一種自主式的光伏發(fā)電控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，特別是涉及一種自主式的光伏發(fā)電控制系統(tǒng)，屬于光伏電站控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能作為一種清潔的可再生能源，必將成為人類(lèi)生活中重要的能源之一。光伏發(fā)電是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為可以方便使用的電能的重要途徑，正在進(jìn)行大規(guī)模的發(fā)展。由于光伏發(fā)電直接依賴于光照，是一種間歇式能源，當(dāng)太陽(yáng)下山或者陰雨天氣時(shí)，光伏板無(wú)法提供足夠的能量，此時(shí)，電站中的逆變器、箱式變壓器、升壓變以及電站輔助設(shè)施都需要從電網(wǎng)獲取電能。而此時(shí)，若能把發(fā)電單兀從電網(wǎng)中斷開(kāi)，則能有效減少光伏電站的能耗，提尚光伏電站的效率。
[0003]根據(jù)各地有效光照時(shí)數(shù)以及光伏逆變器MPPT窗口電壓范圍的不同，一個(gè)光伏電站平均每天的有效工作時(shí)間大約為5?7小時(shí)，其它時(shí)間里逆變器均處于待機(jī)狀態(tài)，升壓變壓器也就相應(yīng)地處于空載狀態(tài)。一臺(tái)IMVA變壓器的空載損耗一般是在1500W左右，一座1Mff的光伏電站每年僅變壓器的空載損耗就達(dá)10萬(wàn)千瓦時(shí)左右。目前光伏發(fā)電單元的典型供電結(jié)構(gòu)是箱變中配置UPS電源，作為箱變測(cè)控裝置等設(shè)備儀表的工作電源，同時(shí)逆變器小室配置UPS電源作為光伏逆變器和通信管理裝置的工作電源。當(dāng)箱變高壓側(cè)的負(fù)荷開(kāi)關(guān)長(zhǎng)時(shí)間分開(kāi)后，UPS電源放電結(jié)束后，光伏發(fā)電單元將失電，無(wú)法遙控操作負(fù)荷開(kāi)關(guān)，因此，箱變高壓側(cè)的負(fù)荷開(kāi)關(guān)一直處于閉合狀態(tài)。但從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的情況來(lái)看，由于光伏電站的運(yùn)行環(huán)境較惡劣，UPS電源的使用壽命很短，故障率很高，直接影響到光伏發(fā)電場(chǎng)的運(yùn)行。
[0004]隨著電力電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，可以設(shè)計(jì)一種自主式的光伏發(fā)電控制系統(tǒng)，當(dāng)有陽(yáng)光能發(fā)電，且發(fā)電功率大于自身發(fā)電單元的消耗時(shí)，就把發(fā)電單元并到電網(wǎng)中，給電網(wǎng)輸送電能，當(dāng)發(fā)電功率不足時(shí)，就從電網(wǎng)中隔離開(kāi)，避免不必要的電能損耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種自主式的光伏發(fā)電控制系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，當(dāng)太陽(yáng)下山或者陰雨天氣時(shí)，光伏組件無(wú)法提供足夠的能量，此時(shí)，逆變器、箱式變壓器等設(shè)施都需要從電網(wǎng)獲取電能，降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率，UPS電源的使用壽命很短，故障率很高，直接影響到發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行等不足;從而提供制作容易、安全可靠、實(shí)用性強(qiáng)的自主式的光伏發(fā)電系統(tǒng)，提高光伏電站的效率，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種自主式的光伏發(fā)電控制系統(tǒng)，包括依次相連的光伏組件、逆變器、箱式變壓器和高壓側(cè)開(kāi)關(guān)，以及輔助變壓器、雙輸入光伏電源、通信綜合管理裝置和箱變保護(hù)測(cè)控裝置。
[0008]其中，所述輔助變壓器的一端與箱式變壓器的低壓側(cè)相連，輔助變壓器的另一端與雙輸入光伏電源的一輸入端相連，雙輸入光伏電源的另一輸入端與逆變器的輸入端相連;所述雙輸入光伏電源的輸出端分別與逆變器、通信綜合管理裝置和箱變保護(hù)測(cè)控裝置相連用于提供工作電源，所述箱變保護(hù)測(cè)控裝置的輸出端與高壓側(cè)開(kāi)關(guān)相連用于控制高壓側(cè)開(kāi)關(guān)的分與合;所述通信綜合管理裝置分別與逆變器和箱變保護(hù)測(cè)控裝置通信連接，通信綜合管理裝置用于獲取箱式變壓器的功率輸出狀況、逆變器的工作狀況，從而向逆變器發(fā)送開(kāi)機(jī)或停機(jī)指令，以及向箱變保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送指令控制高壓側(cè)開(kāi)關(guān)的分與合。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:還包括與通信綜合管理裝置相連用于信息交互的光伏電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)，所述光伏電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)用于提供光伏電站的地理位置信息和氣象信息。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述光伏電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)與通信綜合管理裝置通過(guò)無(wú)線通訊模塊進(jìn)行信息交互。
