一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備，當集中控制器接收到高壓電網(wǎng)計量互感器檢測到的該高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)后，將對其進行一系列運算處理，從而確定該高壓電網(wǎng)的無功補償信息，在該過程中，集中控制器也會接收數(shù)據(jù)傳輸裝置反饋的所有運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息，之后，集中控制器即可根據(jù)該當前工作狀態(tài)信息和所確定的無功補償信息，按照一定的控制策略，確定輸出的無功補償調(diào)度指令，并通過數(shù)據(jù)傳輸裝置輸送至光伏逆變器，從而控制該光伏逆變器輸出無功補償電流，實現(xiàn)了光伏逆變器的快速動態(tài)無功補償。
【專利說明】一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏系統(tǒng)領域，具體涉及一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備及方法。
【背景技術】
[0002]目前，常規(guī)的光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其將光伏陣列的直流電能轉換為與電網(wǎng)同頻同相的交流電能并饋送給電網(wǎng)過程中，在無明確要求時，通常不會主動發(fā)出無功功率，雖然其具有較高的并網(wǎng)功率因數(shù)，但是對于無功補償容量不足的用戶，容易造成用戶的平均功率因數(shù)很低，甚至不能滿足并網(wǎng)要求，要增加用戶的功率因數(shù)調(diào)整電費。因此，現(xiàn)有的集中型光伏電站或分布式光伏電站中，工作人員通常都會向光伏逆變器發(fā)送對應的控制指令，來控制該逆變器發(fā)固定容量的無功，但是，這種方式只能進行靜態(tài)無功補償，無法滿足相關標準的動態(tài)無功補償響應需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備及方法，解決了現(xiàn)有技術只能進行靜態(tài)無功補償，無法滿足相關標準的動態(tài)無功補償響應需求的技術問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下:
[0005]—種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備，包括:集中控制器和數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中，
[0006]所述集中控制器與高壓電網(wǎng)計量互感器二次側和所述數(shù)據(jù)傳輸裝置相連，接收所述計量互感器檢測到的所述高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)以及所述數(shù)據(jù)傳輸裝置反饋的所有運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息，對所述當前狀態(tài)數(shù)據(jù)進行處理，確定無功補償信息，并根據(jù)所述無功補償信息和所述當前工作狀態(tài)信息，輸出無功補償調(diào)度指令；
[0007]所述數(shù)據(jù)傳輸裝置與至少一臺光伏逆變器相連，將接收到的所述無功補償調(diào)度指令輸送至所述至少一臺光伏逆變器，以及，將所有運行的光伏逆變器的當前狀態(tài)信息反饋給所述集中控制器。
[0008]優(yōu)選的，所述集中控制器包括:
[0009]與高壓電網(wǎng)計量互感器二次側相連，對所述計量互感器檢測到的所述高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)進行二次隔離采樣、調(diào)理的隔離采樣調(diào)理電路；
[0010]與所述隔離采樣調(diào)理電路和所述數(shù)據(jù)傳輸裝置相連的處理器，接收所述隔離采樣及調(diào)理電路輸出的調(diào)理后的數(shù)據(jù)和所述數(shù)據(jù)傳輸裝置反饋的當前工作狀態(tài)信息，并利用預存的控制算法對所述調(diào)理后的數(shù)據(jù)進行運算處理，確定無功補償信息后，根據(jù)所述無功補償信息和所述當前工作狀態(tài)信息，輸出與滿足預設要求的所有光伏逆變器一一對應的無功補償調(diào)度指令。
[0011]優(yōu)選的，所述處理器包括第一單端-差分互換電路，則所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括:[0012]通過光纖相連的第一 CAN光電轉換器和第一光電轉換器；
[0013]其中，所述第一 CAN光電轉換器通過CAN總線與所述至少一臺光伏逆變器相連，所述第一光電轉換器包括:與所述第一單端-差分互換電路相連的第二單端-差分互換電路。
[0014]優(yōu)選的，每一臺所述光伏逆變器均包括第三單端-差分互換電路，則所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括:
