[發(fā)明專利]太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的無功功率補(bǔ)償

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910173511.2
• 申請(qǐng)日: 2009-09-15
• 公開（公告）號(hào): CN101677184A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·J·加爾塞斯;劉艷;M·德魯伊;S·波斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18;H02J3/38
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王 岳;李家麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例總體上涉及用于補(bǔ)償電力系統(tǒng)中的無功功率的方 法和系統(tǒng)，并且特別是涉及用于補(bǔ)償太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的無功功率的方 法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

輸電和配電網(wǎng)將電能從發(fā)電設(shè)施傳輸給最終用戶。輸電和配電系統(tǒng) 上的電壓管理是針對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定工作和設(shè)計(jì)而考慮的因素之一。無功功 率流可受到例如電源、輸電和配電系統(tǒng)中的變化、分流無功元件(shunt reactive?element)的添加以及負(fù)載的影響。

從電力輸送的立場(chǎng)來看無功功率是重要的。在典型的電力系統(tǒng)中， 無功功率流對(duì)電壓有影響。因?yàn)榇蠖鄶?shù)輸電系統(tǒng)都是電感性的，所以增 加無功電流分量(即電容性的無功伏安或VAR)將導(dǎo)致電壓升高。相反， 減少無功功率分量(即電感性VAR)將導(dǎo)致電壓降低。另外，導(dǎo)致電壓 升高的過多無功功率流可使過度壓力施加在傳輸線、變壓器和其它電氣 部件上。

無功功率補(bǔ)償技術(shù)已經(jīng)通過提供基于有效功率生成(real?power generation)的VAR支持和功率因數(shù)(power?factor)控制得以解決。 然而，VAR支持和功率因數(shù)控制具有一些缺點(diǎn)。例如，VAR支持增加了 無功功率并且不影響有效功率。因此，發(fā)電機(jī)的總性能未得到利用，因 為VAR支持與有效功率輸出和無功功率輸出的平方成比例。而且，功率 因數(shù)控制可能為了內(nèi)在地維持期望電壓而偶爾造成不期望的行為，諸如 引入電容。

因此，需要增強(qiáng)型無功功率控制以動(dòng)態(tài)地解決發(fā)電系統(tǒng)中的波動(dòng)情 況。

發(fā)明內(nèi)容

提出了一種提供無功功率支持的方法。所述方法包括檢測(cè)分布式太陽(yáng) 能發(fā)電系統(tǒng)中的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)中的至少一個(gè)。所述發(fā)電系統(tǒng)包括經(jīng)由逆變 器耦合到電網(wǎng)的多個(gè)光伏模塊。所述方法進(jìn)一步包括感測(cè)耦合到所述分布 式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的所述光伏模塊的狀態(tài)并基于所感測(cè)到的狀態(tài)和所檢測(cè) 到的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)來確定無功功率測(cè)量。使用所述無功功率測(cè)量來生成無功功 率命令。進(jìn)一步使用所述無功功率命令來補(bǔ)償所述分布式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng) 中的無功功率。

在一個(gè)實(shí)施例中，提出了一種具有耦合到電網(wǎng)的多個(gè)光伏模塊的系 統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)與相應(yīng)的光伏模塊進(jìn)行耦合的逆變器。多個(gè)感 測(cè)裝置耦合到電網(wǎng)并被配置為感測(cè)至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和無功功率測(cè)量。所 述系統(tǒng)進(jìn)一步包括耦合到所述至少一個(gè)逆變器的優(yōu)化控制器，所述優(yōu)化控 制器被配置為生成無功功率命令。所述無功功率命令被用于基于所述至少 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和所感測(cè)到的狀態(tài)來補(bǔ)償所述分布式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的無 功功率。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提出了一種用于優(yōu)化無功功率補(bǔ)償?shù)脑O(shè) 備。所述設(shè)備包括被配置為接收多個(gè)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和逆變器狀況的接收器，所 述逆變器耦合到與電網(wǎng)耦合的分布式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的光伏模塊。存儲(chǔ) 器耦合到所述接收器以存儲(chǔ)所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和所述狀況。至少一個(gè)處理 器耦合到所述接收器，并且被配置為基于所述網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和所述狀況來計(jì)算 用于分布式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的無功功率測(cè)量。所述處理器被配置為基于所 述無功功率測(cè)量來生成無功功率命令。所述設(shè)備進(jìn)一步包括耦合到所述處 理器的發(fā)射器(transmitter)，所述發(fā)射器被配置為將所述無功功率命令 傳輸給所述逆變器以補(bǔ)償所述分布式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的無功功率。

附圖說明

當(dāng)參照附圖讀完下面的詳細(xì)說明時(shí)，將可以更好地理解本發(fā)明的這 些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，在整個(gè)附圖中，相似標(biāo)號(hào)表示相似部分。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的方面的包括光伏模塊的分布式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng) 的框圖表示；

圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于補(bǔ)償無功功率的方法的流程圖；

圖3是圖1中的光伏模塊耦合到電網(wǎng)的示意性表示；

圖4示出如圖1中所實(shí)施的控制器的框圖。

具體實(shí)施方式

容易理解，可以以各種各樣的不同配置來設(shè)置和設(shè)計(jì)在此處圖中所 一般說明和示出的實(shí)施例的部件。因而，下面的各個(gè)實(shí)施例的更詳細(xì)說 明(如在圖中所表示的)，并不意旨限制本發(fā)明的范圍(如所要求的)， 而是僅僅代表各個(gè)實(shí)施例。雖然實(shí)施例的各個(gè)方面被呈現(xiàn)在圖示中，但 是除非具體指出，所述圖示未必按照比列繪制。

短語“連接到”、“耦合到”以及“與...通信”指兩個(gè)或更多實(shí)體之 間的任何形式的相互作用，包括機(jī)械、電、磁、電磁、流體以及熱相互 作用。兩個(gè)部件可被相互耦合，即使這兩個(gè)部件相互不直接接觸。