專利名稱：一種具有智能電網(wǎng)特性的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本使用新型涉及可再生能源(光伏發(fā)電)和智能電網(wǎng)領(lǐng)域，按照國際專利目錄索引(IPC)屬于電學(xué)部(H部)，電力的發(fā)電、變電及配電分部(H02部)，交流和交流之間，交流和直流之間，或直流和直流之間以及用于電源或類似的電力系統(tǒng)的變換設(shè)備；直流或交流輸入功率轉(zhuǎn)變?yōu)槔擞抗β瘦敵?；以及它們的控制或調(diào)節(jié)(H02M)，具有任意地用不同種類電流向負(fù)載供電的變換裝置，具有交流輸出的；供電或配電的電路裝置或系統(tǒng)(H02J);電能存儲系統(tǒng)，具有自動轉(zhuǎn)換的技術(shù)領(lǐng)域。
二.
背景技術(shù)：
目前光伏發(fā)電領(lǐng)域，光伏發(fā)電逆變器組成的光伏發(fā)電系統(tǒng)(集中式和組串式)均不具備智能電網(wǎng)的要求，只能將光伏電池板的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，最大程度的輸送到交流電網(wǎng)，輸出的電能不具備可調(diào)節(jié)性，不能承受電網(wǎng)的瞬時沖擊，不具備雙向通信功能。用戶能并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)，受國家電網(wǎng)強(qiáng)制要求并網(wǎng)不上網(wǎng)，也只能通過在光伏直流輸入線路外接控制繼電裝置，當(dāng)有功率調(diào)節(jié)要求時強(qiáng)制切斷光伏直流輸入，不能實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)，對電網(wǎng)沖擊比較大，協(xié)調(diào)能力差。不具備電網(wǎng)無功補(bǔ)償功能。僅有的類似技術(shù)如西東控制集團(tuán)(沈陽)有限公司申報的，專利號為:2010020248285的名稱為一種逆功率預(yù)測使用新型專利，所采用的技術(shù)是通過自制的控制電路，高速采集市政電網(wǎng)支路交流信號、可再生能源陣列輸出功率和用戶子網(wǎng)消耗功率。經(jīng)兩個儀用放大器，兩個差動放大器和單片機(jī)進(jìn)行運算，得出功率因數(shù)，結(jié)合可再生能源陣列輸出功率和用戶子網(wǎng)的消耗功率，用模糊優(yōu)化算法評判當(dāng)前市政電網(wǎng)運行狀態(tài)，給出復(fù)雜控制信息，起到零逆功率控制保護(hù)功能。在可再生能源電力與市政電網(wǎng)電網(wǎng)共網(wǎng)應(yīng)用過程中，實現(xiàn)市政電網(wǎng)作為備電使可再生能源電力“即發(fā)即用”的目的。該專利技術(shù)能有效解決可再生能源逆功率問題，但不具備無功補(bǔ)償，堅強(qiáng)電網(wǎng)的要求。
三.發(fā)明內(nèi)容
一種具有智能電網(wǎng)特性的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括具有有功功率調(diào)節(jié)、無功功率調(diào)節(jié)、低電壓穿越的分布式光伏逆變器，數(shù)字信號輸出的雙向電能表，支持無級調(diào)節(jié)的編碼解碼器，以及控制上位機(jī)組成，其主要特征在于通過并網(wǎng)系統(tǒng)安裝具有雙向電能流動計量的電能表，檢測功率的流動方向及電壓、電流、頻率。雙向逆變器、雙向檢測檢測電能表、編碼解碼器通過RS485或者以太網(wǎng)線連接組成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。本使用新型的目的是具有完備智能電網(wǎng)特性的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可類無級調(diào)整逆功率保護(hù)功能，同時具有無功補(bǔ)償，無功功率參數(shù)曲線預(yù)置，及可抗電網(wǎng)電壓跌落的低電壓穿越的自動化控制系統(tǒng)。本實用新型集成了多家廠家設(shè)備，采用具有低電壓穿越功能和有功功率調(diào)節(jié)、無功功率調(diào)節(jié)的分布式逆變器作為核心設(shè)備，具有信號輸出的數(shù)字雙向計量的電能表，及自行設(shè)計制造的信號編碼解碼器，組成系統(tǒng)。