有间歇性和波动性的特点，随着新能源电厂的光伏设备以及风能设备不断地增加，当新能源电厂内风能设备以及光伏设备大规模接入电网对电力系统的稳定性和可靠性提出了挑战，导致新能源的消纳能力和送出稳定性降低，为缓解高比例新能源电力系统过电压运行压力的问题，本发明提供一种基于5g通信的新能源场站无功补偿方法。
技术实现思路
1、针对现有技术不足，本发明提供一种基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，解决新能源电厂内风能设备以及光伏设备大规模接入电网对电力系统的稳定性和可靠性提出了挑战，导致新能源的消纳能力和送出稳定性降低，新能源电力系统过电压运行压力大的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
3、本发明提供一种基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，包括：
4、步骤s101，自动电压控制主机将指令数据发送给隔离装置，隔离装置对指令数据发送端进行身份认证，隔离装置在完成身份认证后，将指令数据传输安全接入区中；
5、步骤s102，安全接入区中控室侧边界防护的工业安全网关对接收到的数据进行安全解析过滤，并转发给新能源电厂控制装置然后通过5g进行数据传输；
6、步骤s103，5g通信管理机在安全接入区光伏逆变器侧边界接收数据，并将其转发给光伏子阵侧工业安全网关进行再次安全解析过滤，随后，指令通过隔离装置完成身份认证后传输到逆变器；
7、步骤s104，逆变器接收指令后，进行相应的操作调整，相应的操作调整包括调整无功输出；
8、步骤s105，逆变器反馈操作数据至自动电压控制主机，用于自动电压控制主机进行后续分析和决策。
9、进一步地，本发明提供的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，在步骤s101中，包括：
10、获取电力系统的实时运行状态数据；
11、自动电压控制主机根据电力系统的实时运行状态数据和预设的控制策略，生成无功补偿指令数据，无功补偿指令数据包括逆变器的目标无功输出值、调整时间参数；
12、自动电压控制主机将生成的指令数据以加密或特定格式的形式发送给隔离装置。
13、进一步地，本发明提供的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，在步骤s101中，还包括：
14、隔离装置接收到自动电压控制主机的指令数据后，首先对自动电压控制主机进行身份认证，身份认证过程包括验证自动电压控制主机的数字证书、密钥匹配、ip地址验证，以确保指令数据确实来自合法的自动电压控制主机，而非恶意攻击者，如果身份认证失败，隔离装置将拒绝接收指令数据，并记录相应的安全事件，若身份认证成功，隔离装置则进行指令数据的安全传输。
15、进一步地，本发明提供的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，在步骤s101中，还包括：
16、指令数据的安全传输，在完成身份认证后，隔离装置将指令数据从自动电压控制主机所在的网络区域安全地摆渡到安全接入区，当指令数据成功传输至安全接入区，隔离装置将记录传输成功的日志，并将传输结果反馈给自动电压控制主机或相关监控系统，以便进行后续的操作确认和状态监控。
17、进一步地，本发明提供的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，在步骤s102中，包括：
18、安全接入区中控室侧边界防护的工业安全网关接收来自隔离装置摆渡过来的指令数据，在接收到数据后，网关进行数据的完整性校验，检查数据包是否完整、有无损坏或篡改迹象，同时，网关还会验证数据的来源是否合法，确保数据确实来自已经过身份认证的隔离装置；
19、通过初步校验后，工业安全网关对指令数据进行安全解析，安全解析包括对数据的加密层进行解密，并对数据内容进行检查和分析，网关检查数据中是否包含恶意代码、病毒、非法指令或其他潜在的安全威胁，同时，网关还根据预设的安全规则和策略，对数据进行过滤处理，剔除不符合安全要求的部分。
20、进一步地，本发明提供的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，在步骤s102中，还包括：
21、经过安全解析和过滤后，工业安全网关将符合安全要求的指令数据转发给新能源电厂的控制装置(如本地upf或其他相关设备)，在转发过程中，网关再次对数据进行加密处理，以确保数据在传输过程中的安全性。同时，网关记录数据转发的时间、目的地址、数据大小关键信息，以便后续进行审计和追溯；
22、在数据转发给控制装置后，设置5g通信频段、调制方式、编码方式以及配置5g通信设备的参数设置，控制装置将指令数据发送给5g基站，由5g基站进行无线传输至光伏逆变器侧的5g通信管理机。
23、进一步地，本发明提供的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，在步骤s103中，包括：
24、在光伏逆变器侧边界，5g通信管理机通过5g无线网络接收来自控制装置(如本地upf或其他中间设备)的指令数据，5g通信管理机用于监听5g网络中的特定频段和信道，确保能够及时捕获并接收传输过来的指令数据。
25、进一步地，本发明提供的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，在步骤s103中，还包括：
26、在确认数据完整无误后，5g通信管理机将指令数据转发给光伏子阵侧的工业安全网关；这一步骤涉及有线或无线的数据传输方式，具体取决于现场的通信基础设施和设备配置。
27、光伏子阵侧的工业安全网关接收到数据后，网关检查指令数据是否符合逆变器的控制要求、是否存在潜在的安全威胁，并据此进行过滤和必要的调整。
28、经过安全解析过滤后，工业安全网关将指令数据发送给隔离装置进行身份认证，隔离装置会对数据的来源、格式、内容等进行检查，确保指令数据确实来自合法且授权的控制中心，并且符合安全传输的规范和要求。在完成身份认证后，隔离装置会将指令数据传输到逆变器所在的网络区域，以便逆变器能够接收并执行相应的控制指令。
