本發(fā)明涉及諧波治理，尤其是指一種光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)及其諧波治理方法。

背景技術(shù)：

1、諧波是指電流中所含頻率為基波整數(shù)倍的電流，它分為奇次諧波、分量諧波和偶次諧波，其中額定頻率為基波非整數(shù)倍的屬于分量諧波；額定頻率為基波奇數(shù)倍的屬于奇次諧波。供電電網(wǎng)中的諧波來自諧波源，其中有些諧波來自供電系統(tǒng)，有些產(chǎn)生于系統(tǒng)內(nèi)部的非線性設(shè)備。

2、在實際工作過程中，諧波會產(chǎn)生諸多危害，譬如，基波的頻率低于諧波電流的頻率，由于集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的作用，會使線路的輸送容量降低，污染公共電網(wǎng)；進(jìn)一步地，諧波對電力設(shè)備的影響主要表現(xiàn)在諧波電流會增加變壓器的渦流損耗、磁滯損耗、銅損，降低變壓器的容量；另外，諧波增加電力設(shè)備的附加損耗，諧振時伴隨產(chǎn)生機(jī)械振動，引起諧波過電壓，設(shè)備老化加劇，甚至損壞設(shè)備，使用壽命減少；同時，諧波會引起繼電保護(hù)裝置誤動或拒動，可能造成系統(tǒng)故障或故障范圍擴(kuò)大，降低電力系統(tǒng)的可靠性；以及，電力線路中的諧波會由于電磁耦合作用，對臨近的通信線路產(chǎn)生電壓干擾，影響通信質(zhì)量。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，針對光伏電站工作時產(chǎn)生的諧波，已有集成式的諧波抑制裝置，可以針對局部進(jìn)行諧波消除，但是該裝置對于光伏電站整站的諧波不能實現(xiàn)消除，因此亟需設(shè)計一種針對光伏電站的諧波治理裝置及方法，以對光伏電站的整站諧波進(jìn)行治理。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)及其諧波治理方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對光伏電站諧波的抑制和治理，減少諧波對電網(wǎng)造成的危害，進(jìn)而提高輸出的電能質(zhì)量，提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)，包括，

3、光伏電站，其包括母線、光伏發(fā)電單元以及無功補(bǔ)償裝置，所述光伏發(fā)電單元包括多個接入所述母線的陣列光伏發(fā)電模組，所述無功補(bǔ)償裝置連接于其中一個所述光伏發(fā)電模組，其中，每個所述光伏發(fā)電模組包括集電線、斷路器以及發(fā)電回路，所述發(fā)電回路通過所述集電線接入所述母線，所述斷路器用于控制所述集電線的通斷；

4、輸電單元，其與總供電電網(wǎng)相連，所述母線的輸出端連接至所述輸電單元；

5、諧波監(jiān)測單元，其包括至少一個用于監(jiān)測諧波源的諧波監(jiān)測裝置；

6、諧波治理單元，其包括至少一個lc無源濾波裝置，至少一個所述lc無源濾波裝置被配置為與所述諧波源并聯(lián)，所述lc無源濾波裝置包括負(fù)荷開關(guān)以及相互串聯(lián)的電感和電容組件。

7、在本發(fā)明的一個實施例中，所述光伏發(fā)電模組還包括第一監(jiān)測裝置，所述第一監(jiān)測裝置設(shè)置于所述集電線，所述第一監(jiān)測裝置包括第一電壓互感器和第一電流互感器，所述第一電壓互感器用于監(jiān)測所述母線的電壓信號，所述第一電流互感器用于監(jiān)測所述母線的電流信號。

8、在本發(fā)明的一個實施例中，所述lc無源濾波裝置還包括第二電壓互感器，所述第二電壓互感器用于監(jiān)測所述lc無源濾波裝置的電壓信號。

9、在本發(fā)明的一個實施例中，所述輸電單元包括輸送線和升壓裝置，所述升壓裝置安裝于所述輸送線，以對所述光伏電站的輸出電壓進(jìn)行升壓，所述輸送線的輸出端連接至總供電電網(wǎng)，所述輸送線的另一端連接至所述母線，以輸出電能至所述總供電電網(wǎng)。

10、在本發(fā)明的一個實施例中，所述諧波監(jiān)測裝置包括裝配于所述輸送線的第一諧波監(jiān)測器和第二諧波監(jiān)測器，所述第一諧波監(jiān)測器配置于所述升壓裝置和所述輸送線的輸出端之間，以監(jiān)測所述輸電單元的諧波源，所述第二諧波監(jiān)測器配置于所述升壓裝置與所述母線之間，以監(jiān)測所述光伏電站的諧波源。

