并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)及其遙控方法
【專利摘要】并網(wǎng)光伏發(fā)電站的無(wú)功遙調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)及其遙控方法，涉及太陽(yáng)能發(fā)電輸送控制【技術(shù)領(lǐng)域】，其特征在于：包括逆變器、通訊管理機(jī)、終端盒、樞紐終端盒、管理機(jī)和后臺(tái)；通過(guò)逆變器與光伏發(fā)電單元連接，將直流電轉(zhuǎn)化成交流電并通過(guò)變壓器輸送到母線；并通過(guò)終端盒和樞紐終端盒傳送給管理機(jī)后在后臺(tái)顯示；檢測(cè)母線并網(wǎng)點(diǎn)的實(shí)時(shí)無(wú)功值Qs；判斷是否對(duì)逆變器所發(fā)的無(wú)功值進(jìn)行調(diào)節(jié)，以補(bǔ)充母線的無(wú)功值。實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)光伏發(fā)電站基于逆變器調(diào)相控制的無(wú)功遙調(diào)運(yùn)行技術(shù)，確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低了造價(jià)昂貴的光伏發(fā)電站的一次性投資，減少了電站的運(yùn)行損耗。
【專利說(shuō)明】并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)及其遙控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能發(fā)電輸送控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)及其遙控方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]太陽(yáng)能光伏發(fā)電對(duì)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、推動(dòng)節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。國(guó)家電網(wǎng)公司認(rèn)真貫徹落實(shí)國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略，積極支持光伏發(fā)電加快發(fā)展，截止2012年底國(guó)內(nèi)光伏裝機(jī)容量已達(dá)5GW。但目前技術(shù)水平，光伏發(fā)電站的有功功率和無(wú)功功率均不具有良好的調(diào)整能力，IOMWp以上的大中型光伏電站并網(wǎng)發(fā)電給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度帶來(lái)了很大的困擾和全新的挑戰(zhàn)，光伏發(fā)電隨季節(jié)和時(shí)間的變化給電網(wǎng)電能質(zhì)量的控制提出了新的課題。實(shí)時(shí)、精確的光伏發(fā)電站功率因數(shù)控制、無(wú)功調(diào)相運(yùn)行也是現(xiàn)代光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的瓶頸之一。
[0003]目前國(guó)內(nèi)大功率并網(wǎng)光伏電站運(yùn)行時(shí)間未有超過(guò)5年，運(yùn)行管理積累經(jīng)驗(yàn)不多。光伏和風(fēng)電普遍被視為劣質(zhì)電源一不可靠:受天氣影響大；不可調(diào)，具有反負(fù)荷特性。此類電源在電網(wǎng)中占的比例過(guò)大，電網(wǎng)將不得不保留較大的旋轉(zhuǎn)備用容量，影響電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，此類問(wèn)題國(guó)外亦未見(jiàn)有成功解決的報(bào)道。將劣質(zhì)電源通過(guò)技術(shù)進(jìn)步逐步改造為電網(wǎng)友好型的優(yōu)質(zhì)電源是我們電業(yè)人的追求理想和努力方向。