[0005]與最接近的技術(shù)的相同特征是，都可以實現(xiàn)可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的逆功率保護(hù)要求，優(yōu)于最接近技術(shù)是，逆功率保護(hù)可以實現(xiàn)類無級調(diào)節(jié)，同時具有智能電網(wǎng)要求的堅強(qiáng)性，但電網(wǎng)電壓發(fā)生瞬間跌落時，具有故障穿越功能，不會脫網(wǎng)，保證微電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定，同時具有實時調(diào)節(jié)無功功率補(bǔ)償和參數(shù)預(yù)設(shè)置動態(tài)調(diào)節(jié)功能。主要技術(shù)特點 裝置可集中組屏也可就地分散安裝在高壓開關(guān)柜上，各間隔功能獨立，各裝置之間僅通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)，信息共享，這樣整個系統(tǒng)不僅靈活性很強(qiáng)，而且其可靠性也得到了很大提高，任一裝置故障僅影響一個局部元件。 裝置采用了高性能處理器和高分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器，每周波32點采樣，結(jié)合專用的測量CT，保證了遙測量的高精度。 保護(hù)功能完全不依賴通訊網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)癱瘓與否不影響保護(hù)正常運行。 裝置采用全密封設(shè)計，加上精心設(shè)計的抗干擾組件，使抗振能力，抗電磁干擾能力有很大提聞。 設(shè)計有軟硬件雙看門狗功能，使整個系統(tǒng)同時具有較高的測量精度和抗干擾能力。 友好的人機(jī)界面，裝置采用全漢化大屏幕液晶顯示，跳閘報告，告警報告，遙信，遙測，定值整定等都在液晶上有明確的漢字標(biāo)識，便于用戶使用和掌握。 通訊方式采用CAN 口即控制器區(qū)域網(wǎng)接口，其特點為:結(jié)構(gòu)簡單，只有兩根線與外部相連；傳輸速度最高可達(dá)IMbps ;傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)IOKM ;采用CRC檢驗并可提供相應(yīng)的錯誤處理能力；采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，使站內(nèi)通訊具有很高的效率和抗干擾能力。
四.
圖1是本實用新型提供的具有智能電網(wǎng)特性的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的通過無線連接方式與電力調(diào)度中心或者上位機(jī)控制單元連接的示意圖；圖2是本實用新型提供的具有智能電網(wǎng)特性的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的以太網(wǎng)絡(luò)連接方式與電力調(diào)度中心或者上位機(jī)控制單元連接的示意圖；圖3是本實用新型提供的具有智能電網(wǎng)特性的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖；圖4是本實用新型提供的具有智能電網(wǎng)特性的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器降額運行流程示意圖。
五.具體實施方式
功能描述逆功率監(jiān)控綜合裝置投入運行后，實時監(jiān)測配電變壓器低壓側(cè)的三相電流、電壓，判斷功率大小和方向，綜合裝置有以下功能可供選擇，可根據(jù)用戶的需要設(shè)置: 過電壓報警 低電壓報警 過負(fù)荷報警功能 逆功率[0024] 逆功率恢復(fù) 無功功率實時調(diào)節(jié) 無功功率自動動態(tài)補(bǔ)償測量和控制功能:.U、1、P、Q，cosO，F(xiàn)(需要有測量電流和電壓輸入)系統(tǒng)自動控制過程由公眾電網(wǎng)的配電變壓器和光伏供電系統(tǒng)同時向負(fù)荷端供電，光伏供電系統(tǒng)提供I個并網(wǎng)點，光伏逆變器的并網(wǎng)輸出由分布式光伏逆變器控制模塊控制(控制點②)。采用逆功率監(jiān)控裝置(以下簡稱防逆流裝置)對三相交流電網(wǎng)進(jìn)行實時監(jiān)測，根據(jù)供電回路的功率流向，對光伏并網(wǎng)發(fā)電進(jìn)行必要的控制。今檢測交流電網(wǎng)(AC380V，50Hz)供電回路三相電壓、電流(測量點①)，判斷功率流向和功率大小。正常運行時，光伏逆變器按100%功率輸出向負(fù)荷端供電，如果電網(wǎng)供電回路出現(xiàn)逆功率現(xiàn)象，防逆流裝置立即通過繼電器組驅(qū)動分布式光伏逆變器控制模塊，依次按60%功率-30%功率-0%功率控制光伏逆變器遞減輸出，直到逆功率現(xiàn)象消失。