CN102290832A - 一种并网发电防逆流的装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种并网发电防逆流的装置及系统。属于并网发电的技术领域,装置采用甲、乙两路电源低压输入端分别连接有甲功率检测器和乙功率检测器,甲、乙两功率检测器通过串行通讯总线连接到控制器,负荷通过母线连接到甲、乙两路电源上,用户侧低压可再生能源并网通过并网开关连接到左、右两路电源上,用户侧低压可再生能源并网通过串行通讯总线与控制器相连;系统由控制器控制,负荷接入电路时,系统开始运行,控制器通过甲、乙功率检测器检测甲、乙两路电源低压输入端的输出功率,负荷变动时,按设定算法投入和关闭逆变器。本发明简单、功能实用,具有安全,稳定,实时性好,可控性强的优点。
Description
技术领域
本发明属于并网发电的技术领域,特别涉及一种用于防止并网发电过程中产生逆流的装置,另外还涉及其防逆流系统。
背景技术
目前,我国已成为世界能源生产和消费大国,但人均能源消费水平还很低。随着经济和社会的不断发展,我国能源需求将持续增长。针对目前的能源紧张状况,世界各国都在进行深刻的思考,并努力提高能源利用效率,促进可再生能源的开发和应用,减少对进口石油的依赖,加强能源安全。
可再生能源能源发电作为重要的安全清洁能源之一,包括水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等,资源潜力大,环境污染低,可永续利用,不会随其自身转化或人类开发和利用而递减并可持续供给,是有利于人与自然和谐发展的重要能源。上世纪70年代以来,可持续发展思想逐步成为国际社会共识,可再生能源开发利用受到世界各国高度重视,许多国家将开发利用可再生能源作为能源战略的重要组成部分,提出了明确的可再生能源发展目标,制定了鼓励可再生能源发展的法律和政策,可再生能源得到迅速发展,其技术水平不断提高,产业规模逐渐扩大,成为促进能源多样化和实现可持续发展的重要能源。
现在可再生能源发电发展迅猛,主要包括:
水力发电到2010年底,我国水电总装机容量达到2.13亿千瓦,水电年发电量6863亿kWh。目前,经济发达国家水能资源已基本开发完毕,水电建设主要集中在发展中国家。
生物质发电包括农林生物质发电、垃圾发电和沼气发电等。到2010年底,全国建成投产各类生物质发电装机合计约670万kW,其中蔗渣发电170万kW,秸秆林木废弃物发电226万kW,城市垃圾发电223万kW,沼气和垃圾填埋气发电50万kW 。
风电包括离网运行的小型风力发电机组和大型并网风力发电机组,技术已基本成熟。近年来,并网风电机组的单机容量不断增大,初步统计,2010年新增风电吊装和并网运营容量分别达到1800万和1350万kW;到2010年底,全国风电累计吊装容量和并网运营容量分别为4400万kW和 3100万kW ; 2010年全国风电上网电量约500亿kWh。
太阳能光伏发电最初作为独立的分散电源使用,近年来并网光伏发电的发展速度加快,市场容量已超过独立使用的分散光伏电源。初步统计,我国2010年新增并网光伏发电装机53万kW,累计装机达到83万kW,其中大型并网光伏发电累计装机70万kW,建筑一体化并网光伏发电装机约13万kW。全球光伏发电市场2010年新增装机预计同比增加超过120%,达到1700万kW以上,带动我国太阳能光伏产业规模迅速扩大。
从以上可以看出,可再生能源发电并网已成为一种趋势,但是在可再生能源发电并网过程中,当并网的电量超过用户侧低压负荷时,就会将多余的电量送入常规电网系统,造成逆流的现象,逆流现象的产生会影响电网的运行方式和故障处理,有可能成为电网运行和检修时的不安全因素,增加电力系统日常管理的负担。
发明内容
本发明克服上述不足问题,提供一种并网发电防逆流的装置及系统,结构紧凑,算法简单,易于操作,达到了实时控制功率输入,防止逆流现象产生的效果,更好的满足了可再生能源发电安全、稳定并网的要求。
为了达到上述目的,本发明提供了一种并网发电防逆流的装置,包括至少一路电源、至少一个功率检测器、控制器、负荷和用户侧低压可再生能源并网,各路电源低压输入端分别与功率检测器连接;所述功率检测器通过串行通讯总线连接到控制器上,负荷通过母线连接到各路电源低压输入端上,用户侧低压可再生能源并网通过并网开关连接到各路电源低压输入端上,用户侧低压可再生能源并网通过串行通讯总线相接到控制器上。
