[發明專利]分布式光伏功率因數優化系統及方法

有效

• 申請號: 202010908288.8
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112003336B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 郜霖強;顧錦;徐小勇;王孝玉;楊小亮;郭東鑫;王小杰
• 申請（專利權）人: 上海振華重工電氣有限公司;上海振華重工（集團）股份有限公司
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50;H02J3/38
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 周成

本發明公開了一種分布式光伏功率因數優化系統及方法，該系統包括變壓器輸出端，變壓器輸出端連接光伏并網、車間動力負載、無功柜。其中，變壓器輸出端設置第一測量點，光伏并網端設置第二測量點，車間動力負載端設置第三測量點。智能控制器，智能控制器連接第一測量點。第一測量點采集變壓器輸出端的有功功率和無功功率，并將測量數據上傳至智能控制器，智能控制器計算無功補償，并將無功補償指令傳輸至逆變器。逆變器動態輸出無功補償。本發明能夠實時調節功率因數、動態分配無功功率、并同時簡化功率調整所需的系統要求。

技術領域

本發明涉及一種功率因數優化系統及方法，更具體地說，涉及一種分布式光伏功率因數優化系統及方法。

背景技術

光伏發電發出的是直流電，經過逆變器后才逆變為交流，在逆變的時候有電感作用，所以逆變后的交流不會是功率因數等于1的，電流一定有些滯后于電壓，所以就有了功率因數。

分布式光伏發電，主要是利用工廠有限的屋頂，共享工廠原有變配電資產，建設分布式光伏電站，系統主要由太陽能電池方陣，逆變器，交流配電柜，計量柜，支架系統組成，利用半導體界面的光生伏特效應將光能直接轉換為電能。

分布式光伏電站(以下簡稱光伏電站)的功率因數一般在0.99以上，可視為沒有無功輸出，因此光伏電站注入功率P光+jQ光＝P光。光伏電站并網后，隨著P 光的增大，產權分界點(即供電局和用電單位)P逐漸減少，而無功的大小幾乎不變，因此，光伏并網的上級線路功率因數會減少。相對于大型電站無功控制而言，分布式電站功率因數控制更復雜：

1.控制難度大：分布式電站輸出功率和廠區內的用電負荷會實時變化，有些廠區波動幅度較大，因此控制系統需要快速調節。

2.無功容量要求更大：一般大型電站按照電站容量的20％左右配置無功裝置，而分布式由于不同廠區光伏電站容量不同，負荷容量不同，需要調節的無功容量波動相對較大。

3.均衡控制逆變器無功難度大：廠區內電站受屋頂大小、布局、零散度等因素影響，設計相對較為復雜，控制每臺逆變器的無功輸出比例難度較大。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的是提供一種分布式光伏功率因數優化系統及方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種分布式光伏功率因數優化系統，包括：變壓器輸出端，所述變壓器輸出端連接光伏并網、車間動力負載、無功柜；所述變壓器輸出端設置第一測量點，所述光伏并網端設置第二測量點，所述車間動力負載端設置第三測量點；智能控制器，所述智能控制器連接所述第一測量點；所述第一測量點采集變壓器輸出端的有功功率和無功功率，并將測量數據上傳至所述智能控制器，所述智能控制器計算無功補償，并將無功補償指令傳輸至逆變器；所述逆變器動態輸出無功補償。

進一步地，在第一測量點、第二測量點和第三測量點分別安裝電表，所述電表分別采集各測量點的功率因數值、有功功率、無功功率、有功總電量、無功總電量，并將數據傳輸給智能控制器。

進一步地，光伏并網包括多個并聯的光伏線路，且多個并聯的光伏線路均連接至所述第二測量點。

進一步地，分布式光伏功率因數優化系統包括多個并聯的車間動力負載，且多個并聯的車間動力負載均連接至所述第三測量點。

進一步地，紅外采集器包括紅外接口單元、中央處理單元、電源單元和通信單元。所述紅外接口單元與關口表連接，用于向關口表發送電能調取指令和接收其傳回的電能數據；所述中央處理單元與紅外接口單元和通信單元分別連接，用于將其編碼的電能調取指令通過紅外接口單元發出，并將紅外接口單元接收的電能數據解碼，且將解碼后的電能數據經通信單元向外發送；所述通信單元將中央處理單元發出的數據發送至智能控制器；所述電源單元與紅外接口單元、中央處理單元和通信單元分別連接，用于分別向其提供工作電源。