CN106130067A - 一种光伏发电系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光伏发电系统及方法，所述系统包括光伏发电系统，包括光伏发电单元及汇流单元、直流开关、母线电容、逆变功率模块、并网电抗器、网侧并网开关、控制单元和供电电源；该直流开关连接在所述电池及汇流单元与逆变功率模块之间，该网侧并网开关连接在所述并网电抗器与电网之间；所述供电电源输出端分别连接所述直流开关、网侧并网开关和控制单元。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏发电系统及及方法。
背景技术
低电压穿越是指电力系统在发生诸如短路等暂态故障引起电站并网点电压跌落时，电站能够保持并网，支撑电网故障恢复，从而“穿越”这个低电压时间(区域)，避免引起电网故障的扩大化。随着光伏发电系统装机容量在区域电网中的比例不断增大，对电力系统的影响也逐渐显现。如果在电网发生故障导致电网电压跌落时，电站立即切除，将引起系统潮流的剧烈变化，导致大面积停电。
现有光伏发电系统的供电方案存在如下缺陷：由于光伏发电系统需要配置UPS电源，增加了系统成本；同时，由于系统的电源设备增加，电源设备发生故障的概率提高，降低了光伏发电系统的可靠性。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种光伏发电系统及及方法。
本发明一种光伏发电系统，包括光伏发电单元及汇流单元、直流开关、母线电容、逆变功率模块、并网电抗器、网侧并网开关、控制单元和供电电源；该直流开关连接在所述电池及汇流单元与逆变功率模块之间，该网侧并网开关连接在所述并网电抗器与电网之间；所述供电电源输出端分别连接所述直流开关、网侧并网开关和控制单元；
所述供电电源包括隔离变压器、整流电路、变压电路、直流变压电路和直流并联电路；
所述隔离变压器输入端连接电网，所述整流电路和变压电路连接在该隔离变压器之后，实现对电网电源的整流和变压；
所述直流变压电路输入端直接或间接连接光伏发电系统的直流母线，实现对直流母线电压的变压；
所述直流并联电路的输入端直接或间接连接所述整流电路的输出端、直接或间接连接光伏发电系统的直流母线，实现对电网电源的整流直流和直流母线直流的并联；
光伏发电单元，将所述的光伏发电单元划分为多个光伏发电子单元，该光伏发电子单元由一定数量的光伏电池彼此电连接构成，每个光伏发电子单元的电压和电流处于对人体无害的范围内，触发单元与感应器连接，触发单元受感应器的电信号的驱动，断开或连接光伏发电子单元之间的电流通路，感应器感感应外界环境，一旦感应器感应到的外界环境的异常信号超出产品预设的安全范围，即驱动触发单元动作断开每个光伏发电子单元之间的电流通路，将整个光伏发电系统分离成多个对人体安全的光伏发电子单元；
还包括用于采集所述光伏发电单元的状态参数的传感器模块以及用于无线发送所述光伏发电单元的状态参数的无线通信模块；
微网本地服务器，其能够接收各所述光伏发电单元的状态参数，基于所接收到的光伏发电单元的状态参数确定各所述光伏发电单元的运行状态，并将所接收到的状态参数和所确定的运行状态经由英特网发送至所述中心服务器。
进一步地，所述的触发单元由多个触发器构成，每个光伏发电子单元都电连接一个触发器，并通过该触发器与其他光伏发电子单元电连接，每个触发器都受感应器驱动，所述的感应器集成在光伏发电系统内部，或者设置在光伏发电系统外部。
进一步地，所述的感应器为温度传感器，触发器为信号继电器，温度传感器感应到温度超过设定值时，驱动信号继电器断开每个光伏发电子单元之间的电流通路，述的温度传感器为负温度系数热敏电阻。
