CN103427440B - 光伏发电系统的孤网运行及切换检测结构及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能检验光伏发电系统并网后是否能孤网运行结构及试验方法，它包括交流母线（8），在交流母线（8）上连接有一套以上的光伏阵列组件（2）、储能装置（4）、负载（5）和电网（6），在光伏阵列组件（2）与交流母线（8）之间设有DC/AC单向逆变器（1）和QF2开关，在储能装置（4）与交流母线（8）之间设有DC/AC双向逆变器（3）和QF3开关，在电网（6）与交流母线（8）之间设有QF1开关，在负载（5）与交流母线（8）之间设有QF4开关，在交流母线（8）上连接有电能质量检测装置（7）。本发明在光伏发电系统并网运行条件下，在其并网的交流母线上连接电能质量检测装置，这样就通过此验证方法就能检验光伏发电系统的是否具备可靠、安全的离网运行功能，同时能最大程度保证试验人员人身安全、试验负载安全投切、光伏发电系统设备安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏发电系统的孤网运行及切换检测结构及试验方法，属于太阳能光伏技术领域。
背景技术
当前，有关分布式能源的“孤岛”方面的研究很热，主要集中在反孤岛和利用孤岛两个方面。反孤岛效应（可简称为反孤岛）是指禁止非计划孤岛效应的发生，由于这种供电状态是未知的，将造成一系列的不利影响，按照UL1741、IEEE Std.929规定，分布式发电装置必须采用反孤岛方案来禁止非计划孤岛效应的发生。利用孤岛（IEEE Std.1547）则是指根据分布式电源的容量和故障前的运行状态以及本地负荷的大小，事先确定合理的孤岛区域，按预先配置的控制策略，有计划地发生孤岛效应，由分布式发电装置继续向周围负载供电，从而减少因停电而带来的损失，提高供电质量和可靠性。
分布式光伏发电技术是分布式能源利用的重要组成部分，得到了越来越广泛的应用，光伏发电系统孤岛（离网运行）是基于利用孤岛标准的把分布式光伏发电技术引入配电网中出现的一种新运行方式。
当电网发生故障以后，在保证电力系统安全的前提下，尽可能维持分布式光伏发电系统的正常供电，而在配电网转化为若干孤岛自治运行，将可以减小停电面积，提高供电可靠性，这对电网公司、分布式光伏发电商和用户都是有利的。
因此，急需一种试验方法，检验光伏发电系统是否在各种工况下具备可靠、安全的孤网运行功能，以及孤网与并网之间的切换功能，同时能最大程度保证试验人员人身安全以及设备、负载安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适合光伏发电系统的孤网运行及切换试验方法，该试验方法能检验光伏发电系统的是否具备可靠、安全的离网运行功能，同时能最大程度保证试验人员人身安全、试验负载安全投切、光伏发电系统设备安全。
本发明的技术方案是：能检验光伏发电系统并网后是否能孤网运行结构，它包括交流母线，在交流母线上连接有一套以上的光伏阵列组件、储能装置、负载和电网，在光伏阵列组件与交流母线之间设有DC/AC单向逆变器和QF2开关，在储能装置与交流母线之间设有DC/AC双向逆变器和QF3开关，在电网与交流母线之间设有QF1开关，在负载与交流母线之间设有QF4开关，在交流母线上连接有电能质量检测装置。
上述的能检验光伏发电系统并网后是否能孤网运行结构是，光伏阵列组件通过并联或串联后与DC/AC单向逆变器连接。
利用能检验光伏发电系统并网后是否能孤网运行结构的试验方法，它包括以下四个步骤：
a、光伏阵列组件组件退出运行，负载由储能系统单独供电情况下，检测孤岛运行状况；
b、光伏阵列组件组件投入运行，负载由光伏阵列组件输出和储能系统共同供电情况下，检测孤岛运行试验状况；
c、 光伏阵列组件组件退出运行，负载由储能系统和电网共同供电，切换到孤岛运行，检测切换过程和运行状况，正常后切回并网运行状态，检测切换过程和并网运行状况；
d、 光伏阵列组件组件投入运行，负载由光伏发电系统、储能系统及电网共同供电，切换到孤岛运行，检测切换过程和运行状况，正常后切回并网运行状态，检测切换过程和并网运行状况。
a步骤中依次合上QF3，QF4开关，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，试验合格，光伏发电系统进入该情况下的孤岛运行。
b步骤中依次合上QF3、QF4、QF2开关，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，试验合格，光伏发电系统进入该情况下的孤岛运行。
c步骤中先依次合上QF1、QF3、QF4开关，正常后断开QF1开关，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，光伏发电系统进入该情况下的孤岛运行，合上QF1开关恢复并网运行状态，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，试验合格；退出该种情况下的孤岛运行试验方法：依次断开QF4，QF3开关，光伏发电系统全部停运。
d步骤中先依次合上QF1、QF3、QF4、QF2开关，正常后断开QF1开关，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，光伏发电系统进入该情况下的孤岛运行，合上QF1开关恢复并网运行状态，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，试验合格；退出该种情况下的孤岛运行试验方法：断开QF4、QF2、QF3开关，光伏发电系统全部停运。
光伏发电系统、储能系统及电网有任意一种电源运行，第二种电源需并网运行时，必须使用同期装置，防止发生非同期合闸事故。
与现有技术比较，本发明在光伏发电系统并网运行条件下，在其并网的交流母线上连接电能质量检测装置，这样就可检验光伏发电系统是否在各种工况下具备可靠、安全的孤网运行功能，以及孤网与并网之间的切换功能，通过此验证方法就能检验光伏发电系统的是否具备可靠、安全的离网运行功能，同时能最大程度保证试验人员人身安全、试验负载安全投切、光伏发电系统设备安全。
