一種農(nóng)村光伏發(fā)電簇的協(xié)調(diào)控制裝置及其控制方法
【專利說明】一種農(nóng)村光伏發(fā)電簇的協(xié)調(diào)控制裝置及其控制方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于可再生能源應(yīng)用領(lǐng)域，涉及光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，具體地，涉及一種農(nóng)村光伏發(fā)電簇的協(xié)調(diào)控制方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]我國目前正在實施光伏扶貧政策，大量光伏發(fā)電以分布式的形式應(yīng)用到了農(nóng)村地區(qū)，在小范圍區(qū)域內(nèi)大量出現(xiàn)，形成了光伏簇，造成了局部間歇性電壓的高密度接入，應(yīng)用中主要為設(shè)施農(nóng)業(yè)光伏，家庭光伏及小型地面電站等形式，其中電能轉(zhuǎn)換部分采用光伏并網(wǎng)逆變器，逆變器完成光伏直流變化電能到交流標(biāo)準(zhǔn)制式電能的變換，變換過程中與電網(wǎng)自動同步，自動搜索組件或陣列的最大功率點，并按最大功率控制逆變器輸出。
[0005]在農(nóng)村光伏一般接入農(nóng)村配電網(wǎng)，由于原農(nóng)網(wǎng)規(guī)劃按直饋線方式設(shè)計，按農(nóng)村負(fù)荷容量確定供電能力，在出現(xiàn)光伏發(fā)電反送電網(wǎng)時末端線路電壓抬升明顯，一方面對農(nóng)村薄弱電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定產(chǎn)生破壞，另一方面在輕載時不滿足逆變器的并網(wǎng)電壓條件，造成光伏發(fā)電系統(tǒng)停運。另外光伏并網(wǎng)由于并網(wǎng)時電壓相位的不同造成一定沖擊，在農(nóng)村薄弱電網(wǎng)愈加明顯，易造成電能質(zhì)量問題。
[0006]因此需要提供一種協(xié)調(diào)光伏的方法來解決上述問題的存在。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種農(nóng)村光伏發(fā)電簇的協(xié)調(diào)控制方法，實現(xiàn)負(fù)荷擾動下的自動功率調(diào)整及功率過零并網(wǎng)，在發(fā)揮光伏發(fā)電效益的同時不破壞薄弱電網(wǎng)穩(wěn)定。
[0009]—種農(nóng)村光伏發(fā)電簇的協(xié)調(diào)控制裝置，所述裝置包括光伏發(fā)電簇，每個所述發(fā)電簇包括若干光伏發(fā)電單元及簇控制器，每個所述光伏發(fā)電單元包括依次連接的功率過零并網(wǎng)控制模塊、電網(wǎng)指令模塊、友好并網(wǎng)電壓-功率控制模塊、并網(wǎng)逆變控制模塊、最大功率跟蹤控制模塊、和電壓采樣模塊。
[0010]優(yōu)選地，所述簇控制器用于遠(yuǎn)程在線控制各光伏發(fā)電單元的啟停及參數(shù)設(shè)置。
[0011]優(yōu)選地，所述功率過零并網(wǎng)控制模塊用于配合并網(wǎng)逆變器的控制，在過零點啟動逆變器輸出，使得有功功率由零逐漸增加到預(yù)設(shè)閾值，該預(yù)設(shè)閾值取決于光伏最大有功功率和并網(wǎng)公共節(jié)點電壓，并網(wǎng)過程中而無明顯電壓波動。
[0012]優(yōu)選地，所述友好并網(wǎng)電壓-功率控制模塊用于在電網(wǎng)電壓超過啟動上限時，自動減少功率輸出，保證逆變器不因反送功率過大而導(dǎo)致過壓故障停機(jī)；當(dāng)電壓越限時，并網(wǎng)逆變器按照如下公式輸出有功功率: Ppv=- k X R X Λυ + Pm
式中，k為下垂系數(shù)，R為線路阻抗，AU為電壓越限幅度，Pm為逆變器最大能輸出功率。
[0013]優(yōu)選地，所述電網(wǎng)指令模塊用于在電網(wǎng)檢修或處于緊急狀態(tài)下，由簇控制器通過遠(yuǎn)程控制模塊關(guān)閉功率輸出，在電網(wǎng)正常情況下接收遠(yuǎn)程指令啟動功率輸出。
[0014]優(yōu)選地，所述電壓采樣模塊用于采集電網(wǎng)側(cè)單相或三相交流電壓電流，直流側(cè)電壓電流。
[0015]優(yōu)選地，所述最大功率跟蹤控制模塊用于搜索光伏組件或光伏陣列的最大功率點，在太陽輻照波動后檢測功率點偏移并啟動新的最大功率點搜索。