[0004]在國(guó)內(nèi)外，隨著電力電子技術(shù)和工業(yè)控制技術(shù)的的發(fā)展，逆變器的調(diào)制方式和控制策略也有了很大的提升。通過(guò)遠(yuǎn)方遙調(diào)的控制器將可以快速響應(yīng)的調(diào)節(jié)逆變器功率因數(shù)或無(wú)功出力，實(shí)現(xiàn)大功率電力電子裝置的四象限運(yùn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好的電網(wǎng)電能質(zhì)量的控制。目前國(guó)內(nèi)主要電力自動(dòng)化裝置廠家對(duì)光伏發(fā)電站的無(wú)功功率控制主要針對(duì)的對(duì)象是無(wú)功補(bǔ)償裝置(SVC或SVG)。無(wú)功補(bǔ)償裝置的價(jià)格較昂貴，動(dòng)輒上百萬(wàn)元，大大增加了光伏發(fā)電站的投資成本，占有更多的社會(huì)資源，且運(yùn)行損耗較大，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益較低。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種無(wú)需配置無(wú)功補(bǔ)償裝置就能補(bǔ)償光伏發(fā)電站在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的無(wú)功損耗，并維持電網(wǎng)平衡的并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)及其控制方法。
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)，其特征在于:包括逆變器、通訊管理機(jī)、終端盒、樞紐終端盒、管理機(jī)和后臺(tái)；所述的逆變器的輸出端與通訊管理機(jī)連接，所述的通訊管理機(jī)與終端盒連接，所述的終端盒與樞紐終端盒連接，樞紐終端盒的輸出端與管理機(jī)連接，管理機(jī)與后臺(tái)連接。
[0008]所述的樞紐終端盒與I個(gè)以上的終端盒進(jìn)行連接，每一個(gè)終端盒分別與一個(gè)通訊管理機(jī)進(jìn)行連接。
[0009]所述的樞紐終端盒與管理機(jī)之間還連接有B光纖收發(fā)器，B光纖收發(fā)器再通過(guò)第二樞紐終端盒與管理機(jī)進(jìn)行連接。
[0010]所述的終端盒與通訊管理機(jī)之間，以及樞紐終端盒與B收發(fā)器之間通過(guò)A光纖收發(fā)器進(jìn)行連接。
[0011 ] 所述的A光纖收發(fā)器連接時(shí)連接一個(gè)光口，一個(gè)網(wǎng)口，光口皆有兩個(gè)尾纖。
[0012]所述的B光纖收發(fā)器連接時(shí)連接一個(gè)光口，一個(gè)以上的網(wǎng)口，每個(gè)光口接兩根尾纖。
[0013]所述的并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)的遙控方法，其特征在于:包括下列步驟:
[0014](I)、通過(guò)逆變器與光伏發(fā)電單元連接，將直流電轉(zhuǎn)化成交流電并通過(guò)變壓器輸送到母線；
[0015](2)、所述的通訊管理機(jī)通過(guò)規(guī)約轉(zhuǎn)換，將逆變器所發(fā)的信號(hào)通過(guò)通訊管理機(jī)將逆變器規(guī)約轉(zhuǎn)換成后臺(tái)可以識(shí)別的規(guī)約，并通過(guò)終端盒和樞紐終端盒傳送給管理機(jī)后在后臺(tái)顯示;
[0016](3)、后臺(tái)檢測(cè)母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的實(shí)時(shí)無(wú)功Qs、實(shí)時(shí)功率因數(shù)COScj5和實(shí)時(shí)電壓Us ； [0017](4)、后臺(tái)通過(guò)母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的實(shí)時(shí)無(wú)功Qs、實(shí)時(shí)功率因數(shù)COScts或者實(shí)時(shí)電壓Us來(lái)判斷是否對(duì)逆變器所發(fā)的無(wú)功值進(jìn)行調(diào)節(jié)，以補(bǔ)充母線的無(wú)功。
[0018]所述的步驟(4)中設(shè)置母線并網(wǎng)點(diǎn)光伏電站的目標(biāo)恒無(wú)功為Qh、目標(biāo)恒功率因數(shù)為COS Φh或者目標(biāo)恒電壓為Uh,當(dāng)Qs與QhXOS Φ s與COS Φh或者Us與Uh不相同時(shí)，則后臺(tái)給逆變器且僅給逆變器自動(dòng)下達(dá)指令讓逆變器發(fā)出感性或者容性的無(wú)功，使得當(dāng)Qs與Qh、COS Φ s與COS (K或者Us與Uh相同，如果Qs與Qh、COS Φ s與COS (^h或者Us與Uh相同則返回步驟(3)。