附图说明
图1为光伏发电系统示意图；
图2 为一种光伏发电系统的孤网运行及切换试验流程图。
具体实施方式
实施例1，如图1所示、光伏阵列组件2通过串、并列后，通过DC/AC单向逆变器1和QF2开关把直流逆变成交流电后与交流母线连接，可以独立对负载5供电，同时也可以通过F3开关和双向逆变器3对储能装置4进行充电，把光伏阵列组件2多余的电能储存起来，储能装置4也可用通过电网6进行充放电，负载5可以通过光伏阵列组件支路取得电能，同时还可以从储能装置4或电网6取得电能，通过电能质量检测装置7检测交流母线上电能质量。
在连接完上述系统后，其试验方法包括以下四个步骤：
a、光伏阵列组件组件退出运行，负载由储能系统单独供电情况下，检测孤岛运行状况；
b、光伏阵列组件组件投入运行，负载由光伏阵列组件输出和储能系统共同供电情况下，检测孤岛运行试验状况；
c、 光伏阵列组件组件退出运行，负载由储能系统和电网共同供电，切换到孤岛运行，检测切换过程和运行状况，正常后切回并网运行状态，检测切换过程和并网运行状况；
d、 光伏阵列组件组件投入运行，负载由光伏发电系统、储能系统及电网共同供电，切换到孤岛运行，检测切换过程和运行状况，正常后切回并网运行状态，检测切换过程和并网运行状况。
具体的说：
a步骤中依次合上QF3，QF4开关，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，试验合格，光伏发电系统进入该情况下的孤岛运行。
b步骤中依次合上QF3、QF4、QF2开关，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，试验合格，光伏发电系统进入该情况下的孤岛运行。退出该种情况下的孤岛运行试验方法：试验过程和上述相反。
c步骤中先依次合上QF1、QF3、QF4开关，正常后断开QF1开关，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，光伏发电系统进入该情况下的孤岛运行，合上QF1开关恢复并网运行状态，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，试验合格；退出该种情况下的孤岛运行试验方法：依次断开QF4，QF3开关，光伏发电系统全部停运。
d步骤中先依次合上QF1、QF3、QF4、QF2开关，正常后断开QF1开关，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，光伏发电系统进入该情况下的孤岛运行，合上QF1开关恢复并网运行状态，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，试验合格；退出该种情况下的孤岛运行试验方法：断开QF4、QF2、QF3开关，光伏发电系统全部停运。
需说明的是，光伏发电系统、储能系统及电网有任意一种电源运行，第二种电源需并网运行时，必须使用同期装置，防止发生非同期合闸事故。
Claims (2)
1.一种能检验光伏发电系统并网后是否能孤网运行结构的试验方法，它包括交流母线（8），在交流母线（8）上连接有一套以上的光伏阵列组件（2）、储能装置（4）、负载（5）和电网（6），在光伏阵列组件（2）与交流母线（8）之间设有DC/AC单向逆变器（1）和QF2开关，在储能装置（4）与交流母线（8）之间设有DC/AC双向逆变器（3）和QF3开关，在电网（6）与交流母线（8）之间设有QF1开关，在负载（5）与交流母线（8）之间设有QF4开关，在交流母线（8）上连接有电能质量检测装置（7），光伏阵列组件（2）通过并联或串联后与DC/AC单向逆变器（1）连接；其特征在于：它包括以下四个步骤：
a、光伏阵列组件组件退出运行，负载由储能系统单独供电情况下，检测孤岛运行状况，a步骤中依次合上QF3，QF4开关，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，试验合格，光伏发电系统进入该情况下的孤岛运行；
b、光伏阵列组件组件投入运行，负载由光伏阵列组件输出和储能系统共同供电情况下，检测孤岛运行试验状况，b步骤中依次合上QF3、QF4、QF2开关，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，试验合格，光伏发电系统进入该情况下的孤岛运行；
c、 光伏阵列组件组件退出运行，负载由储能系统和电网共同供电，切换到孤岛运行，检测切换过程和运行状况，正常后切回并网运行状态，检测切换过程和并网运行状况，c步骤中先依次合上QF1、QF3、QF4开关，正常后断开QF1开关，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，光伏发电系统进入该情况下的孤岛运行，合上QF1开关恢复并网运行状态，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，试验合格；退出该种情况下的孤岛运行试验方法：依次断开QF4，QF3开关，光伏发电系统全部停运；
d、 光伏阵列组件组件投入运行，负载由光伏发电系统、储能系统及电网共同供电，切换到孤岛运行，检测切换过程和运行状况，正常后切回并网运行状态，检测切换过程和并网运行状况，d步骤中先依次合上QF1、QF3、QF4、QF2开关，正常后断开QF1开关，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，光伏发电系统进入该情况下的孤岛运行，合上QF1开关恢复并网运行状态，如果电能质量检测装置检测的电能质量指标正常，试验合格；退出该种情况下的孤岛运行试验方法：断开QF4、QF2、QF3开关，光伏发电系统全部停运。
2.根据权利要求 1 所述的试验方法，其特征在于：光伏发电系统、储能系统及电网有任意一种电源运行，第二种电源需并网运行时，必须使用同期装置，防止发生非同期合闸事故。
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