CN109742806A - 一种具有并行功率处理的换流器装置 - Google Patents

一种具有并行功率处理的换流器装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109742806A
CN109742806A CN201910168721.6A CN201910168721A CN109742806A CN 109742806 A CN109742806 A CN 109742806A CN 201910168721 A CN201910168721 A CN 201910168721A CN 109742806 A CN109742806 A CN 109742806A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inverter
section
power
period
solar energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910168721.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109742806B (zh
Inventor
杨扬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tuoyang Construction Group Co.,Ltd.
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201910168721.6A priority Critical patent/CN109742806B/zh
Publication of CN109742806A publication Critical patent/CN109742806A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109742806B publication Critical patent/CN109742806B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有并行功率处理的换流器装置，该换流器装置包括多个换流器、太阳能光伏板和控制系统，多个换流器之间相互并联，换流器的输入端与太阳能光伏板电连接，换流器的输出端与电网电连接，每个换流器支路上均设置有一个并离网开关，并离网开关均与控制系统电连接。该装置中每个换流器支路上都有一个并离网开关用来控制该换流器是否连入电网，通过控制换流器是否连入电网，从而控制每个连入电网的换流器的输出功率。

Description

一种具有并行功率处理的换流器装置
技术领域
本发明涉及电子电路领域，具体是一种具有并行功率处理的换流器装置。
背景技术
随着现代科技的进步和发展，现代社会电力的需求越来越大，太阳能光伏板发电作为一种新能源，不仅能够满足社会对于能源的需求，而且这种能源清洁无污染，减少化石燃料燃烧发电所产生的污染，因此太阳能光伏板发电的发展日益壮大，，太阳能光伏并网发电也成为光伏发电的主趋势。在太阳能光伏板发电的过程中，太阳能光伏板需要与换流器连接，然后再和电网连接，通过换流器将太阳能光伏板送出的电流转化为与电网频率、波形大小相同的电流。使用太阳能光伏板发电时，太阳能板光伏板会与多个换流器连接，每个换流器都会输出相同的功率，而换流器的输出功率低时，会导致该太阳能光伏板发电会产生严重的谐波失真，发电效率低，现有的换流器装置中，接入电网的换流器的个数不变，导致太阳能光伏板发电的输出功率小时，换流器的输出功率也变小，从而导致太阳能光伏板发电效率低，谐波失真严重。除此之外，太阳能板光伏发电受天气的影响很大，所以光伏并网对电网调度和稳定性有一定的挑战。
因此，申请人提出了一种能够控制多个换流器的实际功率输出，并且能够预测太阳能光伏发电板发电的输出功率的具有并行功率处理的换流器装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有并行功率处理的换流器装置，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有并行功率处理的换流器装置，该换流器装置包括多个换流器、太阳能光伏板和控制系统，多个换流器之间相互并联，换流器的输入端与太阳能光伏板电连接，换流器的输出端与电网电连接，每个换流器支路上均设置有一个并离网开关，并离网开关均与控制系统电连接。
在上述技术方案中，该装置中每个换流器支路上都有一个并离网开关用来控制该换流器是否连入电网，通过控制换流器是否连入电网，从而控制每个连入电网的换流器的输出功率。
作为优选方案，分析处理换流器并离网的方法包括以下步骤：
1)处理模块利用基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法计算出预测天太阳能光伏板的输出功率P0；
在该步骤中，处理模块先通过基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法来预测出当天太阳能光伏板的输出功率，然后电网能通过该预测的输出功率制定合理的发电计划，电网能够提前对电站进行调度，防止太阳能光伏发电对电网的稳定性产生影响。
