CN110429654A - 一种光伏电站的升压变压器控制方法、系统及相关组件 - Google Patents

一种光伏电站的升压变压器控制方法、系统及相关组件 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种光伏电站的升压变压器控制方法，包括：获取光伏电站的运行参数；当运行参数满足并网发电条件，按预设规则控制光伏电站中的多个升压变压器依次投入电网运行；当运行参数满足并网但不发电条件，控制所有升压变压器从电网中切出。本申请中，当光伏电站实际的运行参数满足并网发电条件时，逐级投入升压变压器，降低对系统的冲击电流，当光伏电站实际的运行参数满足并网但不发电条件时，控制升压变压器从电网中切出，减少升压变压器空载运行的时间，降低空载运行损耗，提高设备利用率。本申请还公开了一种光伏电站的升压变压器控制系统、装置及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

Description

一种光伏电站的升压变压器控制方法、系统及相关组件
技术领域
本申请涉及光伏电站领域，特别是涉及一种光伏电站的升压变压器控制方法、系统及相关组件。
背景技术
光伏发电的输出受辐射值变化而波动，当处于白天并网发电运行时，升压变压器为工作状态，潮流方向为光伏母线侧指向电网侧，属于负荷发电模式；当处于不发电待机状态下，光伏升压变压器保持并网状态，此时大量的升压变压器处于空载运行状态，属于负荷用电模式。升压变压器空载运行会产生空载损耗，设备利用率、设备的合理使用年限均下降，对光伏发电站而言，空载损耗作为自用电的一部分，自用电损耗增大，相当于发电量降低。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种光伏电站的升压变压器控制方法、系统、装置及计算机可读存储介质，可以减少升压变压器空载运行的时间，降低空载运行损耗，提高设备利用率。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种光伏电站的升压变压器控制方法，包括：
获取光伏电站的运行参数；
当所述运行参数满足并网发电条件，按预设规则控制所述光伏电站中的多个升压变压器依次投入电网运行；
当所述运行参数满足并网但不发电条件，控制所有所述升压变压器从所述电网中切出。
优选的，所述运行参数包括当前时刻；
相应的，所述并网发电条件包括当前时刻达到目标投入时刻；
相应的，所述并网但不发电条件包括当前时刻达到目标切出时刻。
优选的，所述目标投入时刻和所述目标切出时刻根据当地典型发电时间区间设置。
优选的，所述运行参数包括所述光伏电站的发电电流；
相应的，所述并网发电条件包括所述发电电流大于或等于目标投入电流；
相应的，所述并网但不发电条件包括所述发电电流小于或等于目标切出电流；
所述目标投入电流大于所述目标切出电流。
优选的，当所述运行参数为所述光伏电站的发电电流时，所述获取光伏电站的运行参数的过程具体为：
通过电流互感器检测所述光伏电站的发电电流。
优选的，所述按预设规则控制所述光伏电站中的多个升压变压器依次投入电网运行的过程具体为：
控制当前升压变压器投入电网运行后，间隔预设时间再控制下一升压变压器投入电网运行。
优选的，所述控制当前升压变压器投入电网运行后，间隔预设时间再控制下一升压变压器投入电网运行的过程具体为：
通过时间继电器控制当前升压变压器投入电网运行后，间隔预设时间再控制下一升压变压器投入电网运行。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种光伏电站的升压变压器控制系统，包括：
获取模块，用于获取光伏电站的运行参数；
投入模块，用于当所述运行参数满足并网发电条件，按预设规则控制所述光伏电站中的多个升压变压器依次投入电网运行；
切出模块，用于当所述运行参数满足并网但不发电条件，控制所有所述升压变压器从所述电网中切出。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种光伏电站的升压变压器控制装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任意一项所述光伏电站的升压变压器控制方法的步骤。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项所述光伏电站的升压变压器控制方法的步骤。