[0015]與所述至少一臺光伏逆變器數(shù)量相同，且一端與所述至少一臺光伏逆變器中的第三單端-差分互換電路一一相連，另一端均與所述處理器相連的數(shù)據(jù)傳輸單元，其中，每個所述數(shù)據(jù)傳輸單元包括:
[0016]通過光纖相連的第二 CAN光電轉換器和第二光電轉換器；
[0017]其中，所述第二 CAN光電轉換器通過CAN總線與所述處理器相連，所述第二光電轉換器包括:與所述光伏逆變器中的第三單端-差分互換電路相連的第四單端-差分互換電路。
[0018]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)傳輸單元包括:
[0019]通過光纖相連的第一 CAN光纖中繼器和第二 CAN光纖中繼器；
[0020]其中，所述第一 CAN光纖中繼器通過CAN總線與所述處理器相連，所述第二 CAN光纖中繼器通過CAN總線與所述至少一臺光伏逆變器相連。
[0021]優(yōu)選的，當相鄰兩臺光伏逆變器之間的距離超過預設范圍時，所述設備還包括:
[0022]設置在所述相鄰兩臺光伏逆變器之間，通過光纖相連的第三CAN光纖中繼器和第四CAN光纖中繼器。
[0023]一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制方法，應用于集中控制器，所述集中控制器與高壓電網(wǎng)的計量互感器二次側和數(shù)據(jù)傳輸裝置相連，所述方法包括:
[0024]獲取所述計量互感器檢測到的所述高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0025]接收所述數(shù)據(jù)傳輸裝置發(fā)送的所有運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息；
[0026]對所述當前狀態(tài)數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)預設的控制策略，確定無功補償信息；
[0027]根據(jù)所述無功補償信息和所述當前工作狀態(tài)信息，輸出無功補償調(diào)度指令；
[0028]利用所述無功補償調(diào)度指令控制所述光伏逆變器輸出無功補償電流。
[0029]優(yōu)選的，所述當前工作狀態(tài)信息包括:各光伏逆變器的當前工作狀態(tài)、發(fā)無功量以及對應編號，則所述根據(jù)所述無功補償信息和所述當前工作狀態(tài)信息，輸出無功補償調(diào)度指令，包括:
[0030]判斷當前所有運行的光伏逆變器發(fā)無功總量是否滿足所述無功補償信息；
[0031]若不滿足，調(diào)整當前所有運行的光伏逆變器的臺數(shù)，直至調(diào)整后運行的光伏逆變器發(fā)無功總量滿足所述無功補償信息；
[0032]根據(jù)調(diào)整后運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息以及所述無功補償信息，輸出無功補償調(diào)度指令。
[0033]優(yōu)選的，當獲取到所有光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息時，還包括:
[0034]判斷所有運行的光伏逆變器的工作是否異常；
[0035]若是，則報警顯示工作異常的光伏逆變器的編號；
[0036]則所述根據(jù)所述無功補償信息和所述當前工作狀態(tài)信息，輸出無功補償調(diào)度指令具體為:[0037]根據(jù)所述無功補償信息和所有正常工作的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息，輸出無功補償調(diào)度指令。
[0038]優(yōu)選的，所述獲取高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)以及所有運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息具體是:
[0039]實時或周期性獲取高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)以及所有運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息。
[0040]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備及方法，當集中控制器接收到高壓電網(wǎng)計量互感器檢測到的該高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)后，將對其進行一系列運算處理，從而確定該高壓電網(wǎng)的無功補償信息，在該過程中，集中控制器也會接收數(shù)據(jù)傳輸裝置反饋的所有運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息，之后，集中控制器即可根據(jù)該當前工作狀態(tài)信息和所確定的無功補償信息，按照一定的控制策略，確定輸出的無功補償調(diào)度指令，并通過數(shù)據(jù)傳輸裝置輸送至光伏逆變器，從而控制該光伏逆變器輸出無功補償電流，實現(xiàn)了光伏逆變器的快速動態(tài)無功補償。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0042]圖1為本發(fā)明一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備的結構示意圖；