2)设换流器的个数为n，每个换流器的额定输出功率为Pmin，最大输出功率为Pmax，输出功率P0对额定输出功率为Pmin分别求商和求余，所得的商值为a1，所得的余数为b1，
3)设c1为额定功率评估系数，c2为最大功率评估系数，
①当b1＝0时，开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1，控制并离网开关断开的个数为n-a1，每个换流器的实际输出功率为Pmin；
②当0＜b1＜c1×Pmin时，当时，开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1，并离网开关断开的个数为n-a1，每个换流器的实际输出功率为当时，开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1，并离网开关断开的个数为n-(a1+1)，每个换流器的实际输出功率为
③当b＞＝c1×Pmin时，开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1，并离网开关断开的个数为n-(a1+1)，每个换流器的实际输出功率为
在该步骤中，预测的太阳能光伏板的输出功率P0决定了并入电网的换流器的个数。要想太阳能光伏板发电的效率较高，同时谐波失真较低，换流器的输出功率应当尽可能的大，而每个换流器的结构是相同的，每个换流器的输出功率也是相同的，所以就必须控制一些换流器和电网连接，一些换流器和电网断开，从而每个并入电网的换流器的实际输出功率才尽可能大；每个换流器都有额定输出功率和最大输出功率，额定输出功率能够保证换流器的正常工作的最大功率，最大输出功率是换流器短时间内能通过的最大功率，所以在多个换流器工作的过程中，应当使得换流器的实际输出功率尽可能的接近或者等于额定输出功率，但是又要小于最大输出功率，根据这一点设定了额定功率评估系数c1，从而得到额定功率评估值c1×Pmin，当太阳能光伏板的输出功率P0对换流器的额定输出功率为Pmin求余的余数b1大于等于额定功率评估值c1×Pmin，令并离网开关闭合的个数为a1+1时，则并入电网的换流器的个数为a1+1时，这些并入电网的换流器并行时的功率为也就是每个并入电网的换流器的实际输出功率此时每个并入电网的换流器的实际输出功率虽然小于额定输出功率Pmin，但是实际输出功率与额定输出功率的差值非常的小，此时太阳能光伏板发电的效率相对较高，同时谐波失真相对较低；当求余的余数b1等于0时，直接令并离网开关闭合的个数为a1时，则并入电网的换流器的个数为a1，此时这些换流器的并行时的功率为Pmin，就是说每个接入电网的换流器的实际功率为Pmin，此时太阳能光伏板发电的效率较高，同时谐波失真较低；当求余的余数b1小于额定功率评估值c1×Pmin且不等于0时，需要再进一步的分类，看看当并入电网的换流器个数a1时，单个换流器实际输出功率减去单个换流器的额定功率之后的值与最大功率评估值c2×Pmax之间的关系，如果这个值小于等于最大功率评估值c2×Pmax，则令并离网开关闭合的个数为a1时，并入电网的换流器为a1，此时每个换流器的实际输出功率略超过额定输出功率，但远远小于最大输出功率时，换流器也能够长时间工作，并且此时太阳能光伏板发电的效率高，同时谐波失真低；如果这个值大于最大功率评估值c2×Pmax，则表明开关闭合的个数为a1时，此时的实际输出功率长时间工作会损坏换流器，为了保护换流器不被损坏，选择牺牲一定的太阳能光伏板的发电效率和谐波失真，所以应当令开关控制模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1，每个并入电网的换流器的实际输出功率为
作为优选方案，基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法包括以下步骤：
1)固定设定一天当中的某个时间段为采集时间段，将采集时间段分隔成4个时间段T1,T2,T3,T4；
在这个步骤中，将采集时间段分隔成4个时间段，便于统计采集数据。
2)采集与预测天临近的过去D天中T1,T2,T3,T4这四个时间段的每个时间段的段辐射量，并组成一组段辐射量向量：
Od[Od(1),Od(2),Od(3),Od(4)]，其中d＝1...D；
3)采集与预测天临近的过去D天中T1,T2,T3,T4这四个时间段的每个时间段的段蒸发量，并组成一组段蒸发量：
Qd[Qd(1),Qd(2),Qd(3),Qd(4)]，其中d＝1...D；
4)采集与预测天临近的过去D天中每天太阳能光伏板的实际输出功率Pd,其中d＝1...D；
5)从气象预报当中获取预测天T1,T2,T3,T4每个时间段的段辐射量，组成一组段辐射量向量O0[O0(1),O0(2),O0(3),O0(4)]；
6)从气象预报当中获取预测天T1,T2,T3,T4每个时间段的段蒸发量，组成一组段蒸发量Q0[Q0(1),Q0(2),Q0(3),Q0(4)]；