进一步地，所述的感应器为振动传感器，触发器为信号继电器，振动传感器感应到振动信号超过设定值时，驱动信号继电器断开每个光伏发电子单元之间的电流通路，所述的振动传感器为启动汽车爆炸式气囊保护装置的汽车振动传感器，触发器为信号继电器，汽车振动传感器感应到振动信号超过设定值时，在启动爆炸式气囊保护装置的同时驱动信号继电器断开每个光伏发电子单元之间的电流通路，所述的振动传感器为感应地震信号的万向振动传感器，触发器为信号继电器，万向振动传感器感应到振动信号超过设定值时，驱动信号继电器断开每个光伏发电子单元之间的电流通路。
进一步地，所述隔离变压器、整流电路和变压电路为AC/DC变换器，所述直流变压电路为DC/DC变换器，该AC/DC变换器的输入端连接电网，该DC/DC变换器的输入端连接光伏发电系统的直流母线，该AC/DC变换器的输出端与该DC/DC变换器的输出端连接所述直流并联电路的输入端，该直流并联电路的输出端分别连接光伏发电系统的直流开关、网侧并网开关和控制单元，所述变压电路和所述直流变压电路为同一DC/DC变换器；
所述整流电路的输入端连接所述隔离变压器的输出端；
所述直流并联电路的输入端连接所述整流电路的输出端和光伏发电系统的直流母线、输出端连接所述DC/DC变换器的输入端；
所述DC/DC变换器的输出端分别连接光伏发电系统的直流开关、网侧并网开关和控制单元。
进一步地，还包括存储器，
所述存储器将各所述光伏发电单元的物理地址与ID号相关联地存储；
所述微网本地服务器被配置为：在基于所接收到的光伏发电单元的状态参数确定某个光伏发电单元出现运行故障的情况下，基于该光伏发电单元的ID号从所述存储器获取相应的物理地址，并通过所述中心服务器发送表示该物理地址处的光伏发电单元出现了故障的消息至特定的客户端。
进一步地，还包括定位辅助终端，
所述定位辅助终端确定待安装光伏发电单元的物理地址，获取待安装至该物理地址的光伏发电单元的ID号，并在将该物理地址与该ID号相关联地存储至所述存储器之后，提示操作人员将该光伏发电单元安装至该物理地址。
本发明光伏发电系统的方法，所述光伏发电系统采用上述的光伏发电系统，所述方法包括：
将各所述光伏发电单元的物理地址与ID号相关联地存储；
各所述微网本地服务器基于所接收到的光伏发电单元的状态参数确定各所述光伏发电单元的运行状态；以及在确定某个光伏发电单元出现运行故障的情况下，所述微网本地服务器基于该光伏发电单元的ID号获取相应的物理地址，并通过所述中心服务器发送表示该物理地址处的光伏发电单元出现了故障的消息至特定的客户端。
进一步地，将各所述光伏发电单元的物理地址与ID号相关联地存储，包括：
确定待安装光伏发电单元的物理地址；
获取待安装至该物理地址的光伏发电单元的ID号；以及
在将该物理地址与该ID号相关联地进行存储之后，提示操作人员将该光伏发电单元安装至该物理地址。
所述锂电池的过充安全性能的判断包括：若所述温度变化曲线与所述温度变化仿真曲线吻合，且所述温度变化曲线未超过所述温度阈值，所述电压变化曲线未超过所述电压阈值，则判断所述锂电池符合安全性能要求；若所述温度变化曲线与所述温度变化仿真曲线不吻合，但所述温度变化曲线未超过所述温度阈值，所述电压变化曲线未超过所述电压阈值，则判断所述锂电池符合存在内部不均匀的缺陷；若所述温度变化曲线与所述温度变化仿真曲线不吻合且所述温度变化曲线超过所述温度阈值，或者所述电压变化曲线超过所述电压阈值，则判断所述锂电池不符合安全性能要求。
有益效果
本发明与现有技术具备如下有益效果：
在发生意外的危险状况时，光伏发电系统自动被切分成对人体不能产生威胁的子系统，从而彻底保护了和光伏系统接触的人体免遭损害。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的描述。
实施例1
本实施例光伏发电系统，包括光伏发电单元及汇流单元、直流开关、母线电容、逆变功率模块、并网电抗器、网侧并网开关、控制单元和供电电源；该直流开关连接在所述电池及汇流单元与逆变功率模块之间，该网侧并网开关连接在所述并网电抗器与电网之间；所述供电电源输出端分别连接所述直流开关、网侧并网开关和控制单元；