防逆流裝置控制繼電器模組每級斷開時間可以用時間定值設(shè)置，總累加時間為不大于600S。今逆功率恢復(fù)的控制:當(dāng)防逆流裝置檢測到逆功率，切斷部分光伏發(fā)電功率后，若測量點①逆功率消失，并且檢測到負(fù)荷功率(測量點①的正向功率)大于某一門檻值(可設(shè)定，單位W 二次功率值)時，經(jīng)過不大于300S延時(可設(shè)置)后，防逆流裝置通過繼電器組驅(qū)動分布式光 伏逆變器控制模塊(控制點②)合上100%功率輸出接點。今如整體斷電后，重新對負(fù)載送電，防逆流裝置通過繼電器組驅(qū)動Danfoss光伏逆變器控制模塊(控制點②)合上100%功率輸出接點。光伏并網(wǎng)發(fā)電。今若測量點①出現(xiàn)電壓過高、或者電壓過低、電流過高(通過設(shè)置參數(shù)整定)，則AS-6086/A逆功率監(jiān)控裝置在液晶顯示上發(fā)報警信息。注:控制點控制對象為4個繼電器輸出，在合上100%輸出接點時，同時斷開60%，30%，0%的繼電器輸出，同理，在合上60%輸出接點時，同時斷開100%，30%，0%的繼電器輸出，也就是說，同時只有一組繼電器輸出在合位，其它在斷開位置。邏輯控制(I)當(dāng)沒有發(fā)生任何逆功率情況時，100%功率輸出對應(yīng)的繼電器常閉，其余繼電器常開。(2)當(dāng)?shù)谝淮螜z測到逆功率時，斷開100%功率輸出對應(yīng)的繼電器，閉合60%功率輸出對應(yīng)繼電器。(3)當(dāng)逆功率仍然存在超過不大于300S延時(可設(shè)置)后，斷開60%功率輸出對應(yīng)繼電器，閉合30%功率輸出繼電器。(4)當(dāng)逆功率仍然存在超過不大于300S延時(可設(shè)置)后，斷開30%功率輸出對應(yīng)繼電器，閉合O %功率輸出繼電器。(5)在任何情況下(包括重新對負(fù)載送電過程中，瞬時動作進(jìn)入(I)狀態(tài))，當(dāng)正向功率超過一定的閥值不大于300S延時(可設(shè)置)后，系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，回到(I)狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種具有智能電網(wǎng)特性的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括具有有功功率調(diào)節(jié)、無功功率調(diào)節(jié)、低電壓穿越的分布式光伏逆變器，數(shù)字信號輸出的雙向電能表，支持無級調(diào)節(jié)的編碼解碼器，以及控制上位機(jī)組成，其主要特征在于通過并網(wǎng)系統(tǒng)安裝具有雙向電能流動計量的電能表，檢測功率的流動方向及電壓、電流、頻率，雙向逆變器、雙向檢測檢測電能表、編碼解碼器通過 RS485或者以太網(wǎng)線連接組成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型的目的是一種具有智能電網(wǎng)特性的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，具有無級調(diào)整逆功率保護(hù)功能，無功補(bǔ)償，無功功率參數(shù)曲線預(yù)置，及低電壓穿越的自動化控制系統(tǒng)。集成了多家廠家設(shè)備，采用具有低電壓穿越功能和有功功率、無功功率調(diào)節(jié)的分布式逆變器，具有信號輸出的雙向計量的電能表，及自行設(shè)計的信號編碼解碼器。與最接近的技術(shù)的相同特征是，都可以實現(xiàn)可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的逆功率保護(hù)要求，優(yōu)于最接近技術(shù)是，逆功率保護(hù)可以實現(xiàn)類無級調(diào)節(jié)，并具有智能電網(wǎng)要求的堅強(qiáng)性，且電網(wǎng)電壓瞬間跌落時，具有故障穿越功能，不會脫網(wǎng)，保證微電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定，同時具有實時調(diào)節(jié)無功功率補(bǔ)償和參數(shù)預(yù)設(shè)置動態(tài)調(diào)節(jié)功能。
文檔編號H02J3/46GK203135468SQ201220321448
公開日2013年8月14日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
發(fā)明者鈕廣宇, 朱春曉, 其他發(fā)明人請求不公開姓名 申請人:上海碩山新能源科技有限公司