[0019]所述的當(dāng)設(shè)置母線并網(wǎng)點(diǎn)光伏電站的目標(biāo)恒無(wú)功為Qh或目標(biāo)恒電壓為Uh時(shí)，后臺(tái)控制逆變器在夜間發(fā)出純無(wú)功。實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電站靈活自如地調(diào)整無(wú)功功率以及夜間的純無(wú)功(感性或容性)調(diào)整。通過(guò)逆變器向電力系統(tǒng)發(fā)出容性或感性無(wú)功，改善電能質(zhì)量，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，當(dāng)夜間大多數(shù)用電設(shè)施停用的情況下，可能導(dǎo)致輸電系統(tǒng)的末端電壓過(guò)高，因此夜間通過(guò)逆變器發(fā)出感性的無(wú)功可以有效降低電壓，保證輸電系統(tǒng)的安全性。
[0020]所述的步驟(3)中后臺(tái)檢測(cè)母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的實(shí)時(shí)有功Ps，并設(shè)置母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的目標(biāo)恒有功為ph，當(dāng)Ps與Ph不相同時(shí)，則后臺(tái)給逆變器且僅給逆變器自動(dòng)下達(dá)指令讓逆變器發(fā)出AP=Ph-Ps大小的有功。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)電控制的作用。
[0021]本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)恒無(wú)功運(yùn)行，恒功率因數(shù)運(yùn)行和恒電壓運(yùn)行，能夠大大提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性，確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定，從而提高了輸電的質(zhì)量。
[0022]恒定功率因數(shù)控制:逆變器中直流電壓給定和反饋差經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器得到電流給定，并根據(jù)控制主站遠(yuǎn)方或就地設(shè)定的功率因數(shù)分別計(jì)算出有功電流給定與無(wú)功電流給定，且與實(shí)際檢測(cè)到的有功電流和無(wú)功電流做閉環(huán)控制，求得有功電流和無(wú)功電流，相加得到電流給定，再經(jīng)過(guò)電流調(diào)解器閉環(huán)控制逆變器發(fā)波。
[0023]恒定無(wú)功功率控制:逆變器中直流電壓給定和反饋差經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器得到有功電流給定，遠(yuǎn)方設(shè)定的無(wú)功功率與實(shí)際反饋的無(wú)功功率做閉環(huán)控制，得到無(wú)功電流，并與有功電流經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器的值相加，得到電流給定，再經(jīng)過(guò)電流調(diào)解器閉環(huán)控制逆變器發(fā)波。[0024]恒電壓控制:逆變器電網(wǎng)電壓控制按遠(yuǎn)方設(shè)定的電網(wǎng)電壓，與實(shí)際反饋的電網(wǎng)電壓差值做閉環(huán)控制，得到無(wú)功功率給定，并與實(shí)際反饋的無(wú)功功率做閉環(huán)控制，得到無(wú)功電流給定，與直流電壓給定和反饋差經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器得到有功電流輸出相加，得到電流給定，再經(jīng)過(guò)電流調(diào)解器閉環(huán)控制逆變器發(fā)波。
[0025]光伏發(fā)電站的無(wú)功容量應(yīng)按照分(電壓)層和分(電)區(qū)基本平衡的原則進(jìn)行配置，并滿足檢修備用要求。通過(guò)IOkV~35kV電壓等級(jí)并網(wǎng)的光伏發(fā)電站功率因數(shù)應(yīng)能在超前0.98~滯后0.98范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，有特殊要求時(shí)，可做適當(dāng)調(diào)整以穩(wěn)定電壓水平。
[0026]對(duì)于通過(guò)110 (66)kV及以上電壓等級(jí)并網(wǎng)的光伏發(fā)電站，無(wú)功容量應(yīng)滿足下列要求:容性無(wú)功容量能夠補(bǔ)償光伏發(fā)電站滿發(fā)時(shí)站內(nèi)匯集線路、主變壓器的感性無(wú)功及光伏發(fā)電站送出線路的一半感性無(wú)功功率之和。感性無(wú)功容量能夠補(bǔ)償光伏發(fā)電站自身的容性充電無(wú)功功率及光伏發(fā)電站送出線路的一半充電無(wú)功功率之和。