7)分别计算与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4这四个时间段的段辐射量与预测天当中所对应的这四个时间段的段辐射量差的绝对值,则T1时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(1)-O0(1)|，T2时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(2)-O0(2)|，T3时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(3)-O0(3)|，T4时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(4)-O0(4)|；
8)分别计算与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4这四个时间段的段蒸发量与预测天当中所对应的这四个时间段的段蒸发量差的绝对值,则T1时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(1)-Q0(1)|，T2时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(2)-Q0(2)|，T3时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(3)-Q0(3)|，T4时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(4)-Q0(4)|；
9)对与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4每个时间段的段辐射量之差的绝对值加权，得到每天的辐射量评估值αd，
则αd＝e×|Od(1)-O0(1)|+f×|Od(2)-O0(2)|+g×|Od(3)-O0(3)|+h×|Od(4)-O0(4)|，其中，e+f+g+h＝1，e,f,g,h,均大于0；
10)对与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4每个时间段的段蒸发量之差的绝对值加权，得到每天的蒸发量评估值βd，
则βd＝r×|Qd(1)-Q0(1)|+s×|Qd(2)-Q0(2)|+u×|Qd(3)-Q0(3)|+v×|Qd(4)-Q0(4)|，其中，r+s+u+v＝1，r,s,u,v,均大于0；
11)对每天的辐射量评估值αd和每天的蒸发量评估值βd进行加权，得到气象相似度评估值γd，则γd＝j×αd+k×βd，
其中，j+k＝1，j,k均大于0；
上述步骤中，气象相似度评估值越低，表明气象相似度越高，即该天的气象与预测天的气象越相似。
12)将与预测天临近的过去D天中每一天的气象相似度评估值γd按照从小到大的顺序排序，并选取序列的前四个作为相似气象日，并对该四个相似气象日中太阳能光伏板的实际输出功率进行加权，则预测天的太阳能光伏板的预测输出功率P0＝0.8×Pa+0.12×Pb+0.06×Pc+0.02×Pd；
其中Pa为相似气象日中气象相似度评估值最小的太阳能光伏板的实际输出功率，Pb为相似气象日中气象相似度评估值第二小的太阳能光伏板的实际输出功率、Pc气相似气象日中气象相似度评估值第三小的太阳能光伏板的实际输出功率、Pd为相似气象日中气象相似度评估值第四小的太阳能光伏板的实际输出功率；
13)算法结束。
上述技术方案中，通过将预测天临近的过去D天中的辐射量和蒸发量与天气预报中的辐射量和蒸发量的进行气象相似度比较，排出气象相似度相似度最高日，气象相似度第二高日，气象相似度第三高日，气象相似度第四高日，然后对这四天所对应的太阳能光伏板的输出功率加权，得到预测天的太阳能光伏板的预测输出功率P0。
作为优选方案，采集时间段为每天的6点到18点。
在上述技术方案中，将采集时间段为每天的6点到18点是因为太阳光在每天的6点到18点相对比较强烈，在其他时间产生的电能非常非常的少，可以达到几乎不计。
作为优选方案，T1,T2,T3,T4每个时间段的长度相等，T1,T2,T3,T4对应的时间段分别为6点到9点，9点到12点，12点到15点，15点到18点。
在上述技术方案中，四个时间段长度相等，便于控制系统进行运算处理。
作为优选方案，换流器装置还包括蓄电池，控制系统通过蓄电池供电。
在上述技术方案中，控制系统通过蓄电池来独立供电，即使到了夜晚时太阳能光伏板没有产生电能时，控制系统能通过蓄电池供电进行工作，采集处理当天的辐射量数据、蒸发量数据和输出功率数据等。
作为优选方案，D的取值为15。
在上述技术方案中，D的取值不够太大，如果太大的话会增加处理模块的运算量，时间太长，会导致天气的波动比较大，会导致预测的输出功率的精确度降低，D的取值不能够太小，如果太小的话，缺乏足够的样本来支撑预测的输出功率的准确性，所以将D取值为15。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明利用基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法计算出预测天太阳能光伏板的输出功率，从而有助与电网制定合理的发电计划，及时进行电站调度，保证了电网平稳运行。