所述供电电源包括隔离变压器、整流电路、变压电路、直流变压电路和直流并联电路；
所述隔离变压器输入端连接电网，所述整流电路和变压电路连接在该隔离变压器之后，实现对电网电源的整流和变压；
所述直流变压电路输入端直接或间接连接光伏发电系统的直流母线，实现对直流母线电压的变压；
所述直流并联电路的输入端直接或间接连接所述整流电路的输出端、直接或间接连接光伏发电系统的直流母线，实现对电网电源的整流直流和直流母线直流的并联；
光伏发电单元，将所述的光伏发电单元划分为多个光伏发电子单元，该光伏发电子单元由一定数量的光伏电池彼此电连接构成，每个光伏发电子单元的电压和电流处于对人体无害的范围内，触发单元与感应器连接，触发单元受感应器的电信号的驱动，断开或连接光伏发电子单元之间的电流通路，感应器感感应外界环境，一旦感应器感应到的外界环境的异常信号超出产品预设的安全范围，即驱动触发单元动作断开每个光伏发电子单元之间的电流通路，将整个光伏发电系统分离成多个对人体安全的光伏发电子单元；
还包括用于采集所述光伏发电单元的状态参数的传感器模块以及用于无线发送所述光伏发电单元的状态参数的无线通信模块；
微网本地服务器，其能够接收各所述光伏发电单元的状态参数，基于所接收到的光伏发电单元的状态参数确定各所述光伏发电单元的运行状态，并将所接收到的状态参数和所确定的运行状态经由英特网发送至所述中心服务器。
本实施例，在发生意外的危险状况时，光伏发电系统自动被切分成对人体不能产生威胁的子系统，从而彻底保护了和光伏系统接触的人体免遭损害。
实施例2
本实施例光伏发电系统，在实施例1的基础上，所述的触发单元由多个触发器构成，每个光伏发电子单元都电连接一个触发器，并通过该触发器与其他光伏发电子单元电连接，每个触发器都受感应器驱动，所述的感应器集成在光伏发电系统内部，或者设置在光伏发电系统外部。
所述的感应器为温度传感器，触发器为信号继电器，温度传感器感应到温度超过设定值时，驱动信号继电器断开每个光伏发电子单元之间的电流通路，述的温度传感器为负温度系数热敏电阻。
所述的感应器为振动传感器，触发器为信号继电器，振动传感器感应到振动信号超过设定值时，驱动信号继电器断开每个光伏发电子单元之间的电流通路，所述的振动传感器为启动汽车爆炸式气囊保护装置的汽车振动传感器，触发器为信号继电器，汽车振动传感器感应到振动信号超过设定值时，在启动爆炸式气囊保护装置的同时驱动信号继电器断开每个光伏发电子单元之间的电流通路，所述的振动传感器为感应地震信号的万向振动传感器，触发器为信号继电器，万向振动传感器感应到振动信号超过设定值时，驱动信号继电器断开每个光伏发电子单元之间的电流通路。
实施例3
本实施例高安全性的光伏发电系统，在实施例1的基础上，所述隔离变压器、整流电路和变压电路为AC/DC变换器，所述直流变压电路为DC/DC变换器，该AC/DC变换器的输入端连接电网，该DC/DC变换器的输入端连接光伏发电系统的直流母线，该AC/DC变换器的输出端与该DC/DC变换器的输出端连接所述直流并联电路的输入端，该直流并联电路的输出端分别连接光伏发电系统的直流开关、网侧并网开关和控制单元，所述变压电路和所述直流变压电路为同一DC/DC变换器；
所述整流电路的输入端连接所述隔离变压器的输出端；
所述直流并联电路的输入端连接所述整流电路的输出端和光伏发电系统的直流母线、输出端连接所述DC/DC变换器的输入端；
所述DC/DC变换器的输出端分别连接光伏发电系统的直流开关、网侧并网开关和控制单元。
还包括存储器，
所述存储器将各所述光伏发电单元的物理地址与ID号相关联地存储；
所述微网本地服务器被配置为：在基于所接收到的光伏发电单元的状态参数确定某个光伏发电单元出现运行故障的情况下，基于该光伏发电单元的ID号从所述存储器获取相应的物理地址，并通过所述中心服务器发送表示该物理地址处的光伏发电单元出现了故障的消息至特定的客户端。