[0027]對(duì)于通過(guò)220kV (或330kV)光伏發(fā)電匯集系統(tǒng)升壓至500kV (或750kV)電壓等級(jí)接入電網(wǎng)的光伏發(fā)電站群中的光伏發(fā)電站，無(wú)功容量宜滿足下列要求:容性無(wú)功容量能夠補(bǔ)償光伏發(fā)電站滿發(fā)時(shí)匯集線路、主變壓器的感性無(wú)功及光伏發(fā)電站送出線路的全部感性無(wú)功之和，感性無(wú)功容量能夠補(bǔ)償光伏發(fā)電站自身的容性充電無(wú)功功率及光伏發(fā)電站送出線路的全部充電無(wú)功功率之和。
[0028]仔細(xì)分析光伏發(fā)電站內(nèi)逆變后的交流高壓電路(10KV — 35KV電纜、升壓變壓器、主變壓器)。
[0029]光伏發(fā)電站容性無(wú)功容量需要補(bǔ)償?shù)淖畲蟾行詿o(wú)功這是變壓器的感性無(wú)功at，按標(biāo)幺值的概念亦即表征變壓器電抗Xt大小的短路阻抗Uk9^^大小。而常規(guī)變壓器的Uk%約為10%左右，2級(jí)升壓(110/35，35/0.4KV)也不過(guò)20%左右。
[0030]這里需要說(shuō)明的是光伏發(fā)電站采用用于限制短路電流的高阻抗變壓器的可能性極小，這是由于光伏發(fā)電站的電流源特性決定的，我們知道光伏發(fā)電站提供的最大短路電流不超過(guò)其額定電流的1.2 — 1.5倍。
[0031]目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)滿足國(guó)標(biāo)GB/T —19964-2012的逆變器，其功率因數(shù)可在土 0.95間可調(diào)，即發(fā)出的無(wú)功功率在土 0.31P.U間，而有些逆變器的功率因數(shù)甚至可在土 0.9間可調(diào)，即發(fā)出的無(wú)功功率在土 0.44P.U間可調(diào)。顯然均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于需要補(bǔ)償?shù)淖畲蟾行詿o(wú)功啟(變壓器的感性無(wú)功& t，約0.2P.U)。
[0032]以上分析可見(jiàn):充分利用逆變器的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，光伏發(fā)電站無(wú)須額外配置無(wú)功補(bǔ)償裝置SVC或SVG。
[0033]并網(wǎng)光伏電站的主要環(huán)節(jié)是直流轉(zhuǎn)換成交流的逆變器部分，其關(guān)鍵主電路是PWM(脈寬調(diào)制)電路。其控制策略需保證有功功率的DC/AC轉(zhuǎn)換、保證光伏電站具有低電壓穿越能力的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率(容性或感性)的大幅度調(diào)整，亦即輸出電流和電壓間相位超前或滯后的從容調(diào)整(四象限運(yùn)行)。
[0034]項(xiàng)目研究的關(guān)鍵:
[0035]滿足上述要求的PWM電路中大功率電力電子器件的經(jīng)濟(jì)容量的選取；
[0036]滿足上述要求的PWM電路控制軟件的編制；
[0037]與光伏發(fā)電站的自動(dòng)化裝置的協(xié)調(diào)控制；
[0038]實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率大幅調(diào)整的光伏電站對(duì)優(yōu)化所在電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性或小干擾穩(wěn)定性的影響計(jì)算機(jī)仿真分析；
[0039]與SCADA或EMS系統(tǒng)的遠(yuǎn)方母線電壓或功率因數(shù)定值改變的聯(lián)調(diào)(或AVC、AGC的聯(lián)調(diào))一實(shí)際效果的驗(yàn)證。
[0040]本發(fā)明依托通訊管理機(jī)進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，采集逆變器等數(shù)據(jù)，通過(guò)光纖自愈光環(huán)網(wǎng)，連接到主站監(jiān)控，完成對(duì)廠站內(nèi)各開(kāi)關(guān)設(shè)備的分、合閘遠(yuǎn)方控制或裝置的參數(shù)整定，實(shí)現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能。