[0043]圖2為本發(fā)明另一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備的結構示意圖；
[0044]圖3為本發(fā)明又一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備的結構示意圖；
[0045]圖4為本發(fā)明又一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備的結構示意圖；
[0046]圖5為本發(fā)明又一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備的結構示意圖；
[0047]圖6為本發(fā)明一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0048]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0049]本發(fā)明提供了一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備及方法，當集中控制器接收到高壓電網(wǎng)計量互感器檢測到的高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)預設的一系列運算處理后，確定該高壓電網(wǎng)的無功補償信息，在該過程中，集中控制器將接收數(shù)據(jù)傳輸裝置反饋的所有運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息，之后，集中控制器即可利用該當前工作狀態(tài)信息和所確定的無功補償信息，按照一定的控制策略，確定輸出的無功補償調(diào)度指令，并通過數(shù)據(jù)傳輸裝置輸送至光伏逆變器，從而控制該光伏逆變器輸出無功補償電流，實現(xiàn)了光伏逆變器的快速動態(tài)無功補償。
[0050]其中，需要說明的是，本發(fā)明各實施例中的并聯(lián)的所有光伏逆變器的型號可以相同，也可以不同，本發(fā)明對其不作具體限定，而并聯(lián)的光伏逆變器的臺數(shù)可以根據(jù)實際需求和具體設計方案而定，在此不作任何限定，只要接入變壓器低壓側即可。
[0051]實施例一:
[0052]如圖1所示，為本發(fā)明一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備的結構示意圖，該設備可以包括:集中控制器100、數(shù)據(jù)傳輸裝置200以及并聯(lián)的至少一臺光伏逆變器300，其中，集中控制器100與高壓電網(wǎng)計量互感器(如圖1中的電流互感器CT和電壓互感器PT) 二次側和數(shù)據(jù)傳輸裝置200相連，接收該計量互感器檢測到的高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)傳輸裝置200反饋的所有光伏逆變器300的當前工作狀態(tài)信息，通過對高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)進行處理，確定無功補償信息，并根據(jù)該無功補償信息和所有逆變器的當前工作狀態(tài)信息，輸出無功補償調(diào)度指令。
[0053]在本實施例的實際應用中，集中控制器采用閉環(huán)控制，能夠實時或周期性地檢測所有光伏逆變器的運行狀態(tài)，并通過數(shù)據(jù)傳輸裝置得到其工作狀態(tài)信息并存儲，當需要進行無功補償時，集中控制器就能夠根據(jù)所有光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息以及所確定無功補償信息，確定需要參與無功補償?shù)墓夥孀兤鞯呐_數(shù)，之后，再根據(jù)選定的合適的控制策略(如“九區(qū)圖”的綜合控制、基于電壓和功率因數(shù)的復合控制、模糊邏輯控制等等)，來分配各光伏逆變器發(fā)出無功的容量以及控制各光伏逆變器的工作狀態(tài)(本實施例是通過輸出的無功補償調(diào)度指令實現(xiàn))，從而實現(xiàn)了實時快速動態(tài)無功補償。
[0054]其中，對于集中控制器對高壓側無功總量的計算處理，可以基于瞬時無功功率理論，通過相應的坐標變換和低通濾波器對高壓電網(wǎng)中濾波分量的過濾后，提取有功和無功基波電流分量(該處理過程及其所用坐標變換公式，相關提取算法均是本領域常規(guī)技術手段，本申請在此將不再詳述)，進而實現(xiàn)有功和無功的分別控制。
[0055]當然，作為本發(fā)明另一實施例，集中控制器也可以直接與電網(wǎng)調(diào)度通訊，獲取無功補償信息，從而直接控制至少一臺光伏逆變器的工作狀態(tài)和發(fā)無功量的大小，實現(xiàn)光伏逆變器的快速動態(tài)無功補償，節(jié)省了設備投資。