2、本发明根据不同的太阳能光伏板的输出功率来决定并离网开关闭合的个数以及接入电网的换流器的个数，使得每个换流器的实际输出功率尽可能的大，尽可能的接近每个换流器的额定输出功率，使得这些换流器并行工作时的实际输出功率大，从而尽可能使太阳能光伏板发电效率较低，谐波失真较低。
附图说明
图1为本发明一种具有并行功率处理的换流器装置的连接结构示意图；
图2为本发明一种具有并行功率处理的换流器装置中分析处理换流器并离网的方法的流程示意图；
图3为本发明一种具有并行功率处理的换流器装置中基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法示意图；
图4为本发明一种具有并行功率处理的换流器装置的并入电网的换流器的个数的计算过程示意图；
图5为本发明一种具有并行功率处理的换流器装置的控制系统的模块示意图；
图6为本发明一种具有并行功率处理的换流器装置的预测天的太阳能光伏板的预测输出功率的计算过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～6，本发明实施例中，一种具有并行功率处理的换流器装置，该换流器装置包括3个换流器、太阳能光伏板和控制系统，3个换流器之间相互并联，换流器的输入端与太阳能光伏板电连接，换流器的输出端与电网电连接，每个换流器支路上均设置有一个并离网开关，并离网开关均与控制系统电连接。
在上述技术方案中，该装置中每个换流器支路上都有一个并离网开关用来控制该换流器是否连入电网，通过控制换流器是否连入电网，从而控制每个连入电网的换流器的输出功率。
分析处理换流器并离网的方法包括以下步骤：
1)处理模块利用基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法计算出预测天太阳能光伏板的输出功率P0；
在该步骤中，处理模块先通过基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法来预测出当天太阳能光伏板的输出功率，然后电网能通过该预测的输出功率制定合理的发电计划，电网能够提前对电站进行调度，防止太阳能光伏发电对电网的稳定性产生影响。
2)设每个换流器的额定输出功率为Pmin，最大输出功率为Pmax，输出功率P0对额定输出功率为Pmin分别求商和求余，所得的商值为a1，所得的余数为b1，额定功率评估系数为0.8，最大功率评估系数为0.1，
①当b1＝0时，开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1，控制并离网开关断开的个数为3-a1，每个换流器的实际输出功率为Pmin；
②当0＜b1＜0.8×Pmin时，当时，开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1，并离网开关断开的个数为3-a1，每个换流器的实际输出功率为当时，开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1，并离网开关断开的个数为2-a1，每个换流器的实际输出功率为
③当b＞＝0.8×Pmin时，开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1，并离网开关断开的个数为2-a1，每个换流器的实际输出功率为
在该步骤中，预测的太阳能光伏板的输出功率P0决定了并入电网的换流器的个数。要想太阳能光伏板发电的效率较高，同时谐波失真较低，换流器的输出功率应当尽可能的大，而每个换流器的结构是相同的，每个换流器的输出功率也是相同的，所以就必须控制一些换流器和电网连接，一些换流器和电网断开，从而每个并入电网的换流器的实际输出功率才尽可能大；每个换流器都有额定输出功率和最大输出功率，额定输出功率能够保证换流器的正常工作的最大功率，最大输出功率是换流器短时间内能通过的最大功率，所以在多个换流器工作的过程中，应当使得换流器的实际输出功率尽可能的接近或者等于额定输出功率，但是又要小于最大输出功率，根据这一点设定了额定功率评估系数0.8，从而得到额定功率评估值为0.8×Pmin，当输出功率P0对额定输出功率为Pmin求余的余数b1大于等于额定功率评估值0.8×Pmin，令并离网开关闭合的个数为a1+1时，则并入电网的换流器的个数为a1+1时，这些并入电网的换流器并行时的功率为也就是每个并入电网的换流器的实际输出功率此时每个并入电网的换流器的实际输出功率虽然小于额定输出功率Pmin，但是实际输出功率与额定输出功率的差值非常的小，此时太阳能光伏板发电的效率相对较高，同时谐波失真相对较低；当求余的余数b1等于0时，直接令并离网开关闭合的个数为a1时，则并入电网的换流器的个数为a1，此时这些换流器的并行时的功率为Pmin，就是说每个接入电网的换流器的实际功率为Pmin，此时太阳能光伏板发电的效率较高，同时谐波失真较低；当求余的余数b1小于额定功率评估值0.8×Pmin且不等于0时，需要再进一步的分类，看看当并入电网的换流器个数a1时，单个换流器实际输出功率减去额定功率之后的值与最大功率评估值0.1×Pmax之间的关系，如果这个值小于等于最大功率评估值0.1×Pmax，则令并离网开关闭合的个数为a1时，并入电网的换流器为a1，此时每个换流器的实际输出功率略超过额定输出功率，但远远小于最大输出功率时，换流器也能够长时间工作，并且此时太阳能光伏板发电的效率高，同时谐波失真低；如果这个值大于最大功率评估值0.1×Pmax，则表明开关闭合的个数为a1时，此时的实际输出功率长时间工作会损坏换流器，为了保护换流器不被损坏，选择牺牲一定的太阳能光伏板的发电效率和谐波失真，所以应当令开关控制模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1，每个并入电网的换流器的实际输出功率为
