CN109742794A - 一种分布式光伏发电并网防逆流控制器及控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种分布式光伏发电并网防逆流控制器及控制方法，该控制器由信号采集单元、有功功率计算单元、有功功率分配单元、逆变器控制单元、防逆流保护单元、录波单元、通信单元模块组成。本发明针对分布式光伏发电的特点，通过控制器采集和监视并网点输入光伏电站的有功功率变化，调节逆变器的有功出力，防止向电网倒送电，同时在防止逆流发生的条件下，使逆变器尽可能的多发电。当逆流发生时，跳开光伏电站并网开关。该分布式光伏发电并网防逆流控制器适用于分布式光伏电站自发自用的应用场合。
Description
技术领域
本发明属于电力系统控制技术领域，具体涉及一种分布式光伏发电并网防逆流控制器及控制方法。
背景技术
光伏发电是我国清洁能源产业发展的一个重要方向。近年来，我国新能源发电发展迅速，其中太阳能光伏发电并网装机容量和发电量快速增长，其在我国各类电源装机容量中所占比例也越来越高。而分布式光伏适合安装在工业园区、经济开发区、大型工矿企业以及商场学校医院等公共建筑屋顶，其优点在于靠近用户侧，成本低，并且多采用自发自用方式。对自发自用的分布式光伏，为了避免向电网倒送电，需要一种自动控制装置，合理控制逆变器的有功功率输出，使逆变器既能最大化的满足自用电的要求，又能避免逆流的产生。
发明内容
本发明公开了一种分布式光伏发电并网防逆流控制器及控制方法。
本申请具体采用以下技术方案：
一种分布式光伏发电并网防逆流控制器，其特征在于：
所述控制器包括信号采集单元、有功功率计算单元、有功功率分配单元、逆变器控制单元、防逆流保护单元、录波单元、通信单元；
所述信号采集单元实时采集并网点有功功率，并将采集信号提供给有功功率计算单元、防逆流保护单元和录波单元；
所述有功功率计算单元，根据信号采集单元采集的并网点有功功率与逆变器实发有功功率进行比较，并以防止逆流产生为条件，计算出逆变器总有功功率目标值；
所述有功功率分配单元根据有功功率计算单元计算出的逆变器的总有功功率目标值对逆变器进行分配，计算出单台逆变器的有功功率目标值；
所述逆变器控制单元将有功功率分配单元计算出的单台有功功率目标值发送到对应的逆变器，并采集逆变器的状态信息和实发有功功率；
所述防逆流保护单元检测并网点有功功率是否发生逆流，当发生逆流且无法恢复时，跳开并网点开关，防止逆流持续发生；
所述防逆流保护单元检测到并网点有功功率出现逆流后开始计数，当计数值大于设置的防逆流动作延时时间定值，并且持续逆流，则跳开并网点开关。在计数期间检测到有功功率逆流恢复，则对计数值清零。
所述录波单元采用事件触发机制，当防逆流保护动作时，触发所述录波单元启动录波，记录动作时段的并网点有功功率、逆变器实发有功功率、逆变器目标有功功率等曲线，便于对保护事件进行分析；
所述通信单元是对外通信的接口，可以接入逆变器的信息，并可以将控制器的信息通过通信的方式发送到外部设备。所述通信单元一方面通过以太网或串口等通信方式接入逆变器有功功率、逆变器状态信息，另一方面还可以通过以太网与其它外部设备进行数据通信。
一种分布式光伏发电并网防逆流控制方法，该包括以下步骤：
步骤1：通过信号采集单元实时采集分布式光伏并网点有功功率P0；
步骤2：将步骤1采集的并网点有功功率P0与并网点逆流设定值Ps进行比较，当并网点有功功率小于逆流设定值时，启动防逆流保护计时，当计时大于等于设定延时时间时，并网点有功功率仍然小于逆流设定值，则跳开并网点开关；
步骤3：将步骤1采集的并网点有功功率P0与并网点逆流设定值Ps进行比较，当并网点有功功率大于等于逆流设定值时，复归防逆流保护计时；
步骤4：根据下式计算逆变器的总有功目标指令Pt：
Pt＝PI+(P0-Ph)
其中PI为逆变器当前实发总有功功率，P0为并网点有功功率，Ph为防逆流功率定值；
