[發(fā)明專(zhuān)利]大功率集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410088032.1
• 申請(qǐng)日: 2014-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103904681A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫向東;樊泰;安少亮;任碧瑩;張琦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 西安弘理專(zhuān)利事務(wù)所 61214
• 代理人: 李娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大功率集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種大功率集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制方法。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電作為新能源發(fā)電的重要組成部分，對(duì)緩解能源危機(jī)起著積極的作用，而大功率集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要形式，其并網(wǎng)電能的質(zhì)量對(duì)大電網(wǎng)的電能質(zhì)量有很大影響，因此國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19939-2005也對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)電流諧波有一定的要求，其中一條是總諧波電流應(yīng)小于逆變器額定輸出電流的5%。

針對(duì)大功率集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)存在的對(duì)并網(wǎng)電流諧波的嚴(yán)格要求，現(xiàn)有的大功率集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)通常采用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上并網(wǎng)逆變器并聯(lián)的智能主從結(jié)構(gòu)，其控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視光伏陣列的實(shí)際輸出功率，從而決定需要投入的逆變器數(shù)量，提高了設(shè)備效率以及設(shè)備冗余性。由于逆變器根據(jù)光伏陣列實(shí)際輸出功率投入運(yùn)行，逆變器產(chǎn)生的并網(wǎng)電流諧波有所降低，所以可以部分抑制系統(tǒng)的并網(wǎng)電流諧波，而實(shí)際系統(tǒng)在弱光即光伏陣列實(shí)際輸出功率較小情況下的并網(wǎng)電流THD還會(huì)超過(guò)5%，這會(huì)對(duì)大電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，而且其規(guī)模越大，不利影響也就越大，這必然會(huì)阻礙大功率集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)在光伏電站中的進(jìn)一步應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種大功率集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中大功率集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)，在弱光情況下并網(wǎng)電流THD超過(guò)5%的問(wèn)題。

本發(fā)明的另一目的是提供一種大功率集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種大功率集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，包括一臺(tái)主逆變器和至少一臺(tái)從逆變器，主逆變器作為主機(jī)，各臺(tái)從逆變器都作為從機(jī)。主逆變器和各臺(tái)從逆變器之間通過(guò)CAN總線進(jìn)行通信。主逆變器具有較小的容量，兼有并網(wǎng)發(fā)電模式和諧波補(bǔ)償模式，從逆變器數(shù)量為兩個(gè)以上時(shí)要求有相同的容量，并且只具有并網(wǎng)發(fā)電模式。

本發(fā)明采用的另一技術(shù)方案是，一種大功率集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制方法，依賴(lài)于上述的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，按照以下方式實(shí)施協(xié)調(diào)控制：

1）光伏陣列實(shí)際輸出功率增加的情況

假設(shè)系統(tǒng)的初始狀態(tài)為停機(jī)狀態(tài)

若光伏陣列實(shí)際輸出功率增加到大于5%從逆變器一額定輸出功率且小于從逆變器一額定輸出功率的最佳比例B，則系統(tǒng)啟動(dòng)，諧波抑制接觸器閉合，并網(wǎng)接觸器閉合，主逆變器工作在并網(wǎng)發(fā)電模式，此時(shí)主逆變器的并網(wǎng)電流能夠滿(mǎn)足THD<5%的要求，從逆變器一、從逆變器二和從逆變器三都停止工作，

若光伏陣列實(shí)際輸出功率繼續(xù)增加到大于從逆變器一額定輸出功率的最佳比例B且小于從逆變器一額定輸出功率的最佳比例A，則主逆變器通過(guò)CAN總線命令從逆變器一工作，并網(wǎng)接觸器一閉合，從逆變器一承擔(dān)全部光伏陣列實(shí)際輸出功率，此時(shí)從逆變器一的并網(wǎng)電流不能滿(mǎn)足THD<5%的要求，所以諧波抑制接觸器斷開(kāi)，主逆變器切換到諧波補(bǔ)償模式，以從逆變器一作為補(bǔ)償對(duì)象進(jìn)行有源濾波，使得諧波電流僅在主逆變器和從逆變器一之間流動(dòng)，從而減小流入電網(wǎng)的諧波電流，使補(bǔ)償后的總并網(wǎng)電流達(dá)到THD<5%的要求，

若光伏陣列實(shí)際輸出功率繼續(xù)增加到大于從逆變器一額定輸出功率的最佳比例A且小于從逆變器一額定輸出功率，此時(shí)從逆變器一的并網(wǎng)電流雖然能夠滿(mǎn)足THD<5%的要求，為了得到更好的電能質(zhì)量，主逆變器依然工作在諧波補(bǔ)償模式，

若光伏陣列實(shí)際輸出功率繼續(xù)增加到大于從逆變器一額定輸出功率且小于兩倍的從逆變器一額定輸出功率，則主逆變器通過(guò)CAN總線命令從逆變器二工作，并網(wǎng)接觸器二閉合，再將光伏陣列實(shí)際輸出功率平均分配給從逆變器一和從逆變器二，此時(shí)從逆變器一和從逆變器二的總并網(wǎng)電流雖然能夠滿(mǎn)足THD<5%的要求，為了得到更好的電能質(zhì)量，主逆變器依然工作在諧波補(bǔ)償模式，

若光伏陣列實(shí)際輸出功率繼續(xù)增加到大于兩倍的從逆變器一額定輸出功率且小于三倍的從逆變器一額定輸出功率，則主逆變器通過(guò)CAN總線命令從逆變器三工作，并網(wǎng)接觸器三閉合，再將光伏陣列實(shí)際輸出功率平均分配給從逆變器一、從逆變器二和從逆變器三，此時(shí)從逆變器一、從逆變器二和從逆變器三的總并網(wǎng)電流雖然能夠滿(mǎn)足THD<5%的要求，為了得到更好的電能質(zhì)量，主逆變器依然工作在諧波補(bǔ)償模式，

如果從逆變器不止三臺(tái)，則其他從逆變器的工作方式和從逆變器三的工作方式類(lèi)似；

2）光伏陣列實(shí)際輸出功率減小的情況