防分布式發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)倒灌電功率的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及一種防電網(wǎng)倒灌電功率的控制系統(tǒng)，確切的說，設(shè)及一種防分布 式發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)倒灌電功率（逆功率）的系統(tǒng)，它特別適合于用來防基于光伏的分布式 發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)倒灌功率。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國將光伏發(fā)電、風能發(fā)電等作為新能源的發(fā)展重點。目前，光伏、風力等發(fā) 電系統(tǒng)主要分為獨立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)兩大類，其中獨立發(fā)電系統(tǒng)的主要目的是： 為一定區(qū)域內(nèi)的負載供電，然而由于太陽能、風能等新能源受環(huán)境和氣候的影響較大，具有 明顯的間歇性，為了高效、可靠地給負載供電，一般采用并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，在發(fā)電功率大于本 地負載所需功率時，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可能會向電網(wǎng)輸送電能，基于目前國內(nèi)電網(wǎng)的技術(shù)水平 和管理水平等方面的因素，國家電網(wǎng)公司通常要求光伏并網(wǎng)系統(tǒng)W不可逆發(fā)電方式接入電 網(wǎng)，即光伏并網(wǎng)系統(tǒng)所發(fā)的電能由本地負載消耗，多余的電能不允許通過低壓配電變壓器 向上級電網(wǎng)送電，為此，國家電網(wǎng)公司出臺的《國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定 (試行）》明確規(guī)定：當光伏電站設(shè)計為不可逆并網(wǎng)方式時，應(yīng)配置逆向功率保護設(shè)備，當檢 測到逆向電流超過光伏電站額定輸出的5%時，逆向功率保護應(yīng)在0.5-2秒內(nèi)將光伏電站 與電網(wǎng)斷開。
[0003] 對于分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)而言，防止將剩余電能送入電網(wǎng)是分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 必不可少的功能。針對該功能和國家電網(wǎng)公司對分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)所出臺《規(guī)定》，國內(nèi) 有非常多的企業(yè)（如許繼電氣、陽光電源、創(chuàng)特電氣、易事特電源等）和研究機構(gòu)研究防逆 流的技術(shù)或裝置，并且申請了相應(yīng)的專利，用來保護各自的技術(shù)。
[0004] 如中國專利《一種防逆電流裝置》(201120090188. 5)公開了一種防逆流裝置，該專 利的技術(shù)方案是；通過電壓與電流的測控儀表檢測并網(wǎng)點的電流/電壓，W此來判斷是否 有多余電能送入電網(wǎng)，并且在發(fā)生多余電能進入電網(wǎng)時，采用補救措施來防止逆功率送入 電網(wǎng)，因此該技術(shù)方案對于逆功率采取的是事后補救的方法，雖然起到了一定作用，但是依 然存在將多余電能被送入電網(wǎng)的情況，該可能會危及電網(wǎng)的安全運行。
[0005] 專利《一種應(yīng)用于分布式發(fā)電并網(wǎng)接入防逆流智能檢測方法》(CN103779834)該專 利的技術(shù)方案是通過檢測并網(wǎng)點的電壓、電流W及電壓和電流的相位差來判斷光伏并網(wǎng)系 統(tǒng)是否發(fā)生了逆流，然后決定是否斷開逆變器，即專利CN103779834采用"通-斷"方式防 逆功率。
[0006] 專利《一種并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)防逆流方法和裝置》（CN102868181A)的技術(shù)方案是通過 檢測本地負載的功率來調(diào)節(jié)逆變器的輸出功率，從而防止逆功率流入電網(wǎng)，上述專利公開 的防逆功率技術(shù)都是開環(huán)控制方案，此技術(shù)方案存在分布式發(fā)電系統(tǒng)中的負載功率不容易 檢測和逆功率控制不精確等缺點。 【實用新型內(nèi)容】
[0007] 基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多問題，本實用新型提供了一種防分布式發(fā)電系統(tǒng)向電 網(wǎng)倒灌電功率的系統(tǒng)，其中，包括；分布式發(fā)電裝置和防逆功率裝置；
[000引所述分布式發(fā)電裝置包括電網(wǎng)和若干光伏逆變器，各所述光伏逆變器均各自連接 有一隔離變壓器，并通過所述隔離變壓器連接至所述電網(wǎng)，且各所述光伏逆變器通過隔離 變壓器連接到一本地負載；
[0009] 所述防逆功率裝置包括相連的采樣調(diào)理板和控制電路板，所述采樣調(diào)理板獲取流 入所述電網(wǎng)的3路線電流和所述電網(wǎng)的2路線電壓，并傳送至所述控制電路板，籍由所述控 制電路板生成實時電流指令發(fā)送至各所述光伏逆變器的控制單元；
[0010] 其中，各所述光伏逆變器與隔離變壓器之間均設(shè)置有一斷路器，所述電網(wǎng)與所述 變壓器之間還設(shè)置有一總斷路器，電網(wǎng)輸入端設(shè)有霍爾電流傳感器；
[0011] 各所述光伏逆變器均包括一個=相逆變橋，且各所述=相逆變橋均連接一串光伏 電池板。
[0012] 上述的防分布式發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)倒灌電功率的系統(tǒng)，其中，所述控制電路板通過 485總線將實時電流指令發(fā)送至各所述光伏逆變器的控制單元；該電流指令為有功電流指 令和無功電流指令。
