[發明專利]電網中利用光伏電源補償負荷不平衡電流及無功的方法

無效

• 申請號: 201410207072.3
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN104218595A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 王海洋;楊忠
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/18
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 朱慶華

技術領域

本發明涉及電網運行中光伏并網領域，尤其涉及一種電網運行中對三相不平衡及無功的補償方法。

背景技術

隨著我國經濟的迅速發展，需要的能源越來越多，而石油、煤炭等傳統能源隨著使用會越來越少，需要有新的能源來替代。太陽能作為一種新的能源形式越來越多的受到重視，光伏發電是太陽能利用的一種主要形式，但是太陽能使用存在著許多需要解決的難題，使用中會給電網帶來一些特殊的狀態。

三相不平衡度是電網運行的一個重要的質量指標，盡管在電網設計時努力做到三相平衡，但是實際運行時因為用戶使用的問題，往往三相不平衡非常嚴重，使得三相不平衡度大大超越國家規范。三相不平衡過大會給電網帶來嚴重的危害，產生的負序電壓和負序電流將導致旋轉電機發熱和振動，變壓器漏磁增加和局部過熱、電網線損增大以及各種保護和自動裝置誤動等，引起電網負序電壓和負序電流，影響供電質量，進而增加線路損耗，降低供電可靠性，在傳統的電網中，往往采用SVC或SVG技術進行不平衡負荷的補償，同時補償無功功率，而如果電網中加光伏發電系統使問題變得更加復雜，現有技術中大多數利用電容電感進行補償，同時補償無功及三相不平衡兩項指標，但是該方式的設備資金較大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種既能實現三相不平衡以及無功補償、且無需較大設備的方法。

為了解決以上技術問題，本發明提供一種電網中利用光伏電源補償負荷不平衡電流及無功的方法，所述電網包括電網電源、光伏電源以及負載，所述光伏電源包括光伏陣列，所述光伏陣列產生的直流電通過可關斷元件將直流電逆變成交流電輸送給電網用戶，其中，所述電網還包括用于補償負荷不平衡電流及無功的控制器，所述控制器根據光伏陣列的電壓電流、負載的電流電壓以及可關斷元件逆變后的電流，調整可關斷元件的控制角。

優選的，所述控制器包括最大功率點計算器、第一PI調節器、第二PI調節器、第一比較器、第二比較器、第三比較器、補償電流計算器。

優選的，所述控制器根據光伏陣列的電壓電流、負載的電流電壓以及可關斷元件逆變后的電流，調整可關斷元件的控制角，包括以下步驟：

a.所述最大功率點計算器根據光伏陣列的電壓電流，計算輸出最大功率時光伏陣列的電壓給第一比較器；

b.所述第一比較器對光伏陣列的實時電壓與最大功率時光伏陣列的電壓進行比較，輸出電壓差值給第一PI調節器；

c.所述第一PI調節器根據電壓差值輸出電流I^*_p給第二比較器；

d.所述補償電流計算器根據負載的電流電壓輸出補償電流Is給第二比較器；

e.所述第二比較器根據電流I^*_p與電流Is輸出指令電流Im

f.所述第三比較器根據可關斷元件逆變后的電流以及指令電流Im輸出誤差電流△I；

g.所述第二PI調節器根據誤差電流△I輸出調節PWM信號給可關斷元器件。

優選的，所述第一PI調節器為AVR(電壓調節器)。

優選的，所述第二PI調節器為AIR(電流調節器)。

優選的，所述可關斷元器件為IGBT。

本發明通過控制光伏電源，實現對負載電流不平衡及無功進行補償，補償后，負載至電網的線路中電流不平衡得到改善，實現基本平衡；同時，無功得到補償，功率因數得到改善，減少線路中電能損耗。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明：

圖1是本發明電網中利用光伏電源補償負荷不平衡電流及無功的方法的實施例的框圖；

圖2是本發明電網中利用光伏電源補償負荷不平衡電流及無功的方法的實施例的電路原理圖；

圖3是本發明電網中利用光伏電源補償負荷不平衡電流及無功的方法的實施例中補償前電網至負載線路的電流圖；

圖4是本發明電網中利用光伏電源補償負荷不平衡電流及無功的方法的實施例中補償后電網至負載線路的電流圖；

圖5是是本發明電網中利用光伏電源補償負荷不平衡電流及無功的方法的實施例中負載電流等效圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明，使本發明的上述及其它目的、特征和優勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按比例繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。

實施例：