[0041]為確保試驗(yàn)不影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行，保證并網(wǎng)點(diǎn)的電壓合格率，試驗(yàn)前我們進(jìn)行了光伏發(fā)電站無(wú)功大幅變動(dòng)對(duì)周邊電網(wǎng)潮流、電壓的影響計(jì)算分析。光伏發(fā)電站(30MWp容量)將逆變器(陽(yáng)光電源和南京冠亞各30臺(tái))的功率因數(shù)由I調(diào)至0.98，效果見(jiàn)下:調(diào)節(jié)前光伏發(fā)電站最大有功出力26麗，而此時(shí)站內(nèi)的無(wú)功損耗最大，需從電網(wǎng)吸入3100KVar的無(wú)功；調(diào)解后光伏發(fā)電站無(wú)功由系統(tǒng)流入3100KVar的無(wú)功，轉(zhuǎn)為向系統(tǒng)送出1279.7KVar。由此可見(jiàn)充分利用逆變器的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，光伏發(fā)電站無(wú)須額外配置無(wú)功補(bǔ)償裝置SVC或SVG。
[0042]本發(fā)明的有益效果是:實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)光伏發(fā)電站基于逆變器調(diào)相控制的無(wú)功遙調(diào)運(yùn)行技術(shù)，確保并網(wǎng)點(diǎn)母線電壓或功率因數(shù)在理想范圍內(nèi)，保證電能質(zhì)量，降低網(wǎng)損。充足的無(wú)功儲(chǔ)備容量和強(qiáng)有力的電壓支撐以及快速同步響應(yīng)速度，可大幅度提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性，確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低了造價(jià)昂貴的光伏發(fā)電站的一次性投資，減少了電站的運(yùn)行損耗。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0043]圖1為實(shí)施例一系統(tǒng)圖。
[0044]圖2為實(shí)施例二系統(tǒng)圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0045]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0046]具體實(shí)施例一:
[0047]如圖1所示，并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)，其包括逆變器、通訊管理機(jī)、終端盒、樞紐終端盒、管理機(jī)和后臺(tái)；逆變器的輸出端與通訊管理機(jī)連接，通訊管理機(jī)與終端盒連接，終端盒與樞紐終端盒連接，樞紐終端盒的輸出端與管理機(jī)連接，管理機(jī)與后臺(tái)連接。
[0048]一種并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)的遙控方法，包括下列步驟:
[0049](I)、通過(guò)逆變器與光伏發(fā)電單元連接，將直流電轉(zhuǎn)化成交流電并通過(guò)變壓器輸送到母線；
[0050](2)、所述的通訊管理機(jī)通過(guò)規(guī)約轉(zhuǎn)換，將逆變器所發(fā)的信號(hào)通過(guò)通訊管理機(jī)將逆變器規(guī)約轉(zhuǎn)換成后臺(tái)可以識(shí)別的規(guī)約，并通過(guò)終端盒和樞紐終端盒傳送給管理機(jī)后在后臺(tái)顯示;
[0051](3)、后臺(tái)檢測(cè)母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的實(shí)時(shí)無(wú)功Qs、實(shí)時(shí)功率因數(shù)COScj5和實(shí)時(shí)電壓Us ；
[0052](4)、后臺(tái)通過(guò)母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的實(shí)時(shí)無(wú)功Qs、實(shí)時(shí)功率因數(shù)COScts或者實(shí)時(shí)電壓Us來(lái)判斷是否對(duì)逆變器所發(fā)的無(wú)功值進(jìn)行調(diào)節(jié)，以補(bǔ)充母線的無(wú)功值。
[0053]步驟(4)中設(shè)置母線并網(wǎng)點(diǎn)光伏電站的目標(biāo)恒無(wú)功為Qh、目標(biāo)恒功率因數(shù)為COS Φh或者目標(biāo)恒電壓為Uh,當(dāng)Qs與Qh、COS Φ s與COS Φh或者Us與Uh不相同時(shí)，則后臺(tái)給逆變器且僅給逆變器自動(dòng)下達(dá)指令讓逆變器發(fā)出感性或者容性的無(wú)功，使得當(dāng)Qs與Qh、COS Φ s與COS (K或者Us與Uh相同，如果Qs與Qh、COS Φ s與COS (^h或者Us與Uh相同則返回步驟(3)。
[0054]當(dāng)設(shè)置母線并網(wǎng)點(diǎn)光伏電站的目標(biāo)恒無(wú)功為Qh或目標(biāo)恒電壓為Uh時(shí)，后臺(tái)控制逆變器在夜間發(fā)出純無(wú)功。