[0013] 上述的防分布式發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)倒灌電功率的系統(tǒng)，其中，各所述S相逆變橋的 =個輸出端均串聯(lián)有兩個電感；
[0014] 任意一輸出端串聯(lián)的兩個電感之間連接有一S角形連接的電容器，該電容器的S 端分別連接到串聯(lián)的兩個電感之間。
[0015] 同時本實用新型提供了一種防分布式發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)倒灌功率的控制方法，其 中，包括如下步驟：
[0016] 步驟S1 ;對電網(wǎng)的電流/電壓進行采樣；
[0017] 步驟S2 ;對采樣的電流/電壓進行變換，然后計算電網(wǎng)的電功率，所述電功率包括 有功功率Pstruct. P、無功功率Pstruct. q和視在功率Pstruct. S ;
[0018] 步驟S3 ;控制無功功率Pstruct. q及限幅處理，得到無功電流指令；
[0019] 步驟S4 ;若流向電網(wǎng)的視在功率Pstruct.S小于等于整個分布式發(fā)電系統(tǒng)額定容 量的5%，則令控制標志變量化de^_control_f lag=1，并且控制有功功率，得到有功電流 指令；
[0020] 若流向電網(wǎng)的視在功率Pstruct.S大于整個分布式發(fā)電系統(tǒng)額定容量的一預(yù)設(shè) 值，并且有功功率Pstruct. p<0和控制標志變量化de^_control_f lag=1兩者均成立，貝U 控制有功功率；
[0021] 若有功功率Pstruct. p<0和控制標志變量Unde;r5_cont;rol_flag=0均成立，貝Ij 逐漸增大有功電流電流指令，實現(xiàn)逆變器的軟啟動；
[0022] 若流向電網(wǎng)的視在功率Pstruct.S大于整個分布式發(fā)電系統(tǒng)額定容量的一預(yù)設(shè) 值，且有功功率Pstruct. p〉0和1秒鐘計時標志0ver5_Time_Delay<40成立，則控制有功功 率，輸出有功和電流指令，若〇ver5_Time_Delay<40不成立，則讓有功電流指令置"0";
[0023] 步驟S5 ;通過總線向分布式發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器發(fā)送有功電流指令和無功電流 指令；
[0024]步驟S6 ;各逆變器根據(jù)收到的電流指令調(diào)節(jié)各自的輸出功率，并將電流接至所述 電網(wǎng)；
[0025] 步驟S7 ;重復(fù)進行步驟SI~步驟S6,直到流向電網(wǎng)的功率為0,W防止分布式發(fā) 電系統(tǒng)向電網(wǎng)倒灌功率。
[0026] 上述的方法，其中，在電網(wǎng)采樣得到電流1,。、1,6、1,?；半妷?1。6、11。。后，對采樣的 電流/電壓進行Clark變換，其變換的公式如下；
【主權(quán)項】
1. 一種防分布式發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)倒灌電功率的系統(tǒng)，其特征在于，包括：分布式發(fā)電 裝置和防逆功率裝置； 所述分布式發(fā)電裝置包括電網(wǎng)和若干光伏逆變器，各所述光伏逆變器均各自連接有一 隔離變壓器，并通過所述隔離變壓器連接至所述電網(wǎng)，且各所述光伏逆變器通過隔離變壓 器連接到一本地負載； 所述防逆功率裝置包括相連的采樣調(diào)理板和控制電路板，所述采樣調(diào)理板獲取流入所 述電網(wǎng)的3路線電流和所述電網(wǎng)的2路線電壓，并傳送至所述控制電路板，籍由所述控制電 路板生成實時電流指令發(fā)送至各所述光伏逆變器的控制單元； 其中，各所述光伏逆變器與隔離變壓器之間均設(shè)置有一斷路器，所述電網(wǎng)與所述變壓 器之間還設(shè)置有一總斷路器，電網(wǎng)輸入端設(shè)有霍爾電流傳感器； 各所述光伏逆變器均包括一個三相逆變橋，且各所述三相逆變橋均連接一串光伏電池 板。
2. 如權(quán)利要求1所述的防分布式發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)倒灌電功率的系統(tǒng)，其特征在于，所 述控制電路板通過485總線將實時電流指令發(fā)送至各所述光伏逆變器的控制單元； 所述實時電流指令為有功電流指令和無功電流指令。
3. 如權(quán)利要求1所述的防分布式發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)倒灌電功率的系統(tǒng)，其特征在于，各 所述三相逆變橋的三個輸出端均串聯(lián)有兩個電感； 任意一輸出端串聯(lián)的兩個電感之間連接有一三角形連接的電容器，該電容器的三端分 別連接到串聯(lián)的兩個電感之間。
【專利摘要】本實用新型涉及一種防分布式發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)倒灌電功率的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由電網(wǎng)、光伏逆變器、隔離變壓器、采樣調(diào)理板和控制電路板構(gòu)成，該系統(tǒng)通過監(jiān)測網(wǎng)點的逆功率，并且由控制算法產(chǎn)生電流指令，光伏逆變器根據(jù)電流指令調(diào)整輸出功率，保證分布式發(fā)電系統(tǒng)輸出的電功率和負載功率相匹配。分布式發(fā)電系統(tǒng)輸出的功率和負載功率之間的動態(tài)匹配關(guān)系確保了并網(wǎng)點的逆功率不會超過電網(wǎng)公司所規(guī)定的值，因此，本實用新型技術(shù)方案可徹底解決分布式發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)倒灌功率的問題。
【IPC分類】H02J3-38
【公開號】CN204517422
【申請?zhí)枴緾N201520229109
【發(fā)明人】陳紅兵, 薛建科, 湯全國, 袁澤強
【申請人】湖北追日電氣股份有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月15日