基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法包括以下步骤：
1)固定设定一天当中的某个时间段为采集时间段，将采集时间段分隔成4个时间段T1,T2,T3,T4；
在这个步骤中，将采集时间段分隔成4个时间段，便于统计采集数据。
2)处理模块采集与预测天临近的过去15天中T1,T2,T3,T4这四个时间段的每个时间段的段辐射量，并组成一组段辐射量向量：
Od[Od(1),Od(2),Od(3),Od(4)]，其中d＝1...15；
3)处理模块采集与预测天临近的过去D天中T1,T2,T3,T4这四个时间段的每个时间段的段蒸发量，并组成一组段蒸发量：
Qd[Qd(1),Qd(2),Qd(3),Qd(4)]，其中d＝1...15；
4)处理模块采集与预测天临近的过去D天中每天太阳能光伏板的实际输出功率Pd,其中d＝1...15；
5)处理模块从气象预报当中获取预测天T1,T2,T3,T4每个时间段的段辐射量，组成一组段辐射量向量O0[O0(1),O0(2),O0(3),O0(4)]；
6)处理模块从气象预报当中获取预测天T1,T2,T3,T4每个时间段的段蒸发量，组成一组段蒸发量Q0[Q0(1),Q0(2),Q0(3),Q0(4)]；
7)处理模块分别计算与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4这四个时间段的段辐射量与预测天当中所对应的这四个时间段的段辐射量差的绝对值,则T1时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(1)-O0(1)|，T2时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(2)-O0(2)|，T3时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(3)-O0(3)|，T4时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(4)-O0(4)|；
8)处理模块分别计算与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4这四个时间段的段蒸发量与预测天当中所对应的这四个时间段的段蒸发量差的绝对值,则T1时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(1)-Q0(1)|，T2时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(2)-Q0(2)|，T3时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(3)-Q0(3)|，T4时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(4)-Q0(4)|；
9)处理模块对与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4每个时间段的段辐射量之差的绝对值加权，得到每天的辐射量评估值αd，则
αd＝0.2×|Od(1)-O0(1)|+0.3×|Od(2)-O0(2)|+0.3×|Od(3)-O0(3)|+0.2×|Od(4)-O0(4)|
10)处理模块对与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4每个时间段的段蒸发量之差的绝对值加权，得到每天的蒸发量评估值βd，
则
βd＝0.1×|Qd(1)-Q0(1)|+0.4×|Qd(2)-Q0(2)|+0.4×|Qd(3)-Q0(3)|+0.1×|Qd(4)-Q0(4)|
11)处理模块对每天的辐射量评估值αd和每天的蒸发量评估值βd进行加权，得到气象相似度评估值γd，则γd＝0.6×αd+0.4×βd；
上述步骤中，气象相似度评估值越低，表明气象相似度越高，即该天的气象与预测天的气象越相似。
12)处理模块将与预测天临近的过去D天中每一天的气象相似度评估值γd按照从小到大的顺序排序，并选取序列的前四个作为相似气象日，并对该四个相似气象日中太阳能光伏板的实际输出功率进行加权，则预测天的太阳能光伏板的预测输出功率P0＝0.8×Pa+0.12×Pb+0.06×Pc+0.02×Pd；