[0016]優(yōu)選地，所述并網(wǎng)逆變控制模塊用于將直流電能變換為標(biāo)準(zhǔn)交流電能。
[0017]優(yōu)選地，一種農(nóng)村光伏發(fā)電簇的協(xié)調(diào)控制方法，所述方法包括以下步驟:
S1，光伏發(fā)電簇協(xié)調(diào)控制過程，
a、簇控制器獲取電網(wǎng)電壓信號及各單元狀態(tài)；
b、簇控制器根據(jù)設(shè)定線路阻抗設(shè)定各單元友好并網(wǎng)電壓一功率控制系數(shù)；
c、在無上級指令情況下保持檢測，在有指令后下發(fā)各單元啟動并網(wǎng)控制；
52、零有功功率投切并網(wǎng)過程，
a、獲取電網(wǎng)電壓電流信號及直流電壓電流信號；
b、由最大功率跟蹤控制模塊控制直流母線電壓至最大功率點電壓值；
c、由功率過零并網(wǎng)控制模塊根據(jù)母線側(cè)電壓采樣值檢測過零點，檢測；到過零點后將并網(wǎng)逆變有功功率由零逐漸增大；
53、友好并網(wǎng)電壓一功率控制過程，在零有功功率投切并網(wǎng)完成后，
a、獲取電網(wǎng)電壓信號；
b、由友好并網(wǎng)電壓一功率控制根據(jù)電壓采樣判斷其是否越限；
C、在越上限情況下根據(jù)電壓值較少并網(wǎng)功率直至電壓不越限。
[0018]本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果:
本發(fā)明提出的一種農(nóng)村光伏發(fā)電簇的協(xié)調(diào)控制裝置及其控制方法，可使農(nóng)村配網(wǎng)在接入高滲透率光伏發(fā)電的情況下自治協(xié)調(diào)控制并網(wǎng)過程及功率調(diào)整過程，保證薄弱配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定，實現(xiàn)功率過零無沖擊并網(wǎng)及根據(jù)電網(wǎng)電壓的自治功率控制，減少或避免電壓波動造成光伏發(fā)電停運引起的發(fā)電效益損失，避免了農(nóng)村配電網(wǎng)為高滲透率光伏發(fā)電接入所需的大規(guī)模改造投入。
[0019]
【附圖說明】
[0020]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0021]圖1是本發(fā)明農(nóng)村光伏發(fā)電簇的協(xié)調(diào)控制裝置的結(jié)構(gòu)組成圖。
[0022]
【具體實施方式】
[0023]為了清楚了解本發(fā)明的技術(shù)方案，將在下面的描述中提出其詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明實施例的具體施行并不足限于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳細(xì)描述如下，除詳細(xì)描述的這些實施例外，還可以具有其他實施方式。
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]參照圖1，圖1是本發(fā)明農(nóng)村光伏發(fā)電簇的協(xié)調(diào)控制裝置的結(jié)構(gòu)組成圖，圖中的協(xié)調(diào)控制裝置包括光伏發(fā)電簇，每個所述發(fā)電簇包括若干光伏發(fā)電單元及簇控制器，每個所述光伏發(fā)電單元包括依次連接的功率過零并網(wǎng)控制模塊、電網(wǎng)指令模塊、友好并網(wǎng)電壓-功率控制模塊、并網(wǎng)逆變控制模塊、最大功率跟蹤控制模塊、和電壓采樣模塊。
[0026]簇控制器:遠(yuǎn)程在線控制各光伏發(fā)電單元的啟停及參數(shù)設(shè)置。
[0027]功率過零并網(wǎng)控制模塊:配合并網(wǎng)逆變器控制，在過零點啟動逆變器輸出，使得有功功率由零逐漸增加到預(yù)設(shè)閾值，該預(yù)設(shè)閾值取決于光伏最大有功功率和并網(wǎng)公共節(jié)點電壓，并網(wǎng)過程中而無明顯電壓波動。
[0028]友好并網(wǎng)電壓-功率控制模塊:在電網(wǎng)電壓超過啟動上限時，自動減少功率輸出，保證逆變器不因反送功率過大而導(dǎo)致過壓故障停機(jī)。當(dāng)電壓越限時，并網(wǎng)逆變器按照如下公式輸出有功功率。
[0029]Ppv=_ k X R X AU + Pm
式