[0056]數(shù)據(jù)傳輸裝置200與所有光伏逆變器300相連，將接收到的無功補償調(diào)度指令輸送至光伏逆變器300，以及，將所有運行的光伏逆變器300的當前狀態(tài)信息反饋給集中控制器 100。
[0057]其中，本實施例中的所有的光伏逆變器是并聯(lián)在電網(wǎng)上的，每臺光伏逆變器均采用電感電流內(nèi)環(huán)，直流電壓外環(huán)的雙環(huán)控制，采用電網(wǎng)電壓前饋解耦控制策略，并利用PI調(diào)節(jié)器進行控制。由于光伏逆變器的該控制過程是現(xiàn)有的技術手段，因而，本申請對各光伏逆變器的具體結構將不再詳述。
[0058]由上述分析可知，本發(fā)明實施例由高壓電網(wǎng)的計量互感器將檢測到的高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)輸送給集中控制器進行處理，確定該高壓電網(wǎng)的無功補償信息，之后，集中控制器將根據(jù)該無功補償信息以及接收到的數(shù)據(jù)傳輸裝置反饋的所有運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息，確定要輸出的無功補償調(diào)度指令，并通過數(shù)據(jù)傳輸裝置輸送至光伏逆變器，從而控制該光伏逆變器輸出無功補償電流，實現(xiàn)了光伏逆變器的快速動態(tài)無功補償。
[0059]優(yōu)選的，上述集中控制器100可以包括:與高壓電網(wǎng)計量互感器二次側相連隔離采樣調(diào)理電路210，以及與該隔離采樣調(diào)理電路和數(shù)據(jù)傳輸裝置300相連的處理器220。
[0060]在實際應用中，由該隔離采樣及調(diào)理電路對接收到的高壓電網(wǎng)計量互感器檢測到的該高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)進行二次隔離采樣和調(diào)理處理后，再傳給處理器利用預存的控制算法(如模糊邏輯控制算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡算法等)進行運算處理，得到電網(wǎng)電壓和無功補償?shù)南嚓P數(shù)據(jù)(即無功補償信息)，并根據(jù)該相關數(shù)據(jù)和光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息，確定合適的無功補償調(diào)度指令。
[0061]而對于集中控制器輸出的無功功率調(diào)度指令的傳輸，本發(fā)明通過下述實施例二、實施例三和實施例四進行詳細描述，需要說明的是，這三臺實施例均是在該優(yōu)選實施例的基礎上進行的說明。
[0062]實施例二:
[0063]如圖2所示，當處理器120包括用于實現(xiàn)單端信號和差分信號之間的相互轉換的第一單端/差分互換電路121時，數(shù)據(jù)傳輸裝置200包括:
[0064]通過光纖相連的第一 CAN光電轉換器211和第一光電轉換器212,第一 CAN光電轉換器211通過CAN總線與所有光伏逆變器400相連，第一光電轉換器212包括:與第一單端-差分互換電路121相連的第二單端-差分互換電路2121。
[0065]在本實施例中，第一 CAN光電轉換器211具有光電信號互換和總收發(fā)控制雙重功能，其可以包括光纖發(fā)送器、光纖接收器以及CAN收發(fā)器。在實際應用中，當CAN收發(fā)器接收到電信號后，由該光纖發(fā)送器將該電信號轉換成光信號輸出，當光纖接收器接收到光纖傳輸?shù)墓庑盘柡?，?jīng)光電轉換后，將所得電信號發(fā)送給CAN收發(fā)器，并經(jīng)過CAN總線輸送至相應的光伏逆變器。
[0066]其中，第一光電轉換器212也可以包括:用于對光纖傳輸?shù)墓庑盘栠M行光電轉換的光纖接收器，以及用于對處理器輸出的電信號進行電光轉換的光纖發(fā)送器。
[0067]在本實施例的實際應用中，高壓電網(wǎng)的三相電壓經(jīng)電壓互感器PT和電流互感器CT，由集中控制器的隔離采樣調(diào)理電路，經(jīng)二次隔離采樣、調(diào)理后，傳給處理器進行運算處理，從而得到電網(wǎng)電壓和無功補償相關數(shù)據(jù)也即高壓電網(wǎng)的無功補償信息，此時，由于集中控制器可以實時檢測各光伏逆變器的工作狀態(tài)信息，因而，在確定高壓電網(wǎng)需要進行無功補償時，將會根據(jù)所檢測到的各光伏逆變器的工作狀態(tài)信息以及所確定的無功補償信息，及時確定合適的控制策略，并輸出相應的無功補償調(diào)度指令。
[0068]優(yōu)選的，處理器在輸出無功補償調(diào)度指令之前，還可以根據(jù)接收到的各光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息，確定出工作異?；蚬收系墓夥孀兤?，以保證所輸出的無功功率調(diào)度指令能夠滿足無功補償需求。