11、在本發(fā)明的一個實施例中，所述無功補(bǔ)償裝置包括靜止無功發(fā)生器，所述靜止無功發(fā)生器用于平衡所述光伏電站的有功功率和無功功率。

12、在本發(fā)明的一個實施例中，所述輸電單元還包括供電開關(guān)，所述供電開關(guān)設(shè)置于所述輸送線上靠近所述母線的一端。

13、在本發(fā)明的一個實施例中，所述光伏電站還包括過壓保護(hù)單元，所述過壓保護(hù)單元包括至少一個過壓保護(hù)器以及至少一個接地開關(guān)，每個所述光伏發(fā)電模組配置一個所述過壓保護(hù)器和一個所述接地開關(guān)，所述過壓保護(hù)器與所述接地開關(guān)并聯(lián)。

14、在本發(fā)明的一個實施例中，還包括控制單元，所述控制單元連接所述諧波監(jiān)測單元以及所述諧波治理單元，以對諧波監(jiān)測單元監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，并發(fā)出執(zhí)行指令。

15、本發(fā)明還提供了一種光伏電站電網(wǎng)的諧波治理方法，所述諧波治理方法用于對如權(quán)上所述的光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行諧波治理，所述諧波治理方法包括：

16、步驟s1，對光伏電站及輸電單元進(jìn)行第一次諧波監(jiān)測，獲取監(jiān)測結(jié)果，根據(jù)所述監(jiān)測結(jié)果確認(rèn)諧波源數(shù)量以及所在的位置；

17、步驟s2，將lc無源濾波裝置與所述諧波源進(jìn)行并聯(lián)，通過所述lc無源濾波裝置對所述諧波源產(chǎn)生的諧波進(jìn)行抵消，以對所述諧波源進(jìn)行諧波治理。

18、在本發(fā)明的一個實施例中，在所述步驟s1中，當(dāng)所述諧波源有一個時，將lc無源濾波裝置與所述諧波源進(jìn)行并聯(lián)，通過所述lc無源濾波裝置對所述諧波源產(chǎn)生的諧波進(jìn)行抵消；

19、當(dāng)所述諧波源存在不止一個時，根據(jù)不同諧波源產(chǎn)生的影響大小，進(jìn)行排序，首先，對影響最大的諧波源進(jìn)行諧波治理，將所述lc無源濾波裝置與影響最大的諧波源并聯(lián)，以對其產(chǎn)生的諧波進(jìn)行抵消；

20、繼續(xù)監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測到的諧波符合規(guī)定范圍，說明所述光伏電站的整站諧波得到治理；

21、當(dāng)監(jiān)測到的諧波仍然不在規(guī)定范圍內(nèi)，說明諧波并未得到完全治理，對影響次之的諧波源進(jìn)行諧波治理，持續(xù)監(jiān)測并對剩余諧波源按照由高至低的順序進(jìn)行諧波治理，直至監(jiān)測到的諧波符合所述規(guī)定范圍，則說明所述光伏電站的整站諧波得到治理。

22、在本發(fā)明的一個實施例中，在所述步驟s1以及所述步驟s2中，通過諧波監(jiān)測裝置對所述光伏電站及所述輸電單元進(jìn)行諧波監(jiān)測。

23、在本發(fā)明的一個實施例中，在所述步驟s1中，根據(jù)所述諧波監(jiān)測結(jié)果，分析并繪制頻譜圖，根據(jù)頻譜圖獲得不同諧波源的影響分布結(jié)果，根據(jù)不同諧波源的影響大小對其進(jìn)行排序。

24、在本發(fā)明的一個實施例中，對所述諧波的監(jiān)測需區(qū)分白天和夜間。

25、本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：

26、本發(fā)明所述的一種光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)，設(shè)有光伏電站、輸電單元、諧波監(jiān)測單元以及諧波治理單元，其中，光伏電站包括母線、以及陣列連接于母線的多個光伏發(fā)電模組，無功補(bǔ)償裝置連接于任意一個光伏發(fā)電模組，多個光伏發(fā)電模組的輸出電能通過母線輸送至輸電單元，在輸電單元經(jīng)過升壓后，再輸送至總供電電網(wǎng)。工作時通過諧波監(jiān)測單元對所述光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測，以查找到諧波源所在的位置，接著通過將所述lc無源濾波裝置與諧波源進(jìn)行并聯(lián)，從而實現(xiàn)對諧波的抑制和消除，使系統(tǒng)內(nèi)的諧波降低至規(guī)定范圍內(nèi)，從而減少諧波對電網(wǎng)造成的影響，提高輸出的電能質(zhì)量，提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性，進(jìn)而有利于電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運行。

