分布式光伏電源併網電能質量調控裝置的製作方法
2023-04-26 13:59:41
專利名稱：分布式光伏電源併網電能質量調控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種分布式光伏電源併網電能質量調控裝置，屬光伏電源併網控 制技術領域。
背景技術：
太陽能是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源，不論是現在或是未來，充分開發 利用太陽能資源，可以減少對化石能源的依賴以致達到替代部分化石燃料的目標，這對全 國經濟發展、改善環境和滿足人民生活用電要求，將會起到越來越重要的作用。從技術發展 來看，分布式光伏電源的廣泛應用將是太陽能利用的主要形式之一。包括太陽能光伏發電在內的分布式電源的併網運行會給主電網帶來一系列問題。 這些問題通常表現為電壓偏差、電壓波動、諧波、直流偏磁、故障電流和孤島運行。這些問題 最顯著的特徵是傳統配網變為有源網絡，造成功率的雙向流動。含分布式電源的配網的控 制不但需要對無功進行控制，還需對有功進行調節。傳統的靜止無功發生裝置(SVG，又稱 為STATC0M)雖然能動態控制無功，實現對電壓波動的控制，卻無法實現對有功的調節。含 分布式電源的配網，可能因逆潮流、功率跟蹤、反孤島運行等需要對有功也進行調節。這種 情況下，基於儲能技術的有功、無功都可調節的有源補償裝置將能夠發揮更為重要的作用。
發明內容本實用新型的目的是為了解決分布式光伏電源在併網中產生的電能質量問題，提 供一種分布式光伏電源併網電能質量調控裝置。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是所述分布式光伏電源併網電能 質量調控裝置由儲能單元、直流儲能開關、直流電容、雙向AC/DC變換器、電抗器、變壓器和 併網接觸器構成，並聯運行於分布式光伏電源的低壓併網母線，實施有功和無功功率的動 態調控。儲能單元通過直流儲能開關、直流電容接至雙向AC/DC變換器，雙向AC/DC變換器 另一端通過電抗器與三相變壓器相連，三相變壓器通過併網接觸器並聯於低壓電網母線。 儲能單元可以通過雙向AC/DC變換器和三相變壓器向電網放電，電網也可以通過三相變壓 器和雙向AC/DC變換器向儲能單元充電。本實用新型所述的儲能單元採用鋰離子電池陣列，以減小光伏輸出波動，提升並 網功率的可預測性；雙向AC/DC變換器採用基於IGBT的三相橋式電路，以實現有功和無功 的四象限調控；變壓器採用Dynll聯結組別的三相變壓器，以充分利用變壓器的設備容量 及保障電能質量。本實用新型與現有技術比較的有益效果是，通過並聯於分布式光伏電源的低壓並 網母線，實現了有功與無功的解耦控制。在正常運行方式下，確保區域配網的電能質量，通 過功率跟蹤實現光伏發電出力預測誤差補償；在故障狀態下，根據孤島運行防範和低電壓 穿越的需求，實現有功、無功出力的動態調整。[0009]本實用新型適用於分布式光伏電源併網的電能質量調控。
圖1是本實用新型與電網的構成示意框圖；圖2是本實用新型的電路示意圖。
具體實施方式
本實用新型的具體實施方式
如圖2所示。本實用新型實施例分布式光伏電源併網電能質量調控裝置由儲能單元、直流儲能 開關、直流電容、雙向AC/DC變換器、電抗器、變壓器和併網接觸器構成，並聯於分布式光伏 電源的低壓併網母線，通過併網接觸器接入。正常運行時裝置採集分布式光伏電源併網母 線電壓和電流數據，通過控制系統計算確定需補償的諧波、無功和不平衡等電能質量方面 的數據；另一方面分析計算預測功率與實際功率誤差或通過獲取遠程控制數據得到有功調 控數據，兩方面的數據綜合起來即得到裝置的控制數據，通過控制雙向AC/DC變換器實施 有功和無功的四象限調控。裝置儲能單元由鋰離子電池陣列構成，通過控制直流儲能開關 和雙向AC/DC變換器，實現儲能裝置與電網之間有功功率的雙向流動。通過採集儲能裝置 運行數據，直流儲能開關還可起到直流側保護跳閘的作用。裝置中的直流電容主要起到穩 壓作用，通過基於IGBT的三相橋式電路的雙向AC/DC變換器將直流電壓轉化為交流電壓， 通過電抗器和變壓器實現一定程度的濾波與隔離，所產生的用於分布式光伏電源併網調控 的有功及無功控制電流最終經由併網接觸器注入分布式光伏電源低壓併網母線，以確保分 布式光伏電源併網時的配網電能質量及輸出功率的可控性。
權利要求一種分布式光伏電源併網電能質量調控裝置，其特徵在於，所述調控裝置包括儲能單元、直流儲能開關、直流電容、雙向AC/DC變換器、電抗器、變壓器和併網接觸器；儲能單元通過直流儲能開關、直流電容接至雙向AC/DC變換器，雙向AC/DC變換器另一端通過電抗器與三相變壓器相連，三相變壓器通過併網接觸器並聯於低壓電網母線；儲能單元可以通過雙向AC/DC變換器和三相變壓器向電網放電，電網也可以通過三相變壓器和雙向AC/DC變換器向儲能單元充電。
2.根據權利要求1所述的分布式光伏電源併網電能質量調控裝置，其特徵在於，所述 儲能單元採用以減小光伏輸出波動，提升併網功率的可預測性的鋰離子電池陣列。
3.根據權利要求1所述的分布式光伏電源併網電能質量調控裝置，其特徵在於，所述 雙向AC/DC變換器採用可實現有功和無功的四象限調控的基於IGBT的三相橋式電路。
4.根據權利要求1所述的分布式光伏電源併網電能質量調控裝置，其特徵在於，所述 變壓器採用Dynll聯結組別的三相變壓器。
專利摘要一種分布式光伏電源併網電能質量調控裝置，所述調控裝置包括儲能單元1、直流儲能開關2、直流電容3、雙向AC/DC變換器4、電抗器5、變壓器6和併網接觸器7；儲能單元通過直流儲能開關、直流電容接至雙向AC/DC變換器，雙向AC/DC變換器另一端通過電抗器與三相變壓器相連，三相變壓器通過併網接觸器並聯於低壓電網母線8。通過並聯於分布式光伏電源的低壓併網母線，實現了有功與無功的解耦控制。在正常運行方式下，確保區域配網的電能質量，通過功率跟蹤實現光伏發電出力預測誤差補償；在故障狀態下，根據孤島運行防範和低電壓穿越的需求，實現有功、無功出力的動態調整。本實用新型適用於分布式光伏電源併網的電能質量調控。
文檔編號H02J3/28GK201766373SQ20102052670
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月13日 優先權日2010年9月13日
發明者肖紅霞, 範瑞祥, 韓民曉 申請人:江西省電力科學研究院