[0011 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
通過(guò)箱變保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送控制高壓側(cè)開(kāi)關(guān)的分與合，當(dāng)有陽(yáng)光、光伏組件能發(fā)電，且發(fā)電功率大于自身發(fā)電單元的消耗時(shí)，就把發(fā)電單元并到電網(wǎng)中，給電網(wǎng)輸送電能；當(dāng)發(fā)電功率不足時(shí)，就從電網(wǎng)中隔離開(kāi)，避免不必要的電能損耗;不僅提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行效率，而且通過(guò)省掉UPS電源，可提高電源系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性。在光伏升壓電站沒(méi)有并網(wǎng)的光伏建設(shè)期間，只要有光，雙輸入光伏電源就能給光伏發(fā)電單元供電，可以進(jìn)行光伏發(fā)電單元的調(diào)試工作，能縮短光伏電站的建設(shè)周期。
[0012]上述內(nèi)容僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了更清楚的了解本發(fā)明的技術(shù)手段，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0015]如圖1所示，一種自主式的光伏發(fā)電控制系統(tǒng)，包括依次相連的光伏組件1、逆變器
2、箱式變壓器3和高壓側(cè)開(kāi)關(guān)4，以及輔助變壓器5、雙輸入光伏電源6、通信綜合管理裝置7和箱變保護(hù)測(cè)控裝置8。
[0016]所述輔助變壓器5的一端與箱式變壓器3的低壓側(cè)相連，輔助變壓器5的另一端與雙輸入光伏電源6的一輸入端相連，雙輸入光伏電源6的另一輸入端與逆變器2的輸入端相連;所述雙輸入光伏電源6的輸出端分別與逆變器2、通信綜合管理裝置7和箱變保護(hù)測(cè)控裝置8相連用于提供工作電源，所述箱變保護(hù)測(cè)控裝置8的輸出端與高壓側(cè)開(kāi)關(guān)4相連用于控制高壓側(cè)開(kāi)關(guān)4的分與合;所述通信綜合管理裝置7分別與逆變器2和箱變保護(hù)測(cè)控裝置8通信連接，通信綜合管理裝置7用于獲取箱式變壓器3的功率輸出狀況、逆變器2的工作狀況，從而向逆變器2發(fā)送開(kāi)機(jī)或停機(jī)指令，以及向箱變保護(hù)測(cè)控裝置8發(fā)送指令控制高壓側(cè)開(kāi)關(guān)4的分與合。
[0017]本發(fā)明提供的一種自主式的光伏發(fā)電控制系統(tǒng)還包括與通信綜合管理裝置5相連并通過(guò)無(wú)線通訊模塊進(jìn)行信息交互的光伏電站綜合監(jiān)控9系統(tǒng)，所述光伏電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)9用于提供光伏電站的地理位置信息和氣象信息。
[0018]其中，雙輸入光伏電源6是一種雙輸入的開(kāi)關(guān)電源，它既能在交流220V電源供電的情況下工作，也可以利用光伏組件I輸出的高壓直流電源工作，通過(guò)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，正常工作時(shí)輸出穩(wěn)定的220V電源。本實(shí)施例中，雙輸入光伏電源6的雙輸入端分別與輔助變壓器5和逆變器2的輸入側(cè)相連，實(shí)現(xiàn)從輔助變壓器5和光伏組件I進(jìn)行取電；而雙輸入光伏電源6的輸出側(cè)分別與逆變器2、通信綜合管理裝置7和箱變保護(hù)測(cè)控裝置8的電源端子相連，為它們提供工作電源。輔助變壓器5連接在箱式變壓器3的低壓側(cè)，在箱式變壓器3有電的情況下，可以實(shí)現(xiàn)直接從電網(wǎng)取電。
[0019]本發(fā)明中，通信綜合管理裝置與逆變器通信，實(shí)時(shí)獲取逆變器的輸出功率，當(dāng)太陽(yáng)下山或其他原因使得逆變器的輸出功率長(zhǎng)時(shí)間低于箱變的空載損耗時(shí)，通信綜合管理裝置給逆變器和箱變保護(hù)測(cè)控裝置下發(fā)停機(jī)指令，逆變器進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)，箱變保護(hù)測(cè)控裝置斷開(kāi)高壓側(cè)開(kāi)關(guān)，使得整個(gè)發(fā)電單元與電網(wǎng)隔離。同時(shí)，通訊綜合管理裝置把本單元的所有狀態(tài)上送給光伏電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)。
[0020]當(dāng)太陽(yáng)升起時(shí)，雙輸入光伏電源在光伏組件輸出電壓的激勵(lì)下自動(dòng)開(kāi)始工作，輸出220V電壓，通信綜合管理裝置和箱變保護(hù)測(cè)控裝置都可以上電重新工作;通信綜合管理裝置根據(jù)箱變的狀態(tài)和光伏電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的要求，下發(fā)命令給箱變保護(hù)測(cè)控裝置合上高壓側(cè)開(kāi)關(guān)，使得整個(gè)光伏發(fā)電單元帶電，逆變器正常工作，按照要求輸出功率，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)光伏發(fā)電單元的自主控制。