[0055]步驟(3)中后臺(tái)檢測(cè)母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的實(shí)時(shí)有功Ps，并設(shè)置母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的目標(biāo)恒有功為ph，當(dāng)Ps與Ph不相同時(shí)，則后臺(tái)給逆變器且僅給逆變器自動(dòng)下達(dá)指令讓逆變器發(fā)出AP=Ph-Ps大小的有功。
[0056]具體實(shí)施例二:
[0057]如圖2所示，并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)，包括逆變器、通訊管理機(jī)、終端盒、樞紐終端盒、管理機(jī)和后臺(tái)；逆變器的輸出端與通訊管理機(jī)連接，通訊管理機(jī)與終端盒連接，終端盒與樞紐終端盒連接，樞紐終端盒的輸出端與管理機(jī)連接，管理機(jī)與后臺(tái)連接。通訊管理機(jī)與2個(gè)逆變器進(jìn)行連接，樞紐終端盒與5個(gè)終端盒進(jìn)行連接，每一個(gè)終端盒分別與一個(gè)通訊管理機(jī)進(jìn)行連接。樞紐終端盒與管理機(jī)之間還連接有B光纖收發(fā)器，B光纖收發(fā)器再通過(guò)第二樞紐終端盒與管理機(jī)進(jìn)行連接。終端盒與通許管理機(jī)之間，以及樞紐終端盒與B收發(fā)器之間通過(guò)A光纖收發(fā)器進(jìn)行連接。A光纖收發(fā)器連接時(shí)連接一個(gè)光口，一個(gè)網(wǎng)口，光口皆有兩個(gè)尾纖。B光纖收發(fā)器連接時(shí)連接一個(gè)光口，一個(gè)以上的網(wǎng)口，每個(gè)光口接兩根尾纖。通訊管理機(jī)的串口 上連接有一個(gè)箱變。我們將包括逆變器、通訊管理機(jī)以及A光纖收發(fā)器連接在一塊的一條支路設(shè)為模塊1，將模塊1、終端盒、樞紐終端盒、A光纖收發(fā)器、B光纖收發(fā)器和第二樞紐終端盒連接在一起的更大的支路設(shè)為模塊2，管理機(jī)上還接有其它四個(gè)模塊2。
[0058]一種并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)的遙控方法，包括下列步驟:
[0059](I)、通過(guò)逆變器與光伏發(fā)電單元連接，將直流電轉(zhuǎn)化成交流電并通過(guò)變壓器輸送到母線；
[0060](2)、所述的通訊管理機(jī)通過(guò)規(guī)約轉(zhuǎn)換，將逆變器所發(fā)的信號(hào)通過(guò)通訊管理機(jī)將逆變器規(guī)約轉(zhuǎn)換成后臺(tái)可以識(shí)別的規(guī)約，并通過(guò)終端盒和樞紐終端盒傳送給管理機(jī)后在后臺(tái)顯示;
[0061](3)、后臺(tái)檢測(cè)母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的實(shí)時(shí)無(wú)功Qs、實(shí)時(shí)功率因數(shù)COScj5和實(shí)時(shí)電壓Us ；
[0062](4)、后臺(tái)通過(guò)母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的實(shí)時(shí)無(wú)功Qs、實(shí)時(shí)功率因數(shù)COScts或者實(shí)時(shí)電壓Us來(lái)判斷是否對(duì)逆變器所發(fā)的無(wú)功值進(jìn)行調(diào)節(jié)，以補(bǔ)充母線的無(wú)功。
[0063]步驟(4)中設(shè)置母線并網(wǎng)點(diǎn)光伏電站的目標(biāo)恒無(wú)功為Qh、目標(biāo)恒功率因數(shù)為COS Φh或者目標(biāo)恒電壓為Uh,當(dāng)Qs與Qh、COS Φ s與COS Φh或者Us與Uh不相同時(shí)，則后臺(tái)給逆變器且僅給逆變器自動(dòng)下達(dá)指令讓逆變器發(fā)出感性或者容性的無(wú)功，使得當(dāng)Qs與Qh、COS Φ s與COS (K或者Us與Uh相同，如果Qs與Qh、COS Φ s與COS (^h或者Us與Uh相同則返回步驟(3)。[0064]當(dāng)設(shè)置母線并網(wǎng)點(diǎn)光伏電站的目標(biāo)恒無(wú)功為Qh或目標(biāo)恒電壓為Uh時(shí)，后臺(tái)控制逆變器在夜間發(fā)出純無(wú)功。
[0065]步驟(3)中后臺(tái)檢測(cè)母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的實(shí)時(shí)有功Ps，并設(shè)置母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的目標(biāo)恒有功為ph，當(dāng)Ps與Ph不相同時(shí)，則后臺(tái)給逆變器且僅給逆變器自動(dòng)下達(dá)指令讓逆變器發(fā)出AP=Ph-Ps大小的有功