所述并网发电防逆流的装置包括甲、乙两路电源、甲功率检测器、乙功率检测、控制、负荷和用户侧低压可再生能源并网,其特征是:甲、乙两路电源低压输入端分别与甲功率检测器和乙功率检测器连接,甲功率检测器和乙功率检测器通过串行通讯总线连接到控制器上,负荷通过母线连接到甲、乙两路电源低压输入端上,用户侧低压可再生能源并网通过并网开关连接到甲、乙两路电源低压输入端上,用户侧低压可再生能源并网通过串行通讯总相接到控制器上。
所述并网发电防逆流的装置可用于单电源情况,此时只包括一路电源和一个功率检测器,也可用于双电源情况,此时一路为常用电源,另一路为备用电源。
所述甲、乙两路电源分别采用甲高压输入端、甲变压器和甲低压输入端和乙高压输入端、乙变压器及乙低压输入端组成,甲、乙低压输入之间通过母线联络开关连接。
所述用户侧低压可再生能源并网包括太阳能并网、风能并网、地热能并网、生物质能并网、海洋能并网和/或水能并网。
所述太阳能并网采用1-256组功率相同或不同的太阳能光伏发电子系统并联组成,每组太阳能光伏发电子系统功率取值为5-1000kW。
所述太阳能光伏发电子系统采用汇流箱连接于逆变器上,蓄电池连接于逆变器和汇流箱之间,汇流箱连接于太阳能电池板之上,逆变器和蓄电池通过串行通讯总线连接于控制器之上。
本发明另外提供一种并网发电防逆流的系统,所述并网发电防逆流的系统由控制器控制,负荷接入电路时,系统开始运行,控制器通过甲、乙功率检测器检测甲、乙两路电源低压输入端的输出功率,负荷变动时,三相三线制和三相四线制电路分别按以下算法投入和关闭太阳能光伏发电子系统,此时假设每组太阳能光伏发电子系统功率均为a kW。
对于三相三线制电路,系统先初始化并设定系统功率最小值Pmin,按照三相三线制功率检测方法检测当前功率,此后按下面步骤操作:
步骤A1:计算当前功率,之和记为P,若P>Pmin+a kW,则投入一组a kW太阳能光伏发电子系统,否则投入开关不动作;
若步骤A1中投入一组a kW太阳能光伏发电子系统,则进行步骤A2;
步骤A2:重新计算当前功率,之和记为P,并且,
若P<Pmin,则关闭一组a kW太阳能光伏发电子系统,直到所有组akW太阳能光伏发电子系统全部关闭;
若Pmin <P< Pmin+a kW,则投入开关不动作;
若P> Pmin+a kW,则再投入一组a kW太阳能光伏发电子系统,直到所有组akW太阳能光伏发电子系统全部投入;
步骤A3:重复步骤A2。
对于三相四线制电路,系统先初始化并设定系统单相功率最小值Pmin,按照三相四线制功率检测方法检测当前功率,此后按下面步骤操作:
步骤B1:三相中最小功率相的功率记为P,若P>Pmin+a/3 kW,则投入一组a kW太阳能光伏发电子系统,否则投入开关不动作;
若步骤B1中投入一组a kW太阳能光伏发电子系统,则进步骤B2;
步骤B2:重新计算当前单相功率记为P,并且,
若P<Pmin,则关闭一组a kW太阳能光伏发电子系统,直到所有组akW太阳能光伏发电子系统全部关闭;
若Pmin <P< Pmin+a/3 kW,则投入开关不动作;
若P> Pmin+a/3 kW,则投入一组a kW太阳能光伏发电子系统,直到所有组akW太阳能光伏发电子系统全部投入;
步骤B3:重复步骤B2。
所述三相三线制电路系统先初始化并设定的系统功率最小值Pmin和三相四线制电路系统先初始化并设定的系统单相功率最小值Pmin,其值为 1-5kW。
附图说明
图1为本发明一种并网发电防逆流的装置结构示意图。
图中,1. 串行通讯总线,2. 控制器,3.乙高压电源输入端,4. 乙变压器,5. 乙低压输入端,6. 乙功率检测器,7. 逆变器,8. 汇流箱,9. 太阳能电池板,10. 蓄电池,11. 负荷,12. 母线,13. 甲功率检测器,14.甲低压输入端,15. 甲变压器,16. 甲高压电源输入端,17. 并网开关,18. 母线联络开关。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
下面结合具体实施例及附图详细说明本发明,但本发明并不局限于具体实施例。
实施例1
如附图1所示的一种并网发电防逆流的装置,包括甲功率检测器13、乙功率检测器6、控制器2、负荷11和用户侧低压太阳能并网。
当用于甲、乙两路电源的情况时,甲、乙两路电源的供电方式如附图1,分别采用甲高压输入端16、甲变压器15和甲低压输入端14和乙高压输入端3、乙变压器4和乙低压输入端5组成,甲、乙低压输入端之间的母线通过母线联络开关18连接。
