專利名稱：分布式光伏電源并網(wǎng)電能質(zhì)量調(diào)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種分布式光伏電源并網(wǎng)電能質(zhì)量調(diào)控裝置，屬光伏電源并網(wǎng)控 制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽能是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源，不論是現(xiàn)在或是未來，充分開發(fā) 利用太陽能資源，可以減少對化石能源的依賴以致達(dá)到替代部分化石燃料的目標(biāo)，這對全 國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善環(huán)境和滿足人民生活用電要求，將會起到越來越重要的作用。從技術(shù)發(fā)展 來看，分布式光伏電源的廣泛應(yīng)用將是太陽能利用的主要形式之一。包括太陽能光伏發(fā)電在內(nèi)的分布式電源的并網(wǎng)運(yùn)行會給主電網(wǎng)帶來一系列問題。 這些問題通常表現(xiàn)為電壓偏差、電壓波動、諧波、直流偏磁、故障電流和孤島運(yùn)行。這些問題 最顯著的特征是傳統(tǒng)配網(wǎng)變?yōu)橛性淳W(wǎng)絡(luò)，造成功率的雙向流動。含分布式電源的配網(wǎng)的控 制不但需要對無功進(jìn)行控制，還需對有功進(jìn)行調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的靜止無功發(fā)生裝置(SVG，又稱 為STATC0M)雖然能動態(tài)控制無功，實(shí)現(xiàn)對電壓波動的控制，卻無法實(shí)現(xiàn)對有功的調(diào)節(jié)。含 分布式電源的配網(wǎng)，可能因逆潮流、功率跟蹤、反孤島運(yùn)行等需要對有功也進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種 情況下，基于儲能技術(shù)的有功、無功都可調(diào)節(jié)的有源補(bǔ)償裝置將能夠發(fā)揮更為重要的作用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決分布式光伏電源在并網(wǎng)中產(chǎn)生的電能質(zhì)量問題，提 供一種分布式光伏電源并網(wǎng)電能質(zhì)量調(diào)控裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是所述分布式光伏電源并網(wǎng)電能 質(zhì)量調(diào)控裝置由儲能單元、直流儲能開關(guān)、直流電容、雙向AC/DC變換器、電抗器、變壓器和 并網(wǎng)接觸器構(gòu)成，并聯(lián)運(yùn)行于分布式光伏電源的低壓并網(wǎng)母線，實(shí)施有功和無功功率的動 態(tài)調(diào)控。儲能單元通過直流儲能開關(guān)、直流電容接至雙向AC/DC變換器，雙向AC/DC變換器 另一端通過電抗器與三相變壓器相連，三相變壓器通過并網(wǎng)接觸器并聯(lián)于低壓電網(wǎng)母線。 儲能單元可以通過雙向AC/DC變換器和三相變壓器向電網(wǎng)放電，電網(wǎng)也可以通過三相變壓 器和雙向AC/DC變換器向儲能單元充電。本實(shí)用新型所述的儲能單元采用鋰離子電池陣列，以減小光伏輸出波動，提升并 網(wǎng)功率的可預(yù)測性；雙向AC/DC變換器采用基于IGBT的三相橋式電路，以實(shí)現(xiàn)有功和無功 的四象限調(diào)控；變壓器采用Dynll聯(lián)結(jié)組別的三相變壓器，以充分利用變壓器的設(shè)備容量 及保障電能質(zhì)量。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較的有益效果是，通過并聯(lián)于分布式光伏電源的低壓并 網(wǎng)母線，實(shí)現(xiàn)了有功與無功的解耦控制。在正常運(yùn)行方式下，確保區(qū)域配網(wǎng)的電能質(zhì)量，通 過功率跟蹤實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電出力預(yù)測誤差補(bǔ)償；在故障狀態(tài)下，根據(jù)孤島運(yùn)行防范和低電壓 穿越的需求，實(shí)現(xiàn)有功、無功出力的動態(tài)調(diào)整。[0009]本實(shí)用新型適用于分布式光伏電源并網(wǎng)的電能質(zhì)量調(diào)控。
圖1是本實(shí)用新型與電網(wǎng)的構(gòu)成示意框圖；圖2是本實(shí)用新型的電路示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