[0066]對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行試驗(yàn)性驗(yàn)證:
[0067]第一步將逆變器的功率因素從I調(diào)節(jié)只0.9，步進(jìn)0.01，溶性無(wú)功會(huì)逐漸增大。
[0068]第二步將逆變器的功率因素從I調(diào)節(jié)只-0.9，步進(jìn)0.01，感性無(wú)功會(huì)逐漸增大。
[0069]當(dāng)光伏發(fā)電站的逆變器功率因素調(diào)節(jié)至+0.98時(shí)，整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)則不用再吸收系統(tǒng)無(wú)功。
[0070]主站監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)所有逆變器同時(shí)遙調(diào)控制，并能快速響應(yīng)。該界面上設(shè)有功率因數(shù)調(diào)節(jié)、無(wú)功功率調(diào)節(jié)、功率開(kāi)關(guān)、功率設(shè)定等按鈕。能夠通過(guò)按鈕修改參數(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。每一臺(tái)通訊正常的逆變器都可以接受主站指令，做出功率因數(shù)的調(diào)整。
[0071]在夜間純無(wú)功運(yùn)行測(cè)試中，光伏逆變器可實(shí)現(xiàn)夜間感性和容性純無(wú)功運(yùn)行，單臺(tái)500Kw無(wú)功輸出功率最大可達(dá)正負(fù)lOOKvar，無(wú)功在IOOKVar~-1OOKVar的范圍可調(diào)。
[0072]功率因數(shù)調(diào)節(jié)從1-0.90，發(fā)容性無(wú)功會(huì)逐漸增大，功率因數(shù)調(diào)節(jié)從1-0.90，發(fā)感性無(wú)功會(huì)逐漸增大，滿足國(guó)標(biāo)GB/T —19964-2012。足夠補(bǔ)充無(wú)功，不需額外配置無(wú)功補(bǔ)償
>j-U ρ?α
`裝直。
[0073]下表為試驗(yàn)當(dāng)天調(diào)整功率因數(shù)和試驗(yàn)前一天功率因數(shù)未作調(diào)整的對(duì)比表:
[0074]
時(shí)間I參數(shù)I當(dāng)前值KVar 最大值KVar最小值KVar平均值KVar
______
前天無(wú)功 -835.52 928.35 905.14 -15.53 3天.Α:功 4061.54 4084.75 -440.97 225.52
[0075]實(shí)
[0076]施例充分驗(yàn)證了:
[0077]采用滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求逆變器的并網(wǎng)光伏發(fā)電站無(wú)須額外配置無(wú)功補(bǔ)償裝置。并網(wǎng)光伏發(fā)電站基于逆變器調(diào)相控制的無(wú)功遙調(diào)運(yùn)行技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電站靈活自如地調(diào)整無(wú)功功率以及夜間的純無(wú)功(感性或容性)調(diào)整。并網(wǎng)光伏發(fā)電站基于逆變器調(diào)相控制的無(wú)功遙調(diào)運(yùn)行技術(shù)成功運(yùn)用于正在運(yùn)行的光伏發(fā)電站，有利于電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。降低了造價(jià)昂貴的光伏發(fā)電站的一次性投資，減少了電站的運(yùn)行損耗。該項(xiàng)技術(shù)的推廣具有極大的社會(huì)效益和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
