[實用新型]一種分布式新能源發電系統的雙向并網逆變裝置

有效

• 申請號: 201320250829.8
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN203278263U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 李昕同;孫秋野;騰菲;劉思陽;宋嵩
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/797;G01R31/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本實用新型屬于分布式新能源發電與電氣技術領域，具體涉及一種分布式新能源發電系統的雙向并網逆變裝置。

背景技術

能源是人類經濟及文化活動的來源。電能憑借其方便清潔等諸多優勢穩居能源通貨的地位。隨著全球各地的化石能源日益枯竭，新能源（如風能、太陽能等）分布式發電以其獨有的特點越來越受到了人們的關注。但孤島效應成為制約分布式發電技術發展的主要因素。其原因主要是分布式發電技術不同于傳統大電廠發電、大電網輸電的供配電技術，由于其自身發電容量小、布局分散等特點，傳統的調度方式不能進行有效控制，這樣當接入電網發生故障就會使并網分布式發電系統陷入孤島狀態。為了提高并網分布式發電系統并網的可靠性、可控性，充分發揮分布式發電系統的優勢，各國對于并網分布式發電系統都要求具有孤島效應檢測功能。

目前孤島檢測的方法已有很多種，主要分為主動檢測、被動檢測和基于通信的孤島檢測。但這些方法各有不足，例如主動檢測會對電網產生擾動，被動檢測閾值選取困難，盲區較大等缺點。

同時，由于分布式新能源并網技術的不足，為避免分布式新能源對電網造成沖擊，導致用戶端并網的相關法規較為嚴格，這嚴重限制了分布式新能源的發展。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本實用新型提供一種分布式新能源發電系統的雙向并網逆變裝置。

本實用新型的技術方案是：

一種分布式新能源發電系統的雙向并網逆變裝置，包括信號采集單元、主控單元、整流逆變單元和蓄電單元。

所述信號采集單元包括第一信號采集單元和第二信號采集單元，第一信號采集單元輸入器連接至整流逆變單元的直流輸入端，第二信號采集單元輸入端連接至整流逆變單元的電網端，第一信號采集單元的輸出端和第二信號采集單元的輸出端均連接主控單元。

所述整流逆變單元包括橋式整流電路、橋式逆變電路、Boost升壓電路和Cuk降壓電路，Cuk降壓電路的輸入端和Boost升壓電路的輸入端均連接分布式新能源發電系統，Cuk降壓電路的輸出端連接橋式整流電路的輸入端，Boost升壓電路的輸出端連接橋式逆變電路的輸入端，橋式整流電路的輸入端、橋式逆變電路的輸入端還分別連接主控單元，橋式整流電路的輸出端和橋式逆變電路的輸出端經斷路器連接到電網。

所述蓄電單元包括蓄電池和蓄電池控制器，蓄電池經蓄電池控制器連接至分布式新能源發電系統。

所述整流逆變單元的與分布式新能源系統連接的一側連接有超級電容器。

所述第一信號采集單元和第二信號采集單元均包括電壓傳感器、電流傳感器、頻率測試儀、帶通濾波電路、三相電壓采樣信號調制電路、三相電流采樣信號調制電路和頻率采樣信號調制電路。

電壓傳感器的輸出端、電流傳感器的輸出端和頻率測試儀的輸出端均與帶通濾波電路的輸入端連接，帶通濾波電路的輸出端分別連接三相電壓采樣信號調制電路的輸入端、三相電流采樣信號調制電路的輸入端和頻率采樣信號調制電路的輸入端，三相電壓采樣信號調制電路的輸出端、三相電流采樣信號調制電路的輸出端和頻率采樣信號調制電路的輸出端均連接至主控單元的輸入端。

所述主控單元連接有電源模塊、通訊模塊、存儲模塊和顯示模塊。

所述整流逆變單元的工作模式包括逆變模式和整流模式，當分布式新能源發電系統發電充足時，整流逆變單元工作在逆變模式，當分布式新能源發電系統供電異常或需要電網為蓄電池充電時，整流逆變單元工作在整流模式。

所述蓄電池采用鉛酸蓄電池，各蓄電池之間并聯：蓄電池控制器包括穩壓芯片、供電電源控制芯片和輸出調壓芯片，蓄電池連接穩壓芯片輸入端，穩壓芯片的輸出端連接供電電源控制芯片的輸入端，輸出調壓芯片輸入端接至供電電源控制芯片的輸出，輸出調壓芯片輸出端連接分布式新能源發電系統。

所述的分布式新能源發電系統的雙向并網逆變裝置的工作過程如下：

步驟1：實時采集電網的公共耦合節點PCC的電壓、電流、頻率和整流逆變單元的直流側的電壓、電流、頻率，并進行濾波、降噪和變壓處理：

步驟2：對濾波、降噪和變壓處理后的電壓、電流和頻率的數據進行歸一化處理，傳輸至主控單元的存儲模塊保存：

步驟3：初始化分布式新能源發電系統參數，包括電阻值R、電感值L和電容值C；

步驟4：根據存儲模塊保存的歸一化后的數據，計算化分布式新能源發電系統的有功功率P和無功功率Q并存入存儲模塊保存；

步驟5：將存儲模塊中的數據送入主控單元，利用過欠壓/過欠頻檢測法進行被動孤島檢測；

步驟5.1：計算有功功率的不平衡度和無功功率的不平衡度并存儲至存儲模塊：