其中Pa为相似气象日中气象相似度评估值最小的太阳能光伏板的实际输出功率，Pb为相似气象日中气象相似度评估值第二小的太阳能光伏板的实际输出功率、Pc气相似气象日中气象相似度评估值第三小的太阳能光伏板的实际输出功率、Pd为相似气象日中气象相似度评估值第四小的太阳能光伏板的实际输出功率；
13)算法结束。
上述技术方案中，通过将预测天临近的过去D天中的辐射量和蒸发量与天气预报中的辐射量和蒸发量的进行气象相似度比较，排出气象相似度相似度最高日，气象相似度第二高日，气象相似度第三高日，气象相似度第四高日，然后对这四天所对应的太阳能光伏板的输出功率加权，得到预测天的太阳能光伏板的预测输出功率。
采集时间段为每天的6点到18点。
在上述技术方案中，将采集时间段为每天的6点到18点是因为太阳光在每天的6点到18点相对比较强烈，在其他时间产生的电能非常非常的少，可以达到几乎不计。
T1,T2,T3,T4每个时间段的长度相等，T1,T2,T3,T4对应的时间段分别为6点到9点，9点到12点，12点到15点，15点到18点。
在上述技术方案中，四个时间段长度相等，便于控制系统进行运算处理。
换流器装置还包括蓄电池，控制系统通过蓄电池供电。
在上述技术方案中，控制系统通过蓄电池来独立供电，即使到了夜晚时太阳能光伏板没有产生电能时，控制系统能通过蓄电池供电进行工作，采集处理当天的辐射量数据、蒸发量数据和输出功率数据等。
D的取值为15。
在上述技术方案中，D的取值不够太大，如果太大的话会增加处理模块的运算量，时间太长，会导致天气的波动比较大，会导致预测的输出功率的精确度降低，D的取值不能够太小，如果太小的话，缺乏足够的样本来支撑预测的输出功率的准确性，所以将D取值为15。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种具有并行功率处理的换流器装置，其特征在于：所述换流器装置包括多个换流器、太阳能光伏板和控制系统，所述多个换流器之间相互并联，所述换流器的输入端与太阳能光伏板电连接，所述换流器的输出端与电网电连接，所述每个换流器支路上均设置有一个并离网开关，所述并离网开关均与控制系统电连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有并行功率处理的换流器装置，其特征在于：所述控制系统包括处理模块和开关模块，所述处理模块与开关模块之间信号连接，所述处理模块包括分析处理换流器并离网的方法，所述开关模块包括用于控制每个换流器所对应的并离网开关的闭合与断开，所述开关模块与并离网开关电连接。
3.根据权利要求2所述的一种具有并行功率处理的换流器装置，其特征在于：所述分析处理换流器并离网的方法包括以下步骤：
1)处理模块利用基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法计算出预测天太阳能光伏板的输出功率P0；
2)设换流器的个数为n，每个换流器的额定输出功率为Pmin，最大输出功率为Pmax，输出功率P0对额定输出功率为Pmin分别求商和求余，所得的商值为a1，所得的余数为b1；
3)设c1为额定功率评估系数，c2为最大功率评估系数，
①当b1＝0时，开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1，控制并离网开关断开的个数为n-a1，每个换流器的实际输出功率为Pmin；
②当0＜b1＜c1×Pmin时，当时，开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1，并离网开关断开的个数为n-a1，每个换流器的实际输出功率为当时，开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1，并离网开关断开的个数为n-(a1+1)，每个换流器的实际输出功率为
③当b＞＝c1×Pmin时，开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1，并离网开关断开的个数为n-(a1+1)，每个换流器的实际输出功率为
4.根据权利要求3所述的一种具有并行功率处理的换流器装置，其特征在于：所述基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法包括以下步骤：
1)固定设定一天当中的某个时间段为采集时间段，将采集时间段分隔成4个时间段T1,T2,T3,T4；
2)采集与预测天临近的过去D天中T1,T2,T3,T4这四个时间段的每个时间段的段辐射量，并组成一组段辐射量向量：
Od[Od(1),Od(2),Od(3),Od(4)]，其中d＝1...D；
3)采集与预测天临近的过去D天中T1,T2,T3,T4这四个时间段的每个时间段的段蒸发量，并组成一组段蒸发量：
Qd[Qd(1),Qd(2),Qd(3),Qd(4)]，其中d＝1...D；
4)采集与预测天临近的过去D天中每天太阳能光伏板的实际输出功率Pd,其中d＝1...D；
5)从气象预报当中获取预测天T1,T2,T3,T4每个时间段的段辐射量，组成一组段辐射量向量O0[O0(1),O0(2),O0(3),O0(4)]；
6)从气象预报当中获取预测天T1,T2,T3,T4每个时间段的段蒸发量，组成一组段蒸发量Q0[Q0(1),Q0(2),Q0(3),Q0(4)]；
