CN103117555A - 一种新型太阳能辅助火电站一体化装置 - Google Patents

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陆玉正
王军
张耀明
李俊娇
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Abstract

本发明公开了一种新型太阳能辅助火电站一体化装置，该装置包括光伏阵列装置、逆变器装置、厂内低压负载、第一变压器、第一交流母线装置、第二变压器、第二交流母线装置、第三变压器、厂内高压负载、第三交流母线装置、第四变压器、火电机组、预留扩容接口、汇流箱、低压开关柜和高压开关柜。本发明现了太阳能光伏发电系统与火电发电机组的耦合控制，使得太阳能光伏发电系统能够辅助火电机组共同发电，实现了太阳能光伏系统与火电机组的耦合，且不对电网产生负面影响；设计了两种运行模式，燃料节省型和功率增大型，更加有效地提高火电厂和光伏发电的综合效率，且采用的模块化设计，有利于提高系统的可靠性和便于系统维护。

Description

一种新型太阳能辅助火电站一体化装置
 
技术领域
本发明涉及太阳能光伏发电与火电站的综合利用，属于能源利用技术领域，具体
涉及一种新型太阳能辅助火电站一体化装置。
背景技术
目前，太阳能发电主要有两种形式，光伏发电和光热发电。近年来，光伏发电技术已经发展到大规模应用阶段，我国已经成为光伏电池生产大国，国内的光伏产业已经形成巨大的产业规模。
2012年，欧美对中国光伏产业进行“双反”以后，中国光伏产业面临着毁灭性打击，很多光伏企业纷纷倒闭，归其因，主要是由于国内光伏产业的销售市场超过90%份额在国外，导致国内光伏产业发展受到国外的牵制。
当前，有效的解决办法是加大国内光伏市场的份额，加快发展国内光伏发电系统的步伐，然而，目前进行大规模光伏发电并网，一方面，投资成本高，占用大面积的土地资源，另一方面，对电网产生诸多负面影响，如电压波动、谐波电流等。
通过研究发现，太阳能热利用也可以应用于火电站，主要是利用太阳能预热锅炉进水等，但是太阳能的利用具有很大的随机性和间歇性导致热源不断变化，且对温度的控制具有大惯性特点，控制效果不理想。
因此，基于上述问题，本发明提供一种新型太阳能辅助火电站一体化装置。
发明内容
发明目的：本发明目的为克服上述现有太阳能光伏发电系统的不足，提供一种新型太阳能辅助火电站一体化装置。
技术方案： 本发明提供一种新型太阳能辅助火电站一体化装置，该装置包括光伏阵列装置、逆变器装置、厂内低压负载、第一变压器、第一交流母线装置、第二变压器、第二交流母线装置、第三变压器、厂内高压负载、第三交流母线装置、第四变压器、火电机组、预留扩容接口、汇流箱、低压开关柜和高压开关柜；所述光伏阵列装置将直流电能输出至逆变器装置；所述逆变器装置接收直流电能并转换成交流电能输出至厂内低压负载和第一变压器；所述第一变压器接收交流电能进行处理并输出至第一交流母线装置；所述第一交流母线装置接收交流电能并输出至第二变压器；所述第二变压器接收交流电能进行处理并输出至第二交流母线装置；所述第二交流母线装置接收交流电能并输出至第三变压器；所述第三变压器接收交流电能进行处理并输出至第三交流母线装置；所述火电机组将交流电能输出至第四变压器；所述第四变压器对交流电能进行处理并输出至第三交流母线。
所述光伏阵列装置将太阳辐射能转换为电能，由光伏电池组件构成。
所述逆变器装置将光伏阵列产生的直流转换为交流电能。
    所述第一交流母线装置、第二交流母线装置和第三交流母线装置将交流电能汇集，由交流配电装置构成。
所述第一变压器、第二变压器、第三变压器和第四变压器将低压交流电能转换为高压交流电能，进行高压配电，由交流变压器构成。
所述火力机组，由传统的火力发电系统构成，将煤的化学能转化为电能。
所述第二交流母线装置上设有预留扩容接口和厂内高压负载。
所述光伏阵列装置由多个光伏电池组件串、并联构成，安装在办公楼/输煤综合楼/储煤仓的屋顶。