技術(shù)特征：

1.一種光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：包括，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：所述光伏發(fā)電模組還包括第一監(jiān)測裝置，所述第一監(jiān)測裝置設(shè)置于所述集電線，所述第一監(jiān)測裝置包括第一電壓互感器和第一電流互感器，所述第一電壓互感器用于監(jiān)測所述母線的電壓信號，所述第一電流互感器用于監(jiān)測所述母線的電流信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：所述lc無源濾波裝置還包括第二電壓互感器，所述第二電壓互感器用于監(jiān)測所述lc無源濾波裝置的電壓信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的一種光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：所述輸電單元包括輸送線和升壓裝置，所述升壓裝置安裝于所述輸送線，以對所述光伏電站的輸出電壓進(jìn)行升壓，所述輸送線的輸出端連接至總供電電網(wǎng)，所述輸送線的另一端連接至所述母線，以輸出電能至所述總供電電網(wǎng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：所述諧波監(jiān)測裝置包括裝配于所述輸送線的第一諧波監(jiān)測器和第二諧波監(jiān)測器，所述第一諧波監(jiān)測器配置于所述升壓裝置和所述輸送線的輸出端之間，以監(jiān)測所述輸電單元的諧波源，所述第二諧波監(jiān)測器配置于所述升壓裝置與所述母線之間，以監(jiān)測所述光伏電站的諧波源。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：所述無功補(bǔ)償裝置包括靜止無功發(fā)生器，所述靜止無功發(fā)生器用于平衡所述光伏電站的有功功率和無功功率。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：所述輸電單元還包括供電開關(guān)，所述供電開關(guān)設(shè)置于所述輸送線上靠近所述母線的一端。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：所述光伏電站還包括過壓保護(hù)單元，所述過壓保護(hù)單元包括至少一個過壓保護(hù)器以及至少一個接地開關(guān)，每個所述光伏發(fā)電模組配置一個所述過壓保護(hù)器和一個所述接地開關(guān)，所述過壓保護(hù)器與所述接地開關(guān)并聯(lián)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：還包括控制單元，所述控制單元連接所述諧波監(jiān)測單元以及所述諧波治理單元，以對諧波監(jiān)測單元監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，并發(fā)出執(zhí)行指令。

10.一種光伏電站電網(wǎng)的諧波治理方法，其特征在于：所述諧波治理方法用于對如權(quán)利要求1-9中任意一項所述的光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行諧波治理，所述諧波治理方法包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種光伏電站電網(wǎng)的諧波治理方法，其特征在于：在所述步驟s1中，當(dāng)所述諧波源有一個時，將lc無源濾波裝置與所述諧波源進(jìn)行并聯(lián)，通過所述lc無源濾波裝置對所述諧波源產(chǎn)生的諧波進(jìn)行抵消；

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種光伏電站電網(wǎng)的諧波治理方法，其特征在于：在所述步驟s1以及所述步驟s2中，通過諧波監(jiān)測裝置對所述光伏電站及所述輸電單元進(jìn)行諧波監(jiān)測。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種光伏電站電網(wǎng)的諧波治理方法，其特征在于：在所述步驟s1中，根據(jù)所述諧波監(jiān)測結(jié)果，分析并繪制頻譜圖，根據(jù)頻譜圖獲得不同諧波源的影響分布結(jié)果，根據(jù)不同諧波源的影響大小對其進(jìn)行排序。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種光伏電站電網(wǎng)的諧波治理方法，其特征在于：對所述諧波的監(jiān)測需區(qū)分白天和夜間。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種光伏電站電網(wǎng)系統(tǒng)及其諧波治理方法，包括光伏電站，其包括母線、光伏發(fā)電單元以及無功補(bǔ)償裝置，光伏發(fā)電單元包括多個接入所述母線的陣列光伏發(fā)電模組，所述無功補(bǔ)償裝置連接于其中一個所述光伏發(fā)電模組，每個所述光伏發(fā)電模組包括集電線、斷路器以及發(fā)電回路，所述發(fā)電回路通過所述集電線接入所述母線，所述斷路器用于控制所述集電線的通斷；輸電單元，其與總供電電網(wǎng)相連，所述母線的輸出端連接至所述輸電單元；諧波監(jiān)測單元，其包括至少一個用于監(jiān)測諧波源的諧波監(jiān)測裝置；還包括諧波治理單元。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對光伏電站諧波的抑制和治理，減少諧波對電網(wǎng)造成的危害，進(jìn)而提高輸出的電能質(zhì)量，提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：吳玉鯤,張永才,向昌明,鄭文革,胡海松,崔同敏,白石
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州協(xié)鑫新能源運營科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19