[發(fā)明專利]基于光伏系統(tǒng)的用戶側分布式電源即插即用電源管理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210326197.9
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN102882225A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設計）人: 郭明珠;田世明
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)領域，具體涉及一種基于光伏系統(tǒng)的用戶側分布式電源即插即用電源管理系統(tǒng)。

背景技術

隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，在今后的電力系統(tǒng)中，分布式電源的比例里越來越高，分布式電源的大量接入，要求其即插即用的快速化、標準化強烈，同時分布式電源接入會導致電網(wǎng)電能質(zhì)量難以得到保證，研究解決分布式電源接入帶來的各種實際問題具有重要的意義，通過研究合理的即插即用解決方案，緩解甚至消除這些影響，也就意味著分布式電源可以又好的方式接入，以適應新的需求。

1、即插即用技術

即插即用是微軟為Windows?95和后來的操作系統(tǒng)開發(fā)的一種功能，用于讓用戶將設備插入計算機，并讓計算機識別該設備的存在。隨著微軟的參與，即插即用(PnP)已被一個開放的行業(yè)標準，通用即插即用(UPnP)，所取代。通用即插即用是在無縫裝置插件上使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。

設備的“即插即用”指新的設備可以從物理上接入測控系統(tǒng)網(wǎng)絡，同時，監(jiān)控中心就可以自動識別新接入的設備，并可以對新設備加以管理。監(jiān)控中心要實現(xiàn)的基本功能大致可包括如下幾部分：自動識別新添加的設備；確定新設備功能和服務；創(chuàng)建完整的設備配置信息，并控制設備的工作和獲取設備當前的狀態(tài)。實現(xiàn)了即插即用，自動識別的測控系統(tǒng)就具有了一定的可擴展和自適應的能力，當有新設備接入到網(wǎng)絡時，監(jiān)控中心可以自動識別新插入的設備并對其進行管理，而不需要更改調(diào)度系統(tǒng)的應用程序，既減輕了系統(tǒng)編碼的復雜性，使其更容易維護，又提高了系統(tǒng)的靈活性，使系統(tǒng)趨向智能化。

2、光伏逆變器控制技術

通過對逆變器輸出電流矢量的控制實現(xiàn)并網(wǎng)及網(wǎng)側有功和無功的控制?？刂齐娐返哪康木褪强刂撇⒕W(wǎng)逆變器六個開關管的通斷，產(chǎn)生與正弦波等效的一系列等幅不等寬的矩形脈沖波形，等效的原則是每一區(qū)間的面積相等。如果把一個正弦半波分作n等份，然后把每一等份的正弦曲線與橫軸所包圍的面積都用一個與此面積相等的等高矩形脈沖來代替，矩形脈沖的中點與正弦波每一等份的中點重合，而寬度是按正弦規(guī)律變化。這樣，由n個等幅而不等寬的矩形脈沖所組成的波形就與正弦半周等效。同樣，正弦波負半周也可用相同方法與一系列負脈沖波來等效。矢量控制最初用于控制異步電機，把交流電動機等效為直流電動機控制，后來經(jīng)過多年的發(fā)展，逐漸形成了一套比較完整的矢量控制理論體系。最近二十多年來由于電力電子、計算機及微電子技術的飛速發(fā)展，矢量控制技術在高性能交流驅動領域的應用已經(jīng)越來越廣泛。矢量控制大大簡化了控制的難度，并會獲得較好的控制效果。矢量控制由兩個電流內(nèi)環(huán)、一個電壓外環(huán)的雙閉環(huán)系統(tǒng)，來達到實際需要的精度和動靜態(tài)性能。這種方法是取直流側電壓與給定電壓比較，產(chǎn)生作為輸入的直軸電流，取逆變器側電感電流作為反饋，產(chǎn)生控制逆變器的脈沖信號。當發(fā)電機的直流電壓不穩(wěn)定時，通過逆變器側電感電流的反饋，可以調(diào)節(jié)逆變器6個開關管通斷時間，使其輸出與電網(wǎng)電壓幅值、相位相吻合。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種基于光伏系統(tǒng)的用戶側分布式電源即插即用電源管理系統(tǒng)，通過跟蹤在分布式電源并網(wǎng)和離網(wǎng)瞬間產(chǎn)生的瞬間沖擊電壓、電流，以軟件的快速采樣和算法處理并網(wǎng)和離網(wǎng)時電壓峰值變化，控制逆變器實現(xiàn)電流源方式運行，實現(xiàn)分布式電源的有功/無功控制，最終緩解或消除這些影響。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于光伏系統(tǒng)的用戶側分布式電源即插即用電源管理系統(tǒng)，其包括：光伏陣列和儲能單元；其改進之處在于，所述系統(tǒng)包括：分別與所述光伏陣列和所述儲能單元配合的即插即用光伏逆變器；其中，儲能單元起輔助作用，通過逆變器的通信接口實現(xiàn)與遠程電力調(diào)度中心的即時通信功能，達到本地電源管理系統(tǒng)的即插即用和能量管控功能。

本發(fā)明提供的優(yōu)選技術方案中，所述儲能單元包括：儲能電池組和與其進行配合的儲能逆變器電氣柜。

本發(fā)明提供的第二優(yōu)選技術方案中，所述光伏逆變器包括：分布式電源控制器、功率主電路、檢測接口、通信接口、可控功率接口A、B、和機械接口；所述功率主電路完成所述光伏陣列的直流到交流轉換，并通過可控功率接口A接入外部電網(wǎng)；所述分布式電源控制器通過所述通信接口向遠程電網(wǎng)調(diào)度中心實時通信；所述檢測接口接收來自PT、CT感知到的外部電網(wǎng)的同步頻率和電壓幅值；可控功率接口A實現(xiàn)光伏陣列能量的傳遞；可控功率接口B實現(xiàn)儲能電池組能量的傳遞；機械接口分別接收可控功率接口A和可控功率接口B傳遞的能量。

本發(fā)明提供的第三優(yōu)選技術方案中，所述功率主電路為直流-交流變換器。