甲、乙两路电源低压输入端分别连接有甲功率检测器13和乙功率检测器6,甲、乙两功率检测器通过串行通讯总线1连接到控制器2,负荷11通过母线12连接到甲、乙两路电源上,用户侧低压太阳能并网通过并网开关17连接到母线12上,用户侧低压太阳能并网通过串行通讯总线1与控制器2相连。
太阳能并网采用5组功率相同的太阳能光伏发电子系统并联组成,每组太阳能光伏发电子系统功率为30 kW,每组太阳能光伏发电子系统采用汇流箱8连接在逆变器7上,蓄电池10连接在逆变器和汇流箱8之间,汇流箱连接于太阳能电池板9之上,逆变器7和蓄电池10通过串行通讯总线1连接于控制器2之上。
此太阳能并网发电防逆流的系统由控制器2控制,负荷接入三相三线制电路,系统开始运行时,控制器通过甲、乙功率检测器检测甲、乙两路电源低压输出端的输出功率,负荷变动时,按以下算法投入和关闭太阳能光伏发电子系统,每组太阳能光伏发电子系统的功率为30kW:
系统先初始化并设定系统功率最小值Pmin为5 kW,按照三相三线制功率检测方法检测当前功率,此后按下面步骤操作:
第一步:计算当前功率,甲、乙两路电源功率之和记为P,若P>35 kW,则投入一组30 kW太阳能光伏发电子系统,否则投入开关不动作;
若第一步中投入一组30 kW太阳能光伏发电子系统,则进行第二步:重新计算当前功率,之和记为P,并且,
若P<5kW,则关闭一组30 kW太阳能光伏发电子系统,直到所有组30 kW太阳能光伏发电子系统全部关闭;
若5kW<P< 35 kW,则投入开关不动作;
若P> 35 kW,则再投入一组30 kW太阳能光伏发电子系统,直到所有组30 kW太阳能光伏发电子系统全部投入;
第三步:重复第二步。
实施例2
如图1所示的一种并网发电防逆流的装置,包括甲功率检测器13、乙功率检测器6、控制器2、负荷11和用户侧低压太阳能并网。
当用于甲、乙两路电源的情况时,甲、乙两路电源的供电方式如附图1,分别采用甲高压输入端16、甲变压器15和甲低压输入端14和乙高压输入端3、乙变压器4和乙低压输入端5组成,甲、乙低压输入端之间的母线通过母线联络开关18连接。
甲、乙两路电源低压输入端分别连接有甲功率检测器13和乙功率检测器6,甲、乙两功率检测器通过串行通讯总线1连接到控制器2,负荷11通过母线12连接到甲、乙两路电源上,用户侧低压太阳能并网通过并网开关17连接到母线12上,用户侧低压太阳能并网通过串行通讯总线1与控制器2相连。
太阳能并网采用10组功率相同的太阳能光伏发电子系统并联组成,每组太阳能光伏发电子系统功率为60 kW,每组太阳能光伏发电子系统采用汇流箱8连接在逆变器7上,蓄电池10连接在逆变器和汇流箱8之间,汇流箱连接于太阳能电池板9之上,逆变器7和蓄电池10通过串行通讯总线1连接于控制器2之上。
此太阳能并网发电防逆流的系统由控制器2控制,负荷接入三相四线制电路,系统开始运行时,控制器通过甲、乙功率检测器检测甲、乙两路电源低压输入端的输出功率,负荷变动时,按以下算法投入和关闭逆变器:
系统先初始化并设定系统单相功率最小值Pmin为3kW,按照三相四线制功率检测方法检测当前单相功率,此后按下面步骤操作:
第一步:计算甲、乙两路电源的各相功率,相应相的功率相加,得出三相中最小功率相的功率记为P,若P>23 kW,则投入一组60kW太阳能光伏发电子系统,否则投入开关不动作;
若第一步中投入一组60kW太阳能光伏发电子系统,则进行第二步:重新计算当前最小功率相的功率P,并且,
若P<3kW,则关闭一组60kW太阳能光伏发电子系统,直到所有组60kW太阳能光伏发电子系统全部关闭;
若3 kW<P< Pmin+20kW,则投入开关不动作;
若P> 23 kW,则再投入一组60kW太阳能光伏发电子系统,直到所有组60kW太阳能光伏发电子系统全部投入;
第三步:重复第二步。
以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明,不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的构思的前提下,还可以做出简单的推演及替换,都应当视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种并网发电防逆流的装置,包括至少一路电源、至少一个功率检测器、控制器(2)、负荷(11)和用户侧低压可再生能源并网,其特征是:各路电源低压输入端分别与功率检测器连接;所述功率检测器通过串行通讯总线(1)连接到控制器(2)上,负荷(11)通过母线(12)连接到各路电源低压输入端上,用户侧低压可再生能源并网通过并网开关(17)连接到各路电源低压输入端上,用户侧低压可再生能源并网通过串行通讯总线(1)相接到控制器(2)上。