[0069]當然，在光伏逆變器進行無功補償?shù)倪^程中，處理器能夠根據(jù)實時接收的當前運行的光伏逆變器的工作狀態(tài)信息，及時發(fā)現(xiàn)工作異?；蚬收系墓夥孀兤鳎⒅匦逻M行功率分配與調(diào)度，同時，還可以對故障的光伏逆變器的編號進行報警顯示。另外，在該過程中，若高壓電網(wǎng)所需的無功補償變化和/或運行的光伏逆變器發(fā)無功量變化時，處理器也可以根據(jù)變化后得到的無功補償信息和當前工作狀態(tài)信息，調(diào)整發(fā)無功的光伏逆變器的臺數(shù)，并輸出相應的新的無功補償調(diào)度指令，在保證滿足無功補償需求的同時，避免單臺光伏逆變器發(fā)無功量過大損壞光伏逆變器或過小而造成能量的浪費。
[0070]其中，由于本發(fā)明中的集中控制器設計為單端的CAN發(fā)送/接收信號，因而，處理器中的第一單端-差分互換電路會將接收到的信號轉換為差分信號，并傳輸給第一光電轉換器的第二單端-差分互換電路，轉換得到單端信號后再進行電光轉換，通過光纖將所得光信號傳輸至第一 CAN光電轉換器,經(jīng)光電轉換和總收發(fā)控制后,通過CAN總線發(fā)送給各光伏逆變器，從而實現(xiàn)處理器與光伏逆變器高速遠距離通信，進而實現(xiàn)了對各光伏逆變器發(fā)無功量的快速且實時控制，滿足了動態(tài)無功補償響應需求。而且，由上述分析可知，本實施例所提供的控制設備結構簡單可靠，便于拓展，且抗干擾能力強，保證了數(shù)據(jù)可靠且快速傳輸，非常適用于光伏逆變器間比較近的場合。
[0071]實施例三:
[0072]如圖3所示，當每臺光伏逆變器300均包括第三單端-差分互換電路301時，數(shù)據(jù)傳輸裝置200則可以包括:
[0073]與所述至少一臺光伏逆變器300數(shù)量相同，且一端與該光伏逆變器300中的第三單端-差分互換電路301 —一相連，另一端均與處理器120相連的數(shù)據(jù)傳輸單元220，其中，每個數(shù)據(jù)傳輸單元220(圖3僅一個數(shù)據(jù)傳輸單元進行了標注)均可以包括:
[0074]通過光纖相連的第二 CAN光電轉換器221和第二光電轉換器222，其中，第二 CAN光電轉換器221通過CAN總線與處理器120相連，第二光電轉換器222包括:與光伏逆變器300中的第三單端-差分互換電路301相連的第四單端-差分互換電路2221。
[0075]由此可見，本實施例將CAN總線設置在集中控制器側，并將處理器上的通信接口設計為差分接口，并通過CAN總線與數(shù)據(jù)傳輸裝置相連。在本實施例中，該CAN總線上設置有與光伏逆變器相同數(shù)量的節(jié)點，通過與其一一對應的數(shù)據(jù)傳輸單元220與光伏逆變器300 一一相連，因而，處理器輸出的無功功率調(diào)度指令通過該數(shù)據(jù)傳輸單元輸送至與其對應的光伏逆變器，以控制該光伏逆變器輸出的無功電流。
[0076]其中，每個數(shù)據(jù)傳輸單元的信號處理過程為:第二CAN光電轉換器對CAN總線輸入的無功功率調(diào)度指令進行電光轉換，并通過光纖輸送至第二光電轉換器，經(jīng)第四單端-差分互換電路處理后，將得到的單端信號進行光電轉換，并輸送至與光伏逆變器中的第三單端-差分互換電路，從而得到包含有無功補償調(diào)度指令的差分信號，實現(xiàn)對該光伏逆變器的實時通信，并控制其發(fā)無功補償電流，滿足動態(tài)無功補償需求。
[0077]由上述分析可知，本實施例所提供的控制設備也便于拓展，且與實施例二所提供的數(shù)據(jù)傳輸裝置相比，可靠性更高，且比較適用于對通信可靠性要求較高的場所，另外，由于每個光伏逆變器都有與其一一對應的數(shù)據(jù)傳輸裝置實現(xiàn)與處理器的通信，因而，本實施例也適用于光伏逆變器間距離較遠的場所。
[0078]實施例四:
[0079]如圖4所示，本實施例直接采用成套的CAN光纖中繼器實現(xiàn)處理器與光伏逆變器之前的通信，則數(shù)據(jù)傳輸單元200可以包括:
[0080]通過光纖相連的第一 CAN光纖中繼器231和第二 CAN光纖中繼器232，其中，第一CAN光纖中繼器231通過CAN總線與處理器120相連，第二 CAN光纖中繼器232通過CAN總線與所述至少一臺光伏逆變器400相連。
[0081]在本實施例中，可以將處理器120和每臺光伏逆變器300的通信接口均設計成CAN總線接口，則在實際應用時，第一 CAN光纖中繼器經(jīng)電光轉換后將所得光信號通過光纖進行遠距離傳輸，第二 CAN光纖中繼器接收到光信號后，經(jīng)光電轉換處理，將所得電信號通過CAN總線輸送給光伏逆變器；同理，光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息經(jīng)第二 CAN光纖中繼器電光轉換后，由光纖傳輸給第一 CAN光纖中繼器進行光電轉換，再通過CAN總線傳輸給集中控制器，從而使集中控制器能夠實時掌握光伏逆變器的工作狀態(tài)信息，以便對無功功率調(diào)度指令及時進行調(diào)整，滿足動態(tài)無功補償?shù)男枨蟆?br> [0082]優(yōu)選的，當相鄰的光伏逆變器之間距離超過預設范圍(可根據(jù)經(jīng)驗確定)時，為了進一步提高數(shù)據(jù)傳輸速度并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，本發(fā)明還可以在上述實施例二到實施例四的任意一個實施例的基礎上，在該相鄰逆變器之間增設實施例四所提供的數(shù)據(jù)傳輸裝置，即通過光纖相連的第三CAN光纖中繼器和第四CAN光纖中繼器，其具體的數(shù)據(jù)傳輸過程與實施例四類似，在此將不再復述。