本申请提供了一种光伏电站的升压变压器控制方法，当光伏电站实际的运行参数满足并网发电条件时，逐级投入升压变压器，降低对系统的冲击电流，当光伏电站实际的运行参数满足并网但不发电条件时，控制升压变压器从电网中切出，减少升压变压器空载运行的时间，降低空载运行损耗，提高设备利用率。本申请还提供了一种光伏电站的升压变压器控制系统、装置及计算机可读存储介质，具有和上述升压变压器控制方法相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请所提供的一种光伏电站电气一次系统示意图；
图2为本申请所提供的一种光伏电站的升压变压器控制方法的步骤流程图；
图3为本申请所提供的一种光伏电站的升压变压器控制系统的结构示意图；
图4为本申请所提供的一种光伏电站的升压变压器控制装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种光伏电站的升压变压器控制方法、系统、装置及计算机可读存储介质，可以减少升压变压器空载运行的时间，降低空载运行损耗，提高设备利用率。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
光伏发电的输出受辐射值变化而波动，当光伏电站处于不发电待机状态时，光伏升压变压器保持并网状态，此时大量的升压变压器处于空载运行状态，升压变压器空载运行会产生空载损耗，设备利用率、设备的合理使用年限均下降，对光伏发电站而言，空载损耗作为自用电的一部分，自用电损耗增大，相当于发电量降低。基于上述问题，本申请通过以下几个实施例提供的升压变压器控制方案，能够达到减少升压变压器空载运行的时间，降低空载运行损耗，提高设备利用率的目的。
为便于理解本申请的光伏电站的升压变压器控制方法，下面对本申请的升压变压器控制方法所适用的系统进行介绍。参见图1，图1为本申请所提供的一种光伏电站电气一次系统示意图。
参照图1所示，本申请实施例提供的光伏电站电气一次系统包括：N个光伏升压变压器，设N＝6，依次记为T1、T2、……、T6，设于每一光伏升压变压器的高压侧与母线之间的断路器，依次记为QF1、QF2、……、QF6，用于控制断路器的断路器电操单元，依次记为C1、C2、……、C6。可以理解的是，本实施例中，通过断路器电操单元控制断路器的通断即可控制与该断路器连接的光伏升压变压器投入电网或切出电网。
下面对光伏电站的升压变压器的控制过程进行详细介绍。
请参照图2，图2为本申请所提供的一种光伏电站的升压变压器控制方法的步骤流程图，该升压变压器控制方法包括：
S1：获取光伏电站的运行参数；
具体的，本步骤的目的在于确定光伏电站实际的运行参数，以便后续根据运行参数控制升压变压器的投切，本实施例可以按照预设周期来获取光伏电站实际的运行参数，本实施例还可以在检测到用户发送获取指令后来获取光伏电站实际的运行参数，在此不限定获取光伏电站实际的运行参数的触发条件。
可以理解的是，运行参数可以作为升压变压器的投切依据，根据光伏电站的运行参数可以判定光伏电站的状态，状态包括并网发电状态及并网不发电状态，当光伏电站处于并网发电状态时，需要投入升压变压器，当光伏电站处于并网不发电状态时，需要将升压变压器切出，从而减少空压变压器空载运行的时间。作为一种优选的实施例，可以将当地的典型发电时间区间设置作为一种升压变压器的投切依据，相应的，在这一实施例下，运行参数则可以为当前时刻。作为另一种优选的实施例，可以将光伏电站的实际出力情况作为一种升压变压器的投切依据，相应的，在这一实施例下，运行参数可以为光伏电站实际的发电电流，具体的，本实施例可以通过检测光伏电站的出力曲线来实现。
进一步的，当选择的投切依据不同时，获取光伏电站的运行参数的方案也可以适应性调整。例如，当投切依据为当地的典型发电时间区间时，可以按照较大的预设周期来获取当前时刻，此时预设周期可以设置为3h，以进一步减小执行S1的功耗，当投切依据为光伏电站的实际出力情况时，可以按照较小的预设周期来获取光伏电站的发电电流，此时预设周期可以设置为5min，以提高光伏电站发电的可靠性。此外，用户也可以根据光伏电站处于发电状态和待机状态的历史数据，得到光伏电站的发电时段和待机时段，在达到发电时段或待机时段之前发送获取指令，以便执行S1。
当然，在保证不损失发电量的前提下，除了上述方案，投切依据、运行参数获取方案均可以根据实际工程需要灵活选择。
S2：当运行参数满足并网发电条件，按预设规则控制光伏电站中的多个升压变压器依次投入电网运行；