2.根据权利要求1所述的并网发电防逆流的装置,其特征是:所述并网发电防逆流的装置包括甲、乙两路电源、甲功率检测器(13)、乙功率检测器(6)、控制器(2)、负荷(11)和用户侧低压可再生能源并网,甲、乙两路电源低压输入端分别与甲功率检测器(13)和乙功率检测器(6)连接,甲功率检测器(13)和乙功率检测器(6)通过串行通讯总线(1)连接到控制器(2)上,负荷(11)通过母线(12)连接到甲、乙两路电源低压输入端上,用户侧低压可再生能源并网通过并网开关(17)连接到甲、乙两路电源低压输入端上,用户侧低压可再生能源并网通过串行通讯总线(1)相接到控制器(2)上。
3.根据权利要求2所述的并网发电防逆流的装置,其特征是:所述甲、乙两路电源分别采用甲高压输入端(16)、甲变压器(15)和甲低压输入端(14)和乙高压输入端(3)、乙变压器(4)及乙低压输入端(5)组成,甲、乙低压输入之间通过母线联络开关(18)连接。
4.根据权利要求1或2所述的并网发电防逆流的装置,其特征是:所述用户侧低压可再生能源并网包括太阳能并网、风能并网、地热能并网、生物质能并网、海洋能并网和/或水能并网。
5.根据权利要求4所述的一种并网发电防逆流的装置,其特征是:所述太阳能并网采用1-256组功率相同或不同的太阳能光伏发电子系统并联组成,每组太阳能光伏发电子系统功率取值为5-1000kW。
6.根据权利要求5所述的并网发电防逆流的装置,其特征是:所述太阳能光伏发电子系统采用汇流箱(8)连接于逆变器(7)上,蓄电池(10)连接于逆变器(7)和汇流箱(8)之间,汇流箱(8)连接于太阳能电池板(9)之上,逆变器(7)和蓄电池(10)通过串行通讯总线(1)连接于控制器(2)之上。
7.一种并网发电防逆流的系统,其特征是:所述并网发电防逆流的系统由控制器(2)控制,负荷接入电路时,系统开始运行,控制器通过甲、乙功率检测器检测甲、乙两路电源低压输入端的输出功率,负荷变动时,三相三线制和三相四线制电路分别按以下算法投入和关闭太阳能光伏发电子系统,此时假设每组太阳能光伏发电子系统功率均为a kW:
对于三相三线制电路,系统先初始化并设定系统功率最小值Pmin,按照三相三线制功率检测方法检测当前功率,此后按下面步骤操作:
步骤A1:计算当前功率,之和记为P,若P>Pmin+a kW,则投入一组a kW太阳能光伏发电子系统,否则投入开关不动作;
若步骤A1中投入一组a kW太阳能光伏发电子系统,则进行步骤A2;
步骤A2:重新计算当前功率,之和记为P,并且,
若P<Pmin,则关闭一组a kW太阳能光伏发电子系统,直到所有组akW太阳能光伏发电子系统全部关闭;
若Pmin <P< Pmin+a kW,则投入开关不动作;
若P> Pmin+a kW,则再投入一组a kW太阳能光伏发电子系统,直到所有组akW太阳能光伏发电子系统全部投入;
步骤A3:重复步骤A2;
对于三相四线制电路,系统先初始化并设定系统单相功率最小值Pmin,按照三相四线制功率检测方法检测当前功率,此后按下面步骤操作:
步骤B1:三相中最小功率相的功率记为P,若P>Pmin+a/3 kW,则投入一组a kW太阳能光伏发电子系统,否则投入开关不动作;
若步骤B1中投入一组a kW太阳能光伏发电子系统,则进步骤B2;
步骤B2:重新计算当前单相功率记为P,并且,
若P<Pmin,则关闭一组a kW太阳能光伏发电子系统,直到所有组akW太阳能光伏发电子系统全部关闭;
若Pmin <P< Pmin+a/3 kW,则投入开关不动作;
若P> Pmin+a/3 kW,则投入一组a kW太阳能光伏发电子系统,直到所有组akW太阳能光伏发电子系统全部投入;
步骤B3:重复步骤B2。
8.根据权利要求7所述的并网发电防逆流的系统,其特征是:所述三相三线制电路系统先初始化并设定的系统功率最小值Pmin和三相四线制电路系统先初始化并设定的系统单相功率最小值Pmin,其值为 1-5kW。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111221 |