[0078]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)，其特征在于:包括逆變器、通訊管理機(jī)、終端盒、樞紐終端盒、管理機(jī)和后臺(tái)；所述的逆變器的輸出端與通訊管理機(jī)連接，所述的通訊管理機(jī)與終端盒連接，所述的終端盒與樞紐終端盒連接，樞紐終端盒的輸出端與管理機(jī)連接，管理機(jī)與后臺(tái)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的樞紐終端盒與I個(gè)以上的終端盒進(jìn)行連接，每一個(gè)終端盒分別與一個(gè)通訊管理機(jī)進(jìn)行連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的任意并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的樞紐終端盒與管理機(jī)之間還連接有B光纖收發(fā)器，B光纖收發(fā)器再通過(guò)第二樞紐終端盒與管理機(jī)進(jìn)行連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的終端盒與通訊管理機(jī)之間，以及樞紐終端盒與B收發(fā)器之間通過(guò)A光纖收發(fā)器進(jìn)行連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的A光纖收發(fā)器連接時(shí)連接一個(gè)光口，一個(gè)網(wǎng)口，光口皆有兩個(gè)尾纖。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的B光纖收發(fā)器連接時(shí)連接一個(gè)光口，一個(gè)以上的網(wǎng)口，每個(gè)光口接兩根尾纖。
7.—種如權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)的遙控方法，其特征在于:包括下列步驟: (1)、通過(guò)逆變器與光伏發(fā)電單元連接，將直流電轉(zhuǎn)化成交流電并通過(guò)變壓器輸送到母線.(2)、所述的通訊管理機(jī)通過(guò)規(guī)約轉(zhuǎn)換，將逆變器所發(fā)的信號(hào)通過(guò)通訊管理機(jī)將逆變器規(guī)約轉(zhuǎn)換成后臺(tái)可以識(shí)別的規(guī)約，并通過(guò)終端盒和樞紐終端盒傳送給管理機(jī)后在后臺(tái)顯示； (3)、后臺(tái)檢測(cè)母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的實(shí)時(shí)無(wú)功Qs、實(shí)時(shí)功率因數(shù)COScts和實(shí)時(shí)電壓Us; (4)、后臺(tái)通過(guò)母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的實(shí)時(shí)無(wú)功Qs、實(shí)時(shí)功率因數(shù)COScts或者實(shí)時(shí)電壓Us來(lái)判斷是否對(duì)逆變器所發(fā)的無(wú)功值進(jìn)行調(diào)節(jié)，以補(bǔ)充母線的無(wú)功。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)的遙控方法，其特征在于:所述的步驟(4)中設(shè)置母線并網(wǎng)點(diǎn)光伏電站的目標(biāo)恒無(wú)功為Qh、目標(biāo)恒功率因數(shù)為COScK或者目標(biāo)恒電壓為Uh，當(dāng)Qs與Qh、C0S Φ s與COS Φh或者Us與Uh不相同時(shí)，則后臺(tái)給逆變器且僅給逆變器自動(dòng)下達(dá)指令讓逆變器發(fā)出感性或者容性的無(wú)功，使得當(dāng)Qs與Qh、COScts與COScK或者Us與Uh相同，如果Qs與QhXOScts與COS (K或者Us與Uh相同則返回步驟(3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)的遙控方法，其特征在于:所述的當(dāng)設(shè)置母線并網(wǎng)點(diǎn)光伏電站的目標(biāo)恒無(wú)功為Qh或目標(biāo)恒電壓為Uh時(shí)，后臺(tái)控制逆變器在夜間發(fā)出純無(wú)功。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的并網(wǎng)光伏發(fā)電站的功率控制系統(tǒng)的遙控方法，其特征在于:所述的步驟(3)中后臺(tái)檢測(cè)母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的實(shí)時(shí)有功Ps，并設(shè)置母線并網(wǎng)點(diǎn)的光伏電站的目標(biāo)恒有功為Ph，當(dāng)Ps與Ph不相同時(shí)，則后臺(tái)給逆變器且僅給逆變器自動(dòng)下達(dá)指令讓逆變器發(fā)出AP=Ph-Ps大小的有功。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK103812133SQ201410046011
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月8日
【發(fā)明者】王陽(yáng), 查正發(fā), 胡慶, 陸蓉, 杜寶磊 申請(qǐng)人:振發(fā)新能源科技有限公司, 江蘇華源新能源科技有限公司