其中，本步骤的目的在于当判定运行参数满足并网发电条件，将光伏电站中的多个升压变压器依次投入电网运行。具体的，运行参数和并网发电条件相对应，当运行参数为当前时刻时，也即将当地的典型发电时间区间作为升压变压器的投切依据时，若当前时刻达到历史并网发电时刻(目标投入时刻)，则判定满足并网发电条件，假设历史并网发电时刻为上午7点，那么当前时刻达到7点时，将光伏电站中的多个升压变压器依次投入电网运行。当运行参数为发电电流，也即将光伏电站的实际出力情况作为升压变压器的投切依据时，可以预先设置目标投入电流，当获取到的发电电流达到目标投入电流时，将光伏电站中的多个升压变压器依次投入电网运行。
具体的，为降低对光伏发电系统的冲击电流，控制光伏电站中的升压变压器逐个投入电网运行，作为一种优选的实施例，可以控制光伏电站中的升压变压器按照预设时间间隔逐个投入电网运行，预设时间间隔可以根据升压变压器的投切所需时间确定，以6个升压变压器为例，6个升压变压器分别记为T1～T6，设T1对应的投入时间为t1，T2对应的投入时间为t1+Δt，T3对应的投入时间为t1+2Δt，以此类推，T6对应的投入时间为t1+5Δt，也即当T1投入电网运行后，间隔预设时间Δt后，再将T2投入电网运行，再间隔间隔预设时间Δt再将T3投入电网运行，以此类推，直至将T6投入电网运行，在设置间隔预设时间Δt时需要保证，当上一级升压变压器投入未完成时，不允许下一级升压变压器投入电网。
具体的，参照图1所示，控制与升压变压器的高压侧连接的断路器闭合，即可控制该升压变压器投入电网运行，因此，上述投入时间也可看作是控制断路器闭合的时间。
S3：当运行参数满足并网但不发电条件，控制所有升压变压器从电网中切出。
其中，本步骤的目的在于当判定运行参数满足并网但不发电条件，将光伏电站中的多个升压变压器从电网中切出。可以理解的是，运行参数和并网但不发电条件相对应，当运行参数为当前时刻时，也即将当地的典型发电时间区间作为升压变压器的投切依据时，若当前时刻达到历史待机时刻(即目标切出时刻)，则判定满足并网但不发电条件，假设历史待机时刻为夜间20点，那么在当前时刻达到夜间20点时，将光伏电站中的多个升压变压器从电网中切出。当运行参数为发电电流，也即将光伏电站的实际出力情况作为升压变压器的投切依据时，可以预先设置目标切出电流，当获取到的发电电流达到目标切出电流时，将光伏电站中的多个升压变压器从电网中切出。
具体的，为降低对光伏发电系统的冲击电流，可以控制光伏电站中的升压变压器逐个切出电网，作为一种优选的实施例，可以按照预设时间间隔使光伏电站中的升压变压器逐个切出电网，切出过程和S2中的投入过程的原理相同，在此不再赘述。
具体的，参照图1所示，控制与升压变压器的高压侧连接的断路器断开，即可控制该升压变压器从电网中切出，因此，切出时间也可看作是控制断路器断开的时间。
本申请提供了一种光伏电站的升压变压器控制方法，当光伏电站实际的运行参数满足并网发电条件时，逐级投入升压变压器，降低对系统的冲击电流，当光伏电站实际的运行参数满足并网但不发电条件时，控制升压变压器从电网中切出，减少升压变压器空载运行的时间，降低空载运行损耗，提高设备利用率。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，当运行参数为电网的发电电流时，获取光伏电站的运行参数的过程具体为：
通过电流互感器检测电网的发电电流。
具体的，在实际应用中，通过电流互感器采集电流的技术已经非常成熟，能够做到高精度地采集电流，光伏电站的发电电流可以表征光伏电站的出力情况，所以本申请采用对光伏电站的发电电流进行分析来了解光伏电站的状态，从而确定是否需要投切升压变压器，使得投切方案更加可靠，此外，电流互感器为光伏发电系统中既有的检测元件，无需增加新的检测装置，降低了成本。
作为一种优选的实施例，控制当前升压变压器投入电网运行后，间隔预设时间再控制下一升压变压器投入电网运行的过程具体为：
通过时间继电器控制当前升压变压器投入电网运行后，间隔预设时间再控制下一升压变压器投入电网运行。
具体的，在如图1所示的光伏电站电气一次系统的基础上，本申请还额外设置了相应个数的时间继电器，通过时间继电器来控制与其对应的升压变压器投入电网的过程具体可以为：当时间继电器接收到合闸时钟信号时，开始计时，当计时时间达到其内部的合闸设定时间，输出对应的触发信号给断路器电操单元，断路器电操单元控制合闸线圈吸合，从使而断路器动作合闸。相应的，通过时间继电器控制与其对应的升压变压器从电网中切出的过程具体可以为：当时间继电器接收到分闸时钟信号时，开始计时，当计时时间达到其内部的分闸设定时间，输出对应的触发信号给断路器电操单元，断路器电操单元控制分闸线圈吸合，从而使断路器动作分闸。