还包括定位辅助终端，
所述定位辅助终端确定待安装光伏发电单元的物理地址，获取待安装至该物理地址的光伏发电单元的ID号，并在将该物理地址与该ID号相关联地存储至所述存储器之后，提示操作人员将该光伏发电单元安装至该物理地址。
实施例4
本实施例光伏发电系统的方法，所述光伏发电系统采用上所述的光伏发电系统，所述方法包括：
将各所述光伏发电单元的物理地址与ID号相关联地存储；
各所述微网本地服务器基于所接收到的光伏发电单元的状态参数确定各所述光伏发电单元的运行状态；以及在确定某个光伏发电单元出现运行故障的情况下，所述微网本地服务器基于该光伏发电单元的ID号获取相应的物理地址，并通过所述中心服务器发送表示该物理地址处的光伏发电单元出现了故障的消息至特定的客户端。
将各所述光伏发电单元的物理地址与ID号相关联地存储，包括：
确定待安装光伏发电单元的物理地址；
获取待安装至该物理地址的光伏发电单元的ID号；以及
在将该物理地址与该ID号相关联地进行存储之后，提示操作人员将该光伏发电单元安装至该物理地址。
对本发明应当理解的是，以上所述的实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细的说明，以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限定本发明，凡是在本发明的精神原则之内，所作出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种光伏发电系统，其特征在于，包括光伏发电单元及汇流单元、直流开关、母线电容、逆变功率模块、并网电抗器、网侧并网开关、控制单元和供电电源；该直流开关连接在所述电池及汇流单元与逆变功率模块之间，该网侧并网开关连接在所述并网电抗器与电网之间；所述供电电源输出端分别连接所述直流开关、网侧并网开关和控制单元；
所述供电电源包括隔离变压器、整流电路、变压电路、直流变压电路和直流并联电路；
所述隔离变压器输入端连接电网，所述整流电路和变压电路连接在该隔离变压器之后，实现对电网电源的整流和变压；
所述直流变压电路输入端直接或间接连接光伏发电系统的直流母线，实现对直流母线电压的变压；
所述直流并联电路的输入端直接或间接连接所述整流电路的输出端、直接或间接连接光伏发电系统的直流母线，实现对电网电源的整流直流和直流母线直流的并联；
光伏发电单元，将所述的光伏发电单元划分为多个光伏发电子单元，该光伏发电子单元由一定数量的光伏电池彼此电连接构成，每个光伏发电子单元的电压和电流处于对人体无害的范围内，触发单元与感应器连接，触发单元受感应器的电信号的驱动，断开或连接光伏发电子单元之间的电流通路，感应器感感应外界环境，一旦感应器感应到的外界环境的异常信号超出产品预设的安全范围，即驱动触发单元动作断开每个光伏发电子单元之间的电流通路，将整个光伏发电系统分离成多个对人体安全的光伏发电子单元；
还包括用于采集所述光伏发电单元的状态参数的传感器模块以及用于无线发送所述光伏发电单元的状态参数的无线通信模块；
微网本地服务器，其能够接收各所述光伏发电单元的状态参数，基于所接收到的光伏发电单元的状态参数确定各所述光伏发电单元的运行状态，并将所接收到的状态参数和所确定的运行状态经由英特网发送至所述中心服务器。
2.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统，其特征在于，所述的触发单元由多个触发器构成，每个光伏发电子单元都电连接一个触发器，并通过该触发器与其他光伏发电子单元电连接，每个触发器都受感应器驱动，所述的感应器集成在光伏发电系统内部，或者设置在光伏发电系统外部。