7)分别计算与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4这四个时间段的段辐射量与预测天当中所对应的这四个时间段的段辐射量差的绝对值,则T1时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(1)-O0(1)|，T2时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(2)-O0(2)|，T3时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(3)-O0(3)|，T4时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(4)-O0(4)|；
8)分别计算与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4这四个时间段的段蒸发量与预测天当中所对应的这四个时间段的段蒸发量差的绝对值,则T1时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(1)-Q0(1)|，T2时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(2)-Q0(2)|，T3时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(3)-Q0(3)|，T4时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(4)-Q0(4)|；
9)对与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4每个时间段的段辐射量之差的绝对值加权，得到每天的辐射量评估值αd，则
αd＝e×|Od(1)-O0(1)|+f×|Od(2)-O0(2)|+g×|Od(3)-O0(3)|+h×|Od(4)-O0(4)|，其中，e+f+g+h＝1，e,f,g,h,均大于0；
10)对与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4每个时间段的段蒸发量之差的绝对值加权，得到每天的蒸发量评估值βd，则
βd＝r×|Qd(1)-Q0(1)|+s×|Qd(2)-Q0(2)|+u×|Qd(3)-Q0(3)|+v×|Qd(4)-Q0(4)|，其中，r+s+u+v＝1，r,s,u,v,均大于0；
11)对每天的辐射量评估值αd和每天的蒸发量评估值βd进行加权，得到气象相似度评估值γd，则γd＝j×αd+k×βd，其中，j+k＝1，j,k均大于0；
12)将与预测天临近的过去D天中每一天的气象相似度评估值γd按照从小到大的顺序排序，并选取序列的前四个作为相似气象日，并对该四个相似气象日中太阳能光伏板的实际输出功率进行加权，则预测天的太阳能光伏板的预测输出功率P0＝0.8×Pa+0.12×Pb+0.06×Pc+0.02×Pd；
其中Pa为相似气象日中气象相似度评估值最小的太阳能光伏板的实际输出功率，Pb为相似气象日中气象相似度评估值第二小的太阳能光伏板的实际输出功率、Pc气相似气象日中气象相似度评估值第三小的太阳能光伏板的实际输出功率、Pd为相似气象日中气象相似度评估值第四小的太阳能光伏板的实际输出功率；
13)算法结束。
5.根据权利要求4所述的一种具有并行功率处理的换流器装置，其特征在于：所述采集时间段为每天的6点到18点。
6.根据权利要求5所述的一种具有并行功率处理的换流器装置，其特征在于：所述T1,T2,T3,T4每个时间段的长度相等，所述T1,T2,T3,T4对应的时间段分别为6点到9点，9点到12点，12点到15点，15点到18点。
7.根据权利要求6所述的一种具有并行功率处理的换流器装置，其特征在于：所述换流器装置还包括蓄电池，所述控制系统通过蓄电池供电。
8.根据权利要求7所述的一种具有并行功率处理的换流器装置，其特征在于：所述D的取值为15。
CN201910168721.6A 2019-03-06 2019-03-06 一种具有并行功率处理的换流器装置 Active CN109742806B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910168721.6A CN109742806B (zh) 2019-03-06 2019-03-06 一种具有并行功率处理的换流器装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910168721.6A CN109742806B (zh) 2019-03-06 2019-03-06 一种具有并行功率处理的换流器装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109742806A true CN109742806A (zh) 2019-05-10
CN109742806B CN109742806B (zh) 2020-10-30