所述光伏阵列装置将直流电能输出至汇流箱，再进行输出。
所述逆变器装置和第一变压器之间设有低压开关柜。
所述第一变压器和第一交流母线装置之间设有高压开关柜。
所述火电机组具有两种运行模式，燃料节省型和功率增大型，其中，燃料节省型即太阳能光伏发电系统加入后，火电机组的煤耗减少，输出功率不变；功率增大型即太阳能光伏发电系统加入后，火电机组的煤耗不变，输出功率增加。
所述新型太阳能辅助火电站一体化装置，还包括光伏发电系统的最大功率点跟踪控制器、过流保护、过压保护、欠压保护和漏电保护。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
    本发明的一种新型太阳能辅助火电站一体化装置，该装置实现了太阳能光伏发电系统与火电发电机组的耦合控制，使得太阳能光伏发电系统能够辅助火电机组共同发电；有效解决了光伏发电系统并网的一些缺点，利用火电机组的调控能力，有效降低光伏发电系统并网后对电网电能质量的影响，同时加快国内光伏市场发展的步伐，有效解决国内光伏产业目前所面临的危机；采用了在传统火电厂的基础上，进行技术改造，更加有效地降低光伏系统的投资和节约用地；实现了太阳能光伏系统与火电机组的耦合，且不对电网产生负面影响；设计了两种运行模式，燃料节省型和功率增大型，更加有效地提高火电厂和光伏发电的综合效率，且采用的模块化设计，有利于提高系统的可靠性和便于系统维护。
附图说明
图1为本发明实施例的太阳能光伏发电系统辅助火电机组发电结构示意图；
图2为本发明实施例的500KW太阳能电池电气连接示意图；
图3为本发明实施例的太阳能光伏发电系统接入火电厂10KV系统结构示意图；
图4为本发明实施例的太阳能光伏发电系统接入火电厂500KV系统的电气连接示意图；
其中，图中序号如下：1-光伏阵列装置、2-逆变器装置、3-厂内低压负载、4-第一变压器、5-第一交流母线装置、6-第二变压器、7-第二交流母线装置、8-第三变压器、9-厂内高压负载、10-第三交流母线装置、11-第四变压器、12-火电机组、13-预留扩容接口、14-汇流箱、15-低压开关柜、16-高压开关柜。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述的一种新型太阳能辅助火电站一体化装置做详细说明：
如图1至图4所示的一种新型太阳能辅助火电站一体化装置，该装置包括光伏阵列装置1、逆变器装置2、厂内低压负载3、第一变压器4、第一交流母线装置5、第二变压器6、第二交流母线装置7、第三变压器8、厂内高压负载9、第三交流母线装置10、第四变压器11、火电机组12、预留扩容接口13、汇流箱14、低压开关柜15和高压开关柜16；所述光伏阵列装置1将直流电能输出至逆变器装置2；所述逆变器2装置接收直流电能并转换成交流电能输出至厂内低压负载3和第一变压器4；所述第一变压器4接收交流电能进行处理并输出至第一交流母线装置5；所述第一交流母线装置5接收交流电能并输出至第二变压器6；所述第二变压器6接收交流电能进行处理并输出至第二交流母线装置7；所述第二交流母线装置7接收交流电能并输出至第三变压器8；所述第三变压器8接收交流电能进行处理并输出至第三交流母线装置10；所述火电机组12将交流电能输出至第四变压器11；所述第四变压器11对交流电能进行处理并输出至第三交流母线10。
光伏阵列装置1将太阳辐射能转换为电能，由光伏电池组件构成；逆变器装置2将光伏阵列产生的直流转换为交流电能；第一交流母线装置5、第二交流母线装置7和第三交流母线装置10将交流电能汇集，由交流配电装置构成；第一变压器4、第二变压器6、第三变压器8和第四变压器11将低压交流电能转换为高压交流电能，进行高压配电，由交流变压器构成；火力机组，由传统的火力发电系统构成，将煤的化学能转化为电能。
第二交流母线装置7上设有预留扩容接口13和厂内高压负载9。
光伏阵列装置1由多个光伏电池组件串、并联构成，安装在办公楼/输煤综合楼/储煤仓的屋顶。 