[0021 ]本發(fā)明解決了光伏發(fā)電單元的供電問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電單元的自主控制，實(shí)現(xiàn)能輸出功率并網(wǎng)向系統(tǒng)輸送電能，不能發(fā)電就自動(dòng)從電網(wǎng)隔離開(kāi)，減少待機(jī)狀態(tài)的功率損耗，從而提高整個(gè)光伏電站的發(fā)電效率。同時(shí)，其中設(shè)計(jì)的雙輸入開(kāi)關(guān)電源，與UPS電源相比，因不含大容量的儲(chǔ)能單元，對(duì)環(huán)境的耐受性強(qiáng)，運(yùn)行壽命長(zhǎng)，可以提高光伏電站的可靠性，減少光伏電站的運(yùn)行維護(hù)成本。而且，設(shè)計(jì)的自主式光伏發(fā)電系統(tǒng)更加獨(dú)立，在建設(shè)過(guò)程中，可以在光伏電站并網(wǎng)之前就可以進(jìn)行電氣調(diào)試，縮短工程周期。
[0022]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何的簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自主式的光伏發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于:包括依次相連的光伏組件、逆變器、箱式變壓器和高壓側(cè)開(kāi)關(guān)，以及輔助變壓器、雙輸入光伏電源、通信綜合管理裝置和箱變保護(hù)測(cè)控裝置； 所述輔助變壓器的一端與箱式變壓器的低壓側(cè)相連，輔助變壓器的另一端與雙輸入光伏電源的一輸入端相連，雙輸入光伏電源的另一輸入端與逆變器的輸入端相連;所述雙輸入光伏電源的輸出端分別與逆變器、通信綜合管理裝置和箱變保護(hù)測(cè)控裝置相連用于提供工作電源，所述箱變保護(hù)測(cè)控裝置的輸出端與高壓側(cè)開(kāi)關(guān)相連用于控制高壓側(cè)開(kāi)關(guān)的分與合； 所述通信綜合管理裝置分別與逆變器和箱變保護(hù)測(cè)控裝置通信連接，通信綜合管理裝置用于獲取箱式變壓器的功率輸出狀況、逆變器的工作狀況，從而向逆變器發(fā)送開(kāi)機(jī)或停機(jī)指令，以及向箱變保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送指令控制高壓側(cè)開(kāi)關(guān)的分與合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自主式的光伏發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括與通信綜合管理裝置相連用于信息交互的光伏電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)，所述光伏電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)用于提供光伏電站的地理位置信息和氣象信息。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自主式的光伏發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于:所述光伏電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)與通信綜合管理裝置通過(guò)無(wú)線通訊模塊進(jìn)行信息交互。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自主式的光伏發(fā)電控制系統(tǒng)，包括依次相連的光伏組件、逆變器、箱式變壓器和高壓側(cè)開(kāi)關(guān)，以及輔助變壓器、雙輸入光伏電源、通信綜合管理裝置和箱變保護(hù)測(cè)控裝置；輔助變壓器的一端與箱式變壓器的低壓側(cè)相連，另一端與雙輸入光伏電源的一輸入端相連；雙輸入光伏電源的另一輸入端與逆變器的輸入端相連，雙輸入光伏電源的輸出端分別與逆變器、通信綜合管理裝置和箱變保護(hù)測(cè)控裝置相連；箱變保護(hù)測(cè)控裝置的輸出端與高壓側(cè)開(kāi)關(guān)相連；通信綜合管理裝置分別與逆變器和箱變保護(hù)測(cè)控裝置通信連接，用于向逆變器發(fā)送開(kāi)機(jī)或停機(jī)指令，以及向箱變保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送指令控制高壓側(cè)開(kāi)關(guān)的分與合。可提高光伏電站的電源系統(tǒng)可靠性及運(yùn)行效率。
【IPC分類(lèi)】H02S10/00, H02J3/38, H02J13/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105529983
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610134427
【發(fā)明人】李永國(guó), 郇國(guó)斌, 王楓, 張明月, 龍良雨, 朱博
【申請(qǐng)人】國(guó)電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2016年3月9日