[發(fā)明專利]一種分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310399030.X
• 申請(qǐng)日: 2013-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN103427441A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫秋野;張化光;洪歡;郭思源;程啟富;馬大中;黃博南;羅艷紅;滕菲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源發(fā)電與電氣技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)的新能源發(fā)電呈現(xiàn)出快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，尤其是風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)日趨受到重視。在我國(guó)的新能源并網(wǎng)裝機(jī)總?cè)萘恐校L(fēng)電并網(wǎng)容量位居榜首。然而，單一的風(fēng)能或單一的太陽(yáng)能在無(wú)風(fēng)和陰雨天以及惡劣的氣候條件下均無(wú)法保證電能的連續(xù)供應(yīng)，因而單一風(fēng)能發(fā)電或單一的太陽(yáng)能發(fā)電具有間歇性、隨機(jī)性、可調(diào)度性差的特點(diǎn)。在電網(wǎng)接納能力不能自行調(diào)理的情況下，大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)會(huì)造成配電網(wǎng)中電能質(zhì)量的下降，影響用電設(shè)備以及威脅用戶的生命安全，因此為了保證配電網(wǎng)的穩(wěn)定性，需保證新能源發(fā)電的穩(wěn)定性以及接入電網(wǎng)的可靠性。目前研究的風(fēng)光互補(bǔ)技術(shù)，雖然能一定程度上減少風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電的輸出電壓的波動(dòng)，但需要儲(chǔ)能蓄電池不斷地充放電來(lái)維持，而蓄電池的長(zhǎng)期不斷充放電將減少蓄電池使用壽命，進(jìn)而將給系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置，包括：

發(fā)電單元、發(fā)電端反饋式控制單元、逆變器、線路濾波器、斷路器和并網(wǎng)端斷路控制單元；

發(fā)電單元包括：風(fēng)能發(fā)電單元、太陽(yáng)能發(fā)電單元、燃料電池發(fā)電單元、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元和直流匯流單元；風(fēng)能發(fā)電單元的輸出端、太陽(yáng)能發(fā)電單元的輸出端、燃料電池發(fā)電單元的輸出端和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的輸出端均連接直流匯流單元的輸入端，直流匯流單元的輸出端連接逆變器的輸入端；

發(fā)電端反饋式控制單元包括傳感器模塊、電壓互感器、電流互感器、數(shù)據(jù)采樣模塊、A／D轉(zhuǎn)換器、RAM和微處理器；傳感器模塊的輸入端分別連接風(fēng)能發(fā)電單元的輸出端、太陽(yáng)能發(fā)電單元的輸出端、燃料電池發(fā)電單元的輸出端和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的輸出端；傳感器模塊有4組，且每組傳感器模塊包括溫度傳感器、風(fēng)速傳感器、氣壓傳感器和光強(qiáng)傳感器，各傳感器模塊分別與其對(duì)應(yīng)的各發(fā)電單元置于同一環(huán)境，各傳感器的輸出端連接數(shù)據(jù)采樣模塊的輸入端；電壓互感器的輸入端和電流互感器的輸入端均連接直流匯流單元的輸出端，電壓互感器的輸出端及電流互感器的輸出端均連接數(shù)據(jù)采樣模塊的輸入端；數(shù)據(jù)采樣模塊包括多路開關(guān)、采樣保持電路和可編程增益控制放大器，多路開關(guān)的輸入端作為數(shù)據(jù)采樣模塊的輸入端分別連接各傳感器的輸出端、電壓互感器的輸出端和電流互感器的輸出端，多路開關(guān)的輸出端連接采樣保持電路的輸入端，采樣保持電路的輸出端連接可編程增益控制放大器的輸入端，可編程增益控制放大器的輸出端作為數(shù)據(jù)采樣模塊的輸出端連接A／D轉(zhuǎn)換器的輸入端；A／D轉(zhuǎn)換器的輸出端分別連接RAM的輸入端和微處理器的輸入端，微處理器的輸出端分別連接多路開關(guān)的地址選擇端、采樣保持電路的控制端、可編程增益控制放大器的控制端、A／D轉(zhuǎn)換器的控制端、RAM的控制端、燃料電池發(fā)電單元的輸入端及燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的輸入端；

逆變器的輸出端連接線路濾波器的輸入端；線路濾波器的輸出端連接斷路器的輸入端；斷路器的輸出端接入電網(wǎng)；

并網(wǎng)端斷路控制單元包括信號(hào)采集模塊、信號(hào)調(diào)制模塊、DSP處理單元和上位機(jī)；信號(hào)采集模塊的輸入端分別連接逆變器的輸出端及電網(wǎng)的輸入端，信號(hào)采集模塊的輸出端連接信號(hào)調(diào)制模塊的輸入端；信號(hào)調(diào)制模塊的輸出端連接DSP處理單元的輸入端；DSP處理單元的輸出端分別連接斷路器的控制端、逆變器的輸入端及上位機(jī)的輸入端。

風(fēng)能發(fā)電單元、太陽(yáng)能發(fā)電單元、燃料電池發(fā)電單元及燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元均獨(dú)立發(fā)電，風(fēng)能發(fā)電單元及太陽(yáng)能發(fā)電單元為主發(fā)電單元，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元及燃料電池發(fā)電單元為補(bǔ)償發(fā)電單元。

發(fā)電端反饋式控制單元實(shí)時(shí)檢測(cè)直流匯流單元的實(shí)際輸出電壓、實(shí)際輸出電流和實(shí)際輸出功率，根據(jù)實(shí)際輸出電壓與額定電壓之差、實(shí)際輸出電流與額定電流之差和實(shí)際輸出功率與額定功率之差，實(shí)時(shí)調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的氣體體積流速、燃料電池發(fā)電單元的燃料電池組數(shù)和每組燃料電池?cái)?shù)，以補(bǔ)償實(shí)際輸出電壓與額定電壓之差、實(shí)際輸出電流與額定電流之差和實(shí)際輸出功率與額定功率之差。

并網(wǎng)端斷路控制單元實(shí)時(shí)采集逆變器與并網(wǎng)點(diǎn)間的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，根據(jù)并網(wǎng)條件及并網(wǎng)穩(wěn)定性系數(shù)判斷是否并網(wǎng)并根據(jù)判斷結(jié)果控制斷路器的通斷。

信號(hào)采集模塊包括多個(gè)交流電壓互感器和多個(gè)交流電流互感器。

采用分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置來(lái)控制分布式混合新能源發(fā)電與并網(wǎng)的方法，包括如下步驟：