Family

ID=66369607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910168721.6A Active CN109742806B (zh) 2019-03-06 2019-03-06 一种具有并行功率处理的换流器装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109742806B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103036243A (zh) * 2011-10-10 2013-04-10 三星Sdi株式会社 储能系统及其控制方法
CN203674725U (zh) * 2013-10-21 2014-06-25 北京京仪绿能电力系统工程有限公司 一种光伏并网发电系统
CN104319809A (zh) * 2014-10-29 2015-01-28 特变电工西安电气科技有限公司 基于变压器级联技术的三相光伏逆变装置
CN105245188A (zh) * 2015-10-27 2016-01-13 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 光伏逆变器能耗特性在线预测方法及其装置
CN107968433A (zh) * 2017-12-08 2018-04-27 燕山大学 一种提高光伏逆变器利用效率的直流拓扑结构及控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103036243A (zh) * 2011-10-10 2013-04-10 三星Sdi株式会社 储能系统及其控制方法
CN203674725U (zh) * 2013-10-21 2014-06-25 北京京仪绿能电力系统工程有限公司 一种光伏并网发电系统
CN104319809A (zh) * 2014-10-29 2015-01-28 特变电工西安电气科技有限公司 基于变压器级联技术的三相光伏逆变装置
CN105245188A (zh) * 2015-10-27 2016-01-13 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 光伏逆变器能耗特性在线预测方法及其装置
CN107968433A (zh) * 2017-12-08 2018-04-27 燕山大学 一种提高光伏逆变器利用效率的直流拓扑结构及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109742806B (zh) 2020-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bacha et al. Photovoltaics in microgrids: An overview of grid integration and energy management aspects
Meinhardt et al. Past, present and future of grid connected photovoltaic-and hybrid-power-systems
CN104319768B (zh) 一种微电网供电及监控方法
Vázquez et al. Photovoltaic system conversion
CN104268806A (zh) 一种微电网功率监控系统
Natsheh Hybrid power systems energy management based on artificial intelligence
Siddique et al. Maximum power point tracking with modified incremental conductance technique in grid-connected PV array
Kiran et al. Mathematical modeling and evaluation of performance characteristics of a hybrid solar PV and wind energy system
Jie et al. Nanogrid for energy aware buildings
Almazrouei et al. Predictive energy management in large-scale grid connected PV-batteries system
Krishnamurthy et al. Microgrid system design, modeling, and simulation
Abdel-Salam et al. Design, implementation and operation of a stand-alone residential photovoltaic system
Zulu Power flow and faults analysis of a hybrid DC Microgrid: PV system and wind energy
CN109742806A (zh) 一种具有并行功率处理的换流器装置
Benlahbib et al. Power management and DC link voltage regulation in renewable energy system
Helać et al. Modeling and the impact on power quality of hybrid solar-wind power plants
Cappelle et al. An all-in-one power electronic solution for the introduction of PV and storage for smart grids
Sandhu et al. Harmonic minimization in modified multilevel inverter for hybrid renewable energy sources
Akare et al. Multilevel converter for direct grid integration of renewable energy system
CN108233373A (zh) 考虑天气场景的分布式光伏接入配电网的概率谐波分析方法
Ojo et al. The Modelling and Simulation Of Power Flow and Fault Analysis For A Hybrid DC Microgrid
Sun et al. Optimal Operation Of Distribution Network With Photovoltaic
Karthikeyan et al. Review on Powering an Automated Teller Machine using Vertical Axis Wind Turbine and Solar Energy
Onwunta Modelling and Simulation of the Impacts of Distributed Generation integration into the smart grid
Bhoria et al. A Survey on the PV Grid MPPT Control

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Naishi

Inventor after: Yang Yang

Inventor before: Yang Yang

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230417

Address after: Room 601, Unit 3, Building 31, Guangming Community, Jianhua District, Qiqihar City, Heilongjiang Province, 161000

Patentee after: Zhang Naishi

Address before: No.265, Jiangdong Middle Road, Jianye District, Nanjing City, Jiangsu Province, 210019

Patentee before: Yang Yang

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231016

Address after: Room 201, No. 62, Lane 68, Qingjian Road, Putuo District, Shanghai, 200000

Patentee after: Li Quanzhong

Address before: Room 601, Unit 3, Building 31, Guangming Community, Jianhua District, Qiqihar City, Heilongjiang Province, 161000

Patentee before: Zhang Naishi

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231130

Address after: Room 305, 3rd Floor, Building A, Industrial Agglomeration Zone, Fengquan District, Xinxiang City, Henan Province, 453000

Patentee after: Henan Tuoyang Construction Engineering Co.,Ltd.

Address before: Room 201, No. 62, Lane 68, Qingjian Road, Putuo District, Shanghai, 200000

Patentee before: Li Quanzhong

CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Room 305, 3rd Floor, Building A, Industrial Agglomeration Zone, Fengquan District, Xinxiang City, Henan Province, 453000

Patentee after: Tuoyang Construction Group Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: Room 305, 3rd Floor, Building A, Industrial Agglomeration Zone, Fengquan District, Xinxiang City, Henan Province, 453000

Patentee before: Henan Tuoyang Construction Engineering Co.,Ltd.

Country or region before: China