如圖2所示。本實(shí)用新型實(shí)施例分布式光伏電源并網(wǎng)電能質(zhì)量調(diào)控裝置由儲能單元、直流儲能 開關(guān)、直流電容、雙向AC/DC變換器、電抗器、變壓器和并網(wǎng)接觸器構(gòu)成，并聯(lián)于分布式光伏 電源的低壓并網(wǎng)母線，通過并網(wǎng)接觸器接入。正常運(yùn)行時(shí)裝置采集分布式光伏電源并網(wǎng)母 線電壓和電流數(shù)據(jù)，通過控制系統(tǒng)計(jì)算確定需補(bǔ)償?shù)闹C波、無功和不平衡等電能質(zhì)量方面 的數(shù)據(jù)；另一方面分析計(jì)算預(yù)測功率與實(shí)際功率誤差或通過獲取遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)得到有功調(diào) 控?cái)?shù)據(jù)，兩方面的數(shù)據(jù)綜合起來即得到裝置的控制數(shù)據(jù)，通過控制雙向AC/DC變換器實(shí)施 有功和無功的四象限調(diào)控。裝置儲能單元由鋰離子電池陣列構(gòu)成，通過控制直流儲能開關(guān) 和雙向AC/DC變換器，實(shí)現(xiàn)儲能裝置與電網(wǎng)之間有功功率的雙向流動。通過采集儲能裝置 運(yùn)行數(shù)據(jù)，直流儲能開關(guān)還可起到直流側(cè)保護(hù)跳閘的作用。裝置中的直流電容主要起到穩(wěn) 壓作用，通過基于IGBT的三相橋式電路的雙向AC/DC變換器將直流電壓轉(zhuǎn)化為交流電壓， 通過電抗器和變壓器實(shí)現(xiàn)一定程度的濾波與隔離，所產(chǎn)生的用于分布式光伏電源并網(wǎng)調(diào)控 的有功及無功控制電流最終經(jīng)由并網(wǎng)接觸器注入分布式光伏電源低壓并網(wǎng)母線，以確保分 布式光伏電源并網(wǎng)時(shí)的配網(wǎng)電能質(zhì)量及輸出功率的可控性。
權(quán)利要求一種分布式光伏電源并網(wǎng)電能質(zhì)量調(diào)控裝置，其特征在于，所述調(diào)控裝置包括儲能單元、直流儲能開關(guān)、直流電容、雙向AC/DC變換器、電抗器、變壓器和并網(wǎng)接觸器；儲能單元通過直流儲能開關(guān)、直流電容接至雙向AC/DC變換器，雙向AC/DC變換器另一端通過電抗器與三相變壓器相連，三相變壓器通過并網(wǎng)接觸器并聯(lián)于低壓電網(wǎng)母線；儲能單元可以通過雙向AC/DC變換器和三相變壓器向電網(wǎng)放電，電網(wǎng)也可以通過三相變壓器和雙向AC/DC變換器向儲能單元充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式光伏電源并網(wǎng)電能質(zhì)量調(diào)控裝置，其特征在于，所述 儲能單元采用以減小光伏輸出波動，提升并網(wǎng)功率的可預(yù)測性的鋰離子電池陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式光伏電源并網(wǎng)電能質(zhì)量調(diào)控裝置，其特征在于，所述 雙向AC/DC變換器采用可實(shí)現(xiàn)有功和無功的四象限調(diào)控的基于IGBT的三相橋式電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式光伏電源并網(wǎng)電能質(zhì)量調(diào)控裝置，其特征在于，所述 變壓器采用Dynll聯(lián)結(jié)組別的三相變壓器。
專利摘要一種分布式光伏電源并網(wǎng)電能質(zhì)量調(diào)控裝置，所述調(diào)控裝置包括儲能單元1、直流儲能開關(guān)2、直流電容3、雙向AC/DC變換器4、電抗器5、變壓器6和并網(wǎng)接觸器7；儲能單元通過直流儲能開關(guān)、直流電容接至雙向AC/DC變換器，雙向AC/DC變換器另一端通過電抗器與三相變壓器相連，三相變壓器通過并網(wǎng)接觸器并聯(lián)于低壓電網(wǎng)母線8。通過并聯(lián)于分布式光伏電源的低壓并網(wǎng)母線，實(shí)現(xiàn)了有功與無功的解耦控制。在正常運(yùn)行方式下，確保區(qū)域配網(wǎng)的電能質(zhì)量，通過功率跟蹤實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電出力預(yù)測誤差補(bǔ)償；在故障狀態(tài)下，根據(jù)孤島運(yùn)行防范和低電壓穿越的需求，實(shí)現(xiàn)有功、無功出力的動態(tài)調(diào)整。本實(shí)用新型適用于分布式光伏電源并網(wǎng)的電能質(zhì)量調(diào)控。
文檔編號H02J3/28GK201766373SQ20102052670
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者肖紅霞, 范瑞祥, 韓民曉 申請人:江西省電力科學(xué)研究院