[0083]可見，上述實施例四所提供的數(shù)據(jù)傳輸裝置與實施例二和三提供的數(shù)據(jù)傳輸裝置相比，拓展更加靈活，數(shù)據(jù)傳輸距離更遠，應用范圍也更廣。在實際應用中，可根據(jù)實際應用場合選擇合適的數(shù)據(jù)傳輸裝置，以實現(xiàn)集中控制器與光伏逆變器之間的遠距離通信，從而使本發(fā)明所述的動態(tài)無功補償控制設備的結構組成更加靈活。
[0084]需要說明的是，上述各實施例中，高壓電網(wǎng)需經(jīng)過降壓變壓器I處理才能連接負荷，而當電網(wǎng)負荷存在低壓負荷和高壓負荷之分時，如圖5所示，可以在低壓負荷與高壓負荷母線進行就地補償，此時，只需設置兩套動態(tài)無功補償控制設備即可。具體的，高壓電網(wǎng)與高壓負荷側的光伏逆變器之間的動態(tài)無功補償控制設備可以為上述各實施例所提供的控制設備，此時需要在每個光伏逆變器與高壓負荷之間增加一個升壓變壓器即可；而在低壓負荷電網(wǎng)上，在上述降壓變壓器I的二次側作為新的高壓側，其經(jīng)降壓變壓器2后的一端作為新的負荷側，并在新的高壓側和負荷側之間同樣設置上述各實施例所述的動態(tài)無功補償控制設備即可。其中，這兩套動態(tài)無功補償控制設備可以采用上述實施例二至四中的任意一種結構，此時，實施例二至四所提供的控制方案可單獨使用，也可以混合使用，用戶可根據(jù)場合的實際情況而定，本發(fā)明對此不作任何限定。另外，兩套控制設備中的集中控制器可通過CAN總線進行通信。
[0085]另外，對于上述各實施例，當集中控制器與光伏逆變器之間的距離較近且用雙絞線通訊效果良好時，上述數(shù)據(jù)傳輸裝置可以為雙絞線。在圖5所示的情況下，可根據(jù)各低壓負荷和各高壓負荷處的無功需求分配光伏逆變器的無功容量，從而實現(xiàn)低壓負荷母線和高壓負荷母線的動態(tài)補償，兩母線間基本無無功流動，且在低壓負荷母線和高壓負荷母線內(nèi)各個負載間的無功流動得到一定程度的減小。
[0086]實施例五；
[0087]如圖6所示，為本發(fā)明一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制方法的流程圖，可以應用于如上述實施例一至五所述的動態(tài)無功補償控制設備的集中控制器，該集中控制器與高壓電網(wǎng)的計量互感器二次側和數(shù)據(jù)傳輸裝置相連，因而，從該集中控制器的角度進行描述，該方法可以包括:
[0088]步驟S601:獲取計量互感器檢測到的所述高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0089]步驟S602:接收數(shù)據(jù)傳輸裝置發(fā)送的所有光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息。
[0090]其中，所獲取的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)可以包括:高壓電網(wǎng)的當前電壓值和電流值等，其可以由高壓電網(wǎng)計量專用互感器檢測得到，并發(fā)送給集中控制器；而所獲取的當前工作狀態(tài)信息可以包括:各光伏逆變器的當前工作狀態(tài)，發(fā)無功量及其對應的編號，以及所有光伏逆變器發(fā)無功總量等等。
[0091]在實際應用中，集中控制器啟動之前，需要對其進行預充電，再進行通訊，獲取正常聯(lián)網(wǎng)工作的多個并聯(lián)光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息，以便實時掌握并網(wǎng)運行的光伏逆變器的工作情況，并在檢測到某光伏逆變器工作異?；蚬收蠒r，及時調(diào)整后續(xù)操作，以確保滿足無功補償需求。
[0092]其中，當集中控制器根據(jù)所獲取的當前工作狀態(tài)信息，確定某光伏逆變器工作異常時，可報警顯示該光伏逆變器的編號。
[0093]步驟S603:對所述當前狀態(tài)數(shù)據(jù)進行處理，并根據(jù)預設的控制策略，確定無功補
償信息。
[0094]在本實施例中，當集中控制器接收到互感器發(fā)送的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)后，可經(jīng)二次隔離采樣、調(diào)理后，傳給該集中控制器中的處理器，按照預設的無功計算公式，對調(diào)理后所得信號進行運算處理，從而確定無功補償信息。其中，該無功補償信息可以包括高壓電網(wǎng)的具體的無功補償需求。
[0095]步驟604:根據(jù)所述無功補償信息和所述當前工作狀態(tài)信息，輸出無功補償調(diào)度指令。
[0096]由上述步驟603確定高壓電網(wǎng)的無功補償需求后，結合步驟602獲取的所有光伏逆變器的工作狀態(tài)信息，確定要滿足該無功補償需求的光伏逆變器的臺數(shù)以及每臺光伏逆變器的工作狀態(tài)和發(fā)無功量，之后，由所確定這些信息構成無功補償調(diào)度指令輸出。