步骤5：有功功率分配单元将总有功目标指令Pt根据逆变器数量和和可发的有功功率额度进行分配，并将分配后的有功目标值发送到对应的逆变器。
本申请具有以下有益效果：
在自发自用分布式光伏发电系统，在避免向电网倒送电产生逆流的前提下，最大限度的使逆变器多发电，即满足经济性要求，又满足电网稳定性要求，具有实用性。
附图说明
图1是一种分布式光伏发电并网防逆流控制器结构示意图；
图2是一种分布式光伏发电并网防逆流控制方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明的技术方案进一步说明。
如图1所示为一种分布式光伏发电并网防逆流控制器结构示意图。
所述控制器包括信号采集单元、有功功率计算单元、有功功率分配单元、逆变器控制单元、防逆流保护单元、录波单元、通信单元；
所述信号采集单元实时采集并网点有功功率，并将采集信号提供给有功功率计算单元、防逆流保护单元和录波单元；
所述有功功率计算单元，根据信号采集单元采集的并网点有功功率与逆变器实发有功功率进行比较，并以防止逆流产生为条件，计算出逆变器总有功功率目标值；
所述控制器实时采集并网点有功功率，当光伏逆变器处于发电状态，同时检测到并网点输入的有功功率小于设置于控制器中的防逆流有功功率门槛定值时，控制器计算当前输入有功功率与防逆流有功功率门槛定值的差值，并将该差值与逆变器的实发有功功率相加，相加的结果作为逆变器的总有功功率目标值。
所述控制器检测到并网点输入的有功功率大于设置于控制器中防逆流有功功率门槛定值时，控制器计算当前输入有功功率与防逆流有功功率门槛定值的差值，并将该差值与逆变器的实发有功功率相加，相加的结果作为逆变器的总有功功率目标值。
所述有功功率分配单元根据有功功率计算单元计算出的逆变器的总有功功率目标值对逆变器进行分配，计算出单台逆变器的有功功率目标值；
其中对逆变器进行分配时，考虑逆变器的数量和可发的有功功率额度，计算出单台逆变器的有功功率目标值；
所述逆变器控制单元将有功功率分配单元计算出的单台有功功率目标值发送到对应的逆变器，并采集逆变器的状态信息和实发有功功率；
所述防逆流保护单元检测并网点有功功率是否发生逆流，当发生逆流且无法恢复时，跳开并网点开关，防止逆流持续发生；
所述防逆流保护单元检测到并网点有功功率出现逆流后开始计数，当计数值大于设置的防逆流动作延时时间定值，并且持续逆流，则跳开并网点开关。在计数期间检测到有功功率逆流恢复，则对计数值清零。
所述录波单元采用事件触发机制，当防逆流保护动作时，触发所述录波单元启动录波，记录动作时段的并网点有功功率、逆变器实发有功功率、逆变器目标有功功率等曲线，便于对保护事件进行分析；
所述通信单元是对外通信的接口，可以接入逆变器的信息，并可以将控制器的信息通过通信的方式发送到外部设备。所述通信单元一方面通过以太网或串口等通信方式接入逆变器有功功率、逆变器状态信息，另一方面还可以通过以太网与其它外部设备进行数据通信。
图2所示为一种分布式光伏发电并网防逆流控制方法流程示意图。控制方法包括以下步骤：
步骤1：通过信号采集单元实时采集分布式光伏并网点有功功率P0；
步骤2：将步骤1采集的并网点有功功率P0与并网点逆流设定值Ps进行比较，当并网点有功功率小于逆流设定值时，启动防逆流保护计时，当计时大于等于设定延时时间时，并网点有功功率仍然小于逆流设定值，则跳开并网点开关；
步骤3：将步骤1采集的并网点有功功率P0与并网点逆流设定值Ps进行比较，当并网点有功功率大于等于逆流设定值时，复归防逆流保护计时；
步骤4：根据下式计算逆变器的总有功目标指令Pt：
Pt＝PI+(P0-Ph)
其中PI为逆变器当前实发总有功功率，P0为并网点有功功率，Ph为防逆流功率定值；
步骤5：有功功率分配单元将总有功目标指令Pt根据逆变器数量和和可发的有功功率额度进行分配，并将分配后的有功目标值发送到对应的逆变器。