    光伏阵列装置1将直流电能输出至汇流箱14，再进行输出。
逆变器装置2和第一变压器4之间设有低压开关柜15，第一变压器4和第一交流母线装置5之间设有高压开关柜16。
    火电机组12具有两种运行模式，燃料节省型和功率增大型，其中，燃料节省型即太阳能光伏发电系统加入后，火电机组的煤耗减少，输出功率不变；功率增大型即太阳能光伏发电系统加入后，火电机组的煤耗不变，输出功率增加。
新型太阳能辅助火电站一体化装置，还包括光伏发电系统的最大功率点跟踪控制器、过流保护、过压保护、欠压保护和漏电保护。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种新型太阳能辅助火电站一体化装置，其特征在于：该装置包括光伏阵列装置（1）、逆变器装置（2）、厂内低压负载（3）、第一变压器（4）、第一交流母线装置（5）、第二变压器（6）、第二交流母线装置（7）、第三变压器（8）、厂内高压负载（9）、第三交流母线装置（10）、第四变压器（11）、火电机组（12）、预留扩容接口（13）、汇流箱（14）、低压开关柜（15）和高压开关柜（16）；所述光伏阵列装置（1）将直流电能输出至逆变器装置（2）；所述逆变器（2）装置接收直流电能并转换成交流电能输出至厂内低压负载（3）和第一变压器（4）；所述第一变压器（4）接收交流电能进行处理并输出至第一交流母线装置（5）；所述第一交流母线装置（5）接收交流电能并输出至第二变压器（6）；所述第二变压器（6）接收交流电能进行处理并输出至第二交流母线装置（7）；所述第二交流母线装置（7）接收交流电能并输出至第三变压器（8）；所述第三变压器（8）接收交流电能进行处理并输出至第三交流母线装置（10）；所述火电机组（12）将交流电能输出至第四变压器（11）；所述第四变压器（11）对交流电能进行处理并输出至第三交流母线（10）。
2.根据权利要求1所述的新型太阳能辅助火电站一体化装置，其特征在于：
所述光伏阵列装置（1）将太阳辐射能转换为电能，由光伏电池组件构成；
所述逆变器装置（2）将光伏阵列产生的直流转换为交流电能；
所述第一交流母线装置（5）、第二交流母线装置（7）和第三交流母线装置（10）将交流电能汇集，由交流配电装置构成；
所述第一变压器（4）、第二变压器（6）、第三变压器（8）和第四变压器（11）将低压交流电能转换为高压交流电能，进行高压配电，由交流变压器构成；
所述火力机组，由传统的火力发电系统构成，将煤的化学能转化为电能。
3.根据权利要求1所述的新型太阳能辅助火电站一体化装置，其特征在于：所述第二交流母线装置（7）上设有预留扩容接口（13）和厂内高压负载（9）。
4.根据权利要求1所述的新型太阳能辅助火电站一体化装置，其特征在于：所述光伏阵列装置（1）由多个光伏电池组件串、并联构成，安装在办公楼/输煤综合楼/储煤仓的屋顶。
5.根据权利要求1所述的新型太阳能辅助火电站一体化装置，其特征在于：所述光伏阵列装置（1）将直流电能输出至汇流箱（14），再进行输出。
6.根据权利要求1所述的新型太阳能辅助火电站一体化装置，其特征在于：所述逆变器装置（2）和第一变压器（4）之间设有低压开关柜（15）；所述第一变压器（4）和第一交流母线装置（5）之间设有高压开关柜（16）。
7.根据权利要求1所述的新型太阳能辅助火电站一体化装置，其特征在于：所述火电机组（12）具有两种运行模式，燃料节省型和功率增大型，其中，燃料节省型即太阳能光伏发电系统加入后，火电机组的煤耗减少，输出功率不变；功率增大型即太阳能光伏发电系统加入后，火电机组的煤耗不变，输出功率增加。
8.根据权利要求1所述的新型太阳能辅助火电站一体化装置，其特征在于：所述新型太阳能辅助火电站一体化装置，还包括光伏发电系统的最大功率点跟踪控制器、过流保护、过压保护、欠压保护和漏电保护。
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