[0097]具體的，當集中控制器確定無功補償信息和當前所有運行光伏逆變器的工作狀態(tài)信息后，將判斷當前所有運行的光伏逆變器發(fā)無功總量是否滿足該無功補償信息(如當前高壓電網(wǎng)的無功補償需求)，如果滿足，則利用預設的相應的控制策略和算法，確定對應的無功補償調(diào)度指令；若不滿足，則調(diào)整當前所有運行的光伏逆變器的臺數(shù)(即增加或減少當前運行的光伏逆變器的臺數(shù))或工作狀態(tài)，直至調(diào)整后運行的光伏逆變器發(fā)無功總量滿足該無功補償信息，之后，再根據(jù)調(diào)整后運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息以及該無功補償信息，確定要輸出的無功補償調(diào)度指令。
[0098]其中，需要說明的是，在確定輸出的無功補償調(diào)度指令時，所依據(jù)的當前工作狀態(tài)信息是當前正常工作的光伏逆變器的工作狀態(tài)信息。
[0099]由此可見，本發(fā)明實施例中，集中控制器是采用閉環(huán)控制理論來確定合適的無功補償調(diào)度指令，與現(xiàn)有技術中單獨向每臺光伏逆變器發(fā)送無功指令相比，本發(fā)明的控制方法具有靜差小、響應快的優(yōu)點。
[0100]步驟605:利用所述無功補償調(diào)度指令控制所述光伏逆變器輸出無功補償電流。
[0101]優(yōu)選的，集中控制器可以實時或周期性地執(zhí)行步驟S601和S602所述的獲取操作，以便根據(jù)高壓電網(wǎng)的最新無功補償信息和/或光伏逆變器的最新工作狀態(tài)信息，及時調(diào)整無功補償調(diào)度指令，也就是說，在上述步驟601-步驟604過程中，集中控制器一旦確定當前運行的光伏逆變器中存在工作異常情況，和/或所確定高壓電網(wǎng)的無功補償信息發(fā)生變化，都會重新進行功率分配與調(diào)度，即重新確定要輸出的無功補償調(diào)度指令，從而在保證光伏逆變器滿足無功補償需求的同時避免能量的浪費。
[0102]由上述分析可知，本發(fā)明實施例利用集中控制器進行閉環(huán)控制，在確定高壓電網(wǎng)側的無功補償信息時，檢測低壓并網(wǎng)側光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息，從而快速確定出合適的無功補償調(diào)度指令，以控制低壓并網(wǎng)側的多個并聯(lián)的光伏逆變器發(fā)無功補償電流，從而滿足相關標準的動態(tài)無功補償響應需求。[0103]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的方法而言，由于其與實施例公開的設備相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見設備部分說明即可。
[0104]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制設備，其特征在于，包括:集中控制器和數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中， 所述集中控制器與高壓電網(wǎng)計量互感器二次側和所述數(shù)據(jù)傳輸裝置相連，接收所述計量互感器檢測到的所述高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)以及所述數(shù)據(jù)傳輸裝置反饋的所有運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息，對所述當前狀態(tài)數(shù)據(jù)進行處理，確定無功補償信息，并根據(jù)所述無功補償信息和所述當前工作狀態(tài)信息，輸出無功補償調(diào)度指令； 所述數(shù)據(jù)傳輸裝置與至少一臺光伏逆變器相連，將接收到的所述無功補償調(diào)度指令輸送至所述至少一臺光伏逆變器，以及，將所有運行的光伏逆變器的當前狀態(tài)信息反饋給所述集中控制器。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述集中控制器包括: 與高壓電網(wǎng)計量互感器二次側相連，對所述計量互感器檢測到的所述高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)進行二次隔離采樣、調(diào)理的隔離采樣調(diào)理電路； 與所述隔離采樣 調(diào)理電路和所述數(shù)據(jù)傳輸裝置相連的處理器，接收所述隔離采樣及調(diào)理電路輸出的調(diào)理后的數(shù)據(jù)和所述數(shù)據(jù)傳輸裝置反饋的當前工作狀態(tài)信息，并利用預存的控制算法對所述調(diào)理后的數(shù)據(jù)進行運算處理，確定無功補償信息后，根據(jù)所述無功補償信息和所述當前工作狀態(tài)信息，輸出與滿足預設要求的所有光伏逆變器一一對應的無功補償調(diào)度指令。