申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种分布式光伏发电并网防逆流控制器，其特征在于：
所述控制器包括信号采集单元、有功功率计算单元、有功功率分配单元、逆变器控制单元、防逆流保护单元、录波单元、通信单元；
所述信号采集单元实时采集并网点有功功率，并将采集信号提供给有功功率计算单元、防逆流保护单元和录波单元；
所述有功功率计算单元，根据信号采集单元采集的并网点有功功率与逆变器实发有功功率进行比较，并以防止逆流产生为条件，计算出逆变器总有功功率目标值；
所述有功功率分配单元根据有功功率计算单元计算出的逆变器的总有功功率目标值对逆变器进行分配，计算出单台逆变器的有功功率目标值；
所述逆变器控制单元将有功功率分配单元计算出的单台有功功率目标值发送到对应的逆变器，并采集逆变器的状态信息和实发有功功率；
所述防逆流保护单元检测并网点有功功率是否发生逆流，当发生逆流且无法恢复时，跳开并网点开关，防止逆流持续发生；
所述录波单元采用事件触发机制，当防逆流保护动作时，触发所述录波单元启动录波，记录动作时段的并网点有功功率、逆变器实发有功功率、逆变器目标有功功率等曲线，便于对保护事件进行分析；
所述通信单元是对外通信的接口，可以接入逆变器的信息，并可以将控制器的信息通过通信的方式发送到外部设备。
2.据权利要求1所述的一种分布式光伏发电并网防逆流控制器，其特征在于：
所述逆变器控制单元实时采集并网点有功功率，当光伏逆变器处于发电状态，同时检测到并网点输入的有功功率小于设置于控制单元中的防逆流有功功率门槛定值时，控制单元计算当前输入有功功率与防逆流有功功率门槛定值的差值，并将该差值与逆变器的实发有功功率相加，相加的结果作为逆变器的总有功功率目标值；
所述逆变器控制单元检测到并网点输入的有功功率大于设置于控制单元中防逆流有功功率门槛定值时，控制单元计算当前输入有功功率与防逆流有功功率门槛定值的差值，并将该差值与逆变器的实发有功功率相加，相加的结果作为逆变器的总有功功率目标值。
3.据权利要求1所述的一种分布式光伏发电并网防逆流控制器，其特征在于：
其中对逆变器进行分配时，考虑逆变器的数量和可发的有功功率额度，从而计算出单台逆变器的有功功率目标值。
4.据权利要求1所述的一种分布式光伏发电并网防逆流控制器，其特征在于：
所述防逆流保护单元检测到并网点有功功率出现逆流后开始计数，当计数值大于设置的防逆流动作延时时间定值，并且持续逆流，则跳开并网点开关；在计数期间检测到有功功率逆流恢复，则对计数值清零。
5.据权利要求1所述的一种分布式光伏发电并网防逆流控制器，其特征在于：
所述通信单元一方面通过以太网或串口等通信方式接入逆变器有功功率、逆变器状态信息，另一方面还可以通过以太网与其它外部设备进行数据通信。
6.一种分布式光伏发电并网防逆流控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：通过信号采集单元实时采集分布式光伏并网点有功功率P0；
步骤2：将步骤1采集的并网点有功功率P0与并网点逆流设定值Ps进行比较，当并网点有功功率小于逆流设定值时，启动防逆流保护计时，当计时大于等于设定延时时间时，并网点有功功率仍然小于逆流设定值，则跳开并网点开关；
步骤3：将步骤1采集的并网点有功功率P0与并网点逆流设定值Ps进行比较，当并网点有功功率大于等于逆流设定值时，复归防逆流保护计时；
步骤4：根据下式计算逆变器的总有功目标指令Pt：
Pt＝PI+(P0-Ph)
其中，PI为逆变器当前实发总有功功率，P0为并网点有功功率，Ph为防逆流功率定值；
步骤5：有功功率分配单元将总有功目标指令Pt根据逆变器数量和可发的有功功率额度进行分配，并将分配后的有功目标值发送到对应的逆变器。
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