3.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统，其特征在于：所述的感应器为温度传感器，触发器为信号继电器，温度传感器感应到温度超过设定值时，驱动信号继电器断开每个光伏发电子单元之间的电流通路，述的温度传感器为负温度系数热敏电阻。
4.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统，其特征在于：所述的感应器为振动传感器，触发器为信号继电器，振动传感器感应到振动信号超过设定值时，驱动信号继电器断开每个光伏发电子单元之间的电流通路，所述的振动传感器为启动汽车爆炸式气囊保护装置的汽车振动传感器，触发器为信号继电器，汽车振动传感器感应到振动信号超过设定值时，在启动爆炸式气囊保护装置的同时驱动信号继电器断开每个光伏发电子单元之间的电流通路，所述的振动传感器为感应地震信号的万向振动传感器，触发器为信号继电器，万向振动传感器感应到振动信号超过设定值时，驱动信号继电器断开每个光伏发电子单元之间的电流通路。
5.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统，其特征在于：所述隔离变压器、整流电路和变压电路为AC/DC变换器，所述直流变压电路为DC/DC变换器，该AC/DC变换器的输入端连接电网，该DC/DC变换器的输入端连接光伏发电系统的直流母线，该AC/DC变换器的输出端与该DC/DC变换器的输出端连接所述直流并联电路的输入端，该直流并联电路的输出端分别连接光伏发电系统的直流开关、网侧并网开关和控制单元，所述变压电路和所述直流变压电路为同一DC/DC变换器；
所述整流电路的输入端连接所述隔离变压器的输出端；
所述直流并联电路的输入端连接所述整流电路的输出端和光伏发电系统的直流母线、输出端连接所述DC/DC变换器的输入端；
所述DC/DC变换器的输出端分别连接光伏发电系统的直流开关、网侧并网开关和控制单元。
6.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统，其特征在于：还包括存储器，
所述存储器将各所述光伏发电单元的物理地址与ID号相关联地存储；
所述微网本地服务器被配置为：在基于所接收到的光伏发电单元的状态参数确定某个光伏发电单元出现运行故障的情况下，基于该光伏发电单元的ID号从所述存储器获取相应的物理地址，并通过所述中心服务器发送表示该物理地址处的光伏发电单元出现了故障的消息至特定的客户端。
7.根据权利要求6所述的一种光伏发电系统，其特征在于：还包括定位辅助终端，
所述定位辅助终端确定待安装光伏发电单元的物理地址，获取待安装至该物理地址的光伏发电单元的ID号，并在将该物理地址与该ID号相关联地存储至所述存储器之后，提示操作人员将该光伏发电单元安装至该物理地址。
8.一种光伏发电系统的方法，其特征在于，所述光伏发电系统采用如权利要求1至7中任一项所述的光伏发电系统，所述方法包括：
将各所述光伏发电单元的物理地址与ID号相关联地存储；
各所述微网本地服务器基于所接收到的光伏发电单元的状态参数确定各所述光伏发电单元的运行状态；以及在确定某个光伏发电单元出现运行故障的情况下，所述微网本地服务器基于该光伏发电单元的ID号获取相应的物理地址，并通过所述中心服务器发送表示该物理地址处的光伏发电单元出现了故障的消息至特定的客户端。
9.根据权利要求8所述的一种光伏发电系统的方法，其特征在于，其特征在于，将各所述光伏发电单元的物理地址与ID号相关联地存储，包括：
确定待安装光伏发电单元的物理地址；
获取待安装至该物理地址的光伏发电单元的ID号；以及
在将该物理地址与该ID号相关联地进行存储之后，提示操作人员将该光伏发电单元安装至该物理地址。
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