29、进一步地，本发明提供的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，在步骤s104中，包括：
30、逆变器对其接收到的指令进行解析，确认指令的有效性、合法性以及是否针对本逆变器，解析过程中，逆变器会检查指令的格式、内容、校验码等信息，确保指令的完整性和正确性；
31、在确认指令无误后，逆变器会根据指令内容制定相应的无功输出调整策略，无功输出调整策略包括调整逆变器的输出电压、电流、相位参数，以改变其无功输出量。策略制定过程中，逆变器会考虑当前电力系统的运行状态、负荷情况、无功需求以及自身的运行状态和限制条件。
32、逆变器按照制定的调整策略执行调整操作，调整操作包括调整逆变器的控制算法、调整pwm波形的占空比或频率、调整输出滤波器的参数。通过调整操作，逆变器能够改变其输出电流中的无功分量，从而实现对电力系统无功补偿的支持；
33、在调整操作执行过程中及执行后，逆变器实时监测其无功输出情况以及电压、电流、功率因数，如果调整结果不符合预期或电力系统出现新的变化需求，逆变器进行相应的调整或发出警报，同时，逆变器还将调整后的操作数据以及系统状态信息反馈给自动电压控制主机或其他监控系统，以便进行后续的控制优化和故障排查。
34、进一步地，本发明提供的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，在步骤s105中，包括：
35、逆变器收集与其操作调整的数据，包括但不限于无功输出量、电压、电流、功率因数、调整前后的对比数据。这些数据将作为反馈信息的基础，用于评估逆变器对指令的响应情况和系统无功补偿的效果。
36、为确保数据在传输过程中的安全性和完整性，逆变器会将收集到的操作数据进行封装和加密处理。封装过程将数据按照预设的格式打包，以便自动电压控制主机能够正确解析；加密过程则使用加密算法对数据进行加密，防止数据在传输过程中被非法窃取或篡改。
37、逆变器通过之前建立的通信链路将封装并加密后的操作数据发送给自动电压控制主机，自动电压控制主机接收到逆变器反馈的操作数据后，进行数据的完整性和安全性校验，校验通过后，自动电压控制主机会对加密的数据进行解密处理，并按照预设的格式或协议对数据进行解析，以获取逆变器的实际操作情况和系统的无功补偿效果。
38、基于逆变器反馈的操作数据，自动电压控制主机会进行后续的分析和决策工作，分析和决策工作包括评估逆变器的响应速度、调整精度以及系统的无功补偿效果。
39、根据系统的实时运行状态和预测需求，对逆变器的控制策略进行优化和调整；以及识别存在的问题或风险，并制定相应的应对措施。通过这些分析和决策工作，自动电压控制主机能够确保电力系统的稳定运行和新能源的高效消纳。
40、本发明的有益效果：
41、提高通信效率与响应速度：通过引入5g通信技术，新能源场站内的光伏逆变器与主站之间的通信效率显著提升，减少了信息传输的时延。这使得无功调度的响应速度更快，有助于电力系统在实时状态下进行快速调整，维持电力系统的稳定性和可靠性。
42、降低建设与运营成本：本发明的技术方案能够有效替代传统的svg等无功补偿设备，节省了这些设备的购置和运维成本。同时，利用5g技术替代光纤等传统通信方式，也降低了新能源场站的建设成本和运营成本。
43、增强新能源消纳和送出能力：新能源发电具有间歇性和波动性，大规模接入电网会对电力系统的稳定性和可靠性提出挑战。本发明通过提供快速、灵活的无功支撑，增强了新能源的消纳和送出能力，有助于缓解高比例新能源电力系统过电压运行压力，提高新能源发电的利用率。
44、提升电力系统的安全性与稳定性：本发明在通信过程中采取了多重安全防护措施，包括身份认证、数据加密、安全解析过滤等，确保了指令数据的合法性和安全性。这有助于防止恶意攻击和数据篡改，提升了电力系统的整体安全性和稳定性。
45、支持后续的分析与决策：逆变器反馈的操作数据为自动电压控制主机提供了丰富的实时信息，用于后续的分析和决策工作。这有助于评估逆变器的响应速度、调整精度以及系统的无功补偿效果，并根据实际情况对控制策略进行优化和调整，进一步提升电力系统的运行效率和新能源的消纳能力。
46、综上所述，本发明的有益效果体现在提高通信效率与响应速度、降低建设与运营成本、增强新能源消纳和送出能力、提升电力系统的安全性与稳定性以及支持后续的分析与决策等方面。
1.一种基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，其特征在于，在步骤s101中，包括：
3.如权利要求2所述的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，其特征在于，在步骤s101中，还包括：
4.如权利要求3所述的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，其特征在于，在步骤s101中，还包括：
5.如权利要求1所述的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，其特征在于，在步骤s102中，包括：
6.如权利要求5所述的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，其特征在于，在步骤s102中，还包括：
7.如权利要求1所述的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，其特征在于，在步骤s103中，包括：
8.如权利要求7所述的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，其特征在于，在步骤s103中，还包括：
9.如权利要求1所述的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，其特征在于，在步骤s104中，包括：
10.如权利要求1所述的基于5g通信的新能源场站无功补偿方法，其特征在于，在步骤s105中，包括：
