[發明專利]適于油田井場的光伏發電并網用逆變控制系統及工作方法

有效

• 申請號: 201410551824.8
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104319806A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 魏燕;丁華;孫斌
• 申請（專利權）人: 揚州市蘇油環能工程有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東

技術領域

????本發明涉及一種光伏發電技術領域，特別涉及一種適于油田井場的光伏發電并網用逆變控制系統及工作方法。

背景技術

????20世紀70年代后，隨著現代工業的發展，全球能源危機和大氣污染問題日益突出，傳統的化石燃料能源正在一天天減少，對環境造成的危害日益突出。全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變人類的能源結構，維持長遠的可持續發展，其中太陽能以其獨有的優勢而成為人們重視的焦點。豐富的太陽能是取之不盡、用之不竭的、無污染、廉價、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦時，假如把地球表面0.1%的太陽能轉為電能，轉變率5%，每年發電量可達5.6×1012千瓦小時，相當于世界上能耗的40倍。正是由于太陽能的這些獨特優勢，2000年以后，太陽能光伏發電的應用范圍日益廣闊、市場規模也逐步擴大。

采油系統（主要是抽油機電機）作為油田最大的生產用電系統，其年耗電量約占油田總用電量的56%?。抽油機的電機匹配存在“大馬拉小車”的不合理現象，抽油機存在半撈或空撈現象，電機負荷率普遍較低，因此抽油機運行時功率因數非常低，電能損失嚴重。

現有技術中，中國專利號201120440071.5，授權公告號CN?202309101?U，授權公告日2014年7月4日的“油田分布式光伏發電裝置”的實用新型專利公開了一種油田分布式光伏發電裝置，其主要是采用分布式發電、共直流母線多逆變交流電機電動-發電反饋供電容量共享、共直流母線電能平衡測控、超級電容儲能等技術構成油田分布式光伏發電裝置，雖然能滿足油田光伏發電、供電的需要；但是，該技術方案未考慮光伏發電裝置的輸出電能與市電并網并自動調節控制，以提高三相逆變器的輸出功率的問題，造成該技術方案的輸出功率較低，影響所述抽油機的正常工作。

發明內容

本發明的目的是提供一種適于油田井場的光伏發電并網用逆變控制系統，本逆變控制系統通過將光伏發電裝置的輸出電能與市電并網并自動調節控制，保證了三相逆變器獲得最佳輸入電壓，以提高三相逆變器的輸出功率。

本發明的目的是這樣實現的：一種適于油田井場的光伏發電并網用逆變控制系統，包括：光伏發電裝置，以及與該光伏發電裝置中的并網變換器相連的自動均衡控制逆變器，所述自動均衡控制逆變器的三相輸出端與油田井場負載相連；其中，所述自動均衡控制逆變器，其適于將接入的電網三相電轉換為直流輸出電壓U₀，并將該直流輸出電壓U₀與所述并網變換器的直流輸出電壓U₁相比較，以選擇電壓值高的輸出電壓作為所述自動均衡控制逆變器中三相逆變器的輸入電壓。

本發明通過自動均衡控制逆變器實現了光伏發電裝置的輸出電能與市電并網并自動調節控制，保證了三相逆變器獲得最佳輸入電壓，以提高三相逆變器的輸出功率。

優選的，為了進一步解決光伏發電裝置的輸出電能與市電并網并自動調節控制中的輸出電壓切換的技術問題；所述自動均衡控制逆變器包括：主控模塊，該主控模塊的控制輸出端與所述三相逆變器中各開關管的控制端相連；以及輸入通道選擇電路，其包括：適于分別接通兩輸出電壓的第一、第二開關管；所述主控模塊適于將直流輸出電壓U₀與直流輸出電壓U₁相比較，以選擇電壓值高的輸出電壓所接開關管導通，以使該輸出電壓經過濾波后輸入至所述三相逆變器。通過第一、第二開關管和主控模塊實現了直流輸出電壓U₀和U₁的切換，具有電路簡單、可靠性好的優點。

優選的，為了進一步使本逆變控制系統的輸出功率最大化；所述自動均衡控制逆變器包括：適于將三相電轉換為所述直流輸出電壓U₀的三相整流模塊，以及分別與所述三相整流模塊、三相逆變器的輸出端相連第一、第二電流傳感器，所述主控模塊的信號采集端與所述第一、第二電流傳感器的信號輸出端相連；所述主控模塊還適于根據第一電流傳感器或第二電流傳感器分別采集的相應電流，輸出相應的調制信號，以控制三相逆變器實現當輸出高負荷時降低輸出三相電壓的頻率，當輸出低負荷時提高輸出三相電壓的頻率。通過電流調整輸出三相電壓的頻率，使輸出功率得到更好的調節、控制，保持輸出功率的最大化。

可選的，所述光伏發電裝置包括：與并網變換器相連的光伏電池方陣和蓄電池，以實現在光伏電池方陣輸出電壓偏低時，利用蓄電池滿足并網變換器正常輸出。