3.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于，所述處理器包括第一單端-差分互換電路，則所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括: 通過光纖相連的第一 CAN光電轉換器和第一光電轉換器； 其中，所述第一 CAN光電轉換器通過CAN總線與所述至少一臺光伏逆變器相連，所述第一光電轉換器包括:與所述第一單端-差分互換電路相連的第二單端-差分互換電路。
4.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于，每一臺所述光伏逆變器均包括第三單端-差分互換電路，則所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括: 與所述至少一臺光伏逆變器數(shù)量相同，且一端與所述至少一臺光伏逆變器中的第三單端-差分互換電路一一相連，另一端均與所述處理器相連的數(shù)據(jù)傳輸單元，其中，每個所述數(shù)據(jù)傳輸單元包括: 通過光纖相連的第二 CAN光電轉換器和第二光電轉換器； 其中，所述第二 CAN光電轉換器通過CAN總線與所述處理器相連，所述第二光電轉換器包括:與所述光伏逆變器中的第三單端-差分互換電路相連的第四單端-差分互換電路。
5.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸單元包括: 通過光纖相連的第一 CAN光纖中繼器和第二 CAN光纖中繼器； 其中，所述第一 CAN光纖中繼器通過CAN總線與所述處理器相連，所述第二 CAN光纖中繼器通過CAN總線與所述至少一臺光伏逆變器相連。
6.根據(jù)權利要求3-5任一項所述的設備，其特征在于，當相鄰兩臺光伏逆變器之間的距離超過預設范圍時，所述設備還包括: 設置在所述相鄰兩臺光伏逆變器之間，通過光纖相連的第三CAN光纖中繼器和第四CAN光纖中繼器。
7.一種應用于光伏系統(tǒng)的動態(tài)無功補償控制方法，其特征在于，應用于集中控制器，所述集中控制器與高壓電網(wǎng)的計量互感器二次側和數(shù)據(jù)傳輸裝置相連，所述方法包括: 獲取所述計量互感器檢測到的所述高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)； 接收所述數(shù)據(jù)傳輸裝置發(fā)送的所有運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息； 對所述當前狀態(tài)數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)預設的控制策略，確定無功補償信息； 根據(jù)所述無功補償信息和所述當前工作狀態(tài)信息，輸出無功補償調(diào)度指令； 利用所述無功補償調(diào)度指令控制所述光伏逆變器輸出無功補償電流。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述當前工作狀態(tài)信息包括:各光伏逆變器的當前工作狀態(tài)、發(fā)無功量以及對應編號，則所述根據(jù)所述無功補償信息和所述當前工作狀態(tài)信息，輸出無功補償調(diào)度指令，包括: 判斷當前所有運行的光伏逆變器發(fā)無功總量是否滿足所述無功補償信息； 若不滿足，調(diào)整當前所有運行的光伏逆變器的臺數(shù)，直至調(diào)整后運行的光伏逆變器發(fā)無功總量滿足所述無功補償信息； 根據(jù)調(diào)整后運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息以及所述無功補償信息，輸出無功補償調(diào)度指令。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，當獲取到所有光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息時，還包括: 判斷所有運行的光伏逆變器的工作是否異常； 若是，則報警顯示工作異常的光伏逆變器的編號； 則所述根據(jù)所述無功補償信息和所述當前工作狀態(tài)信息，輸出無功補償調(diào)度指令具體為: 根據(jù)所述無功補償信息和所有正常工作的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息，輸出無功補償調(diào)度指令。
10.根據(jù)權利要求7-9任一項所述方法，其特征在于，所述獲取高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)以及所有運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息具體是: 實時或周期性獲取高壓電網(wǎng)的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)以及所有運行的光伏逆變器的當前工作狀態(tài)信息。
【文檔編號】H02J3/18GK104037785SQ201410310096
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權日:2014年6月30日
【發(fā)明者】王志成, 李俊, 陶磊, 馮紀歸, 范純漿, 程林 申請人:陽光電源股份有限公司