可以理解的是，为各个时间继电器设置不同的合闸设定时间及分闸设定时间，即可实现逐级投切升压变压器的目的。以3个升压变压器为例，对投入过程进行说明，设与T1对应的时间继电器KT1内部的合闸设定时间为t1，与T2对应的时间继电器KT2内部的合闸设定时间为t1+Δt，与T3对应的时间继电器KT3内部的合闸设定时间为t1+2Δt，可以理解的是，KT1、KT2和KT3可以同时接收合闸时钟信号，当接收到合闸时钟信号后，KT1、KT2和KT3均从0开始计时，达到其内部设定的合闸设定时间后触发对应的断路器电操单元，假设t1为3min，Δt为5min，则KT2对应的合闸设定时间为8min，KT2对应的合闸设定时间为13min，即KT1在接收到合闸时钟信号后间隔3min触发对应的断路器电操单元，KT2在接收到合闸时钟信号后间隔8min触发对应的断路器电操单元，KT3在接收到合闸时钟信号后间隔13min触发对应的断路器电操单元，不难看出，由于时间继电器内部的合闸设定时间不同，可以保证升压变压器逐级投入电网，降低对系统的冲击电流。通过时间继电器控制升压变压器切出电网的过程，同理。其中，合闸时钟信号，即运行参数满足并网条件时生成的信号，相应的，分闸时钟信号即运行参数满足并网但不发电条件时生成的信号。
请参照图3，图3为本申请所提供的一种光伏电站的升压变压器控制系统的结构示意图，包括：
获取模块100，用于获取光伏电站的运行参数；
投入模块200，用于当运行参数满足并网发电条件，按预设规则控制光伏电站中的多个升压变压器依次投入电网运行；
切出模块300，用于当运行参数满足并网但不发电条件，控制所有升压变压器从电网中切出。
在实际应用中，本实施例可以监控光伏电站的运行参数，当光伏电站实际的运行参数满足并网发电条件时，逐级投入升压变压器，降低对系统的冲击电流，当光伏电站实际的运行参数满足并网但不发电条件时，控制升压变压器从电网中切出，减少升压变压器空载运行的时间，降低空载运行损耗，提高设备利用率。
作为一种优选的实施例，运行参数包括当前时刻；
相应的，并网发电条件包括当前时刻达到目标投入时刻；
相应的，并网但不发电条件包括当前时刻达到目标切出时刻。
作为一种优选的实施例，目标投入时刻和目标切出时刻根据当地典型发电时间区间设置。
作为一种优选的实施例，运行参数包括电网的发电电流；
相应的，并网发电条件包括发电电流大于或等于目标投入电流；
相应的，并网但不发电条件包括发电电流小于或等于目标切出电流；
目标投入电流大于目标切出电流。
作为一种优选的实施例，当运行参数为电网的发电电流时，获取模块100具体用于：
通过电流互感器检测电网的发电电流。
作为一种优选的实施例，投入模块200具体用于：
当运行参数满足并网发电条件，控制当前升压变压器投入电网运行后，间隔预设时间再控制下一升压变压器投入电网运行。
作为一种优选的实施例，控制当前升压变压器投入电网运行后，间隔预设时间再控制下一升压变压器投入电网运行的过程具体为：
通过时间继电器控制当前升压变压器投入电网运行后，间隔预设时间再控制下一升压变压器投入电网运行。
本申请所提供的一种光伏电站的升压变压器控制系统，具有和上述升压变压器控制方法相同的有益效果。
对于本申请所提供的一种光伏电站的升压变压器控制系统的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。
另一方面，本申请还提供了一种光伏电站的升压变压器控制装置，参照图4，其示出了本申请实施例一种升压变压器控制装置的结构示意图，本实施例中的升压变压器控制装置2100可以包括：处理器2101和存储器2102。
可选的，该电子设备还可以包括通信接口2103、输入单元2104和显示器2105和通信总线2106。
处理器2101、存储器2102、通信接口2103、输入单元2104、显示器2105、均通过通信总线2106完成相互间的通信。
在本申请实施例中，该处理器2101，可以为中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)，特定应用集成电路，数字信号处理器、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件等。
存储器2102中用于存放一个或者一个以上程序，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令，在本申请实施例中，该存储器中至少存储有用于实现以下功能的程序：
获取光伏电站的运行参数；
当运行参数满足并网发电条件，按预设规则控制光伏电站中的多个升压变压器依次投入电网运行；
当运行参数满足并网但不发电条件，控制所有升压变压器从电网中切出。
处理器2101可以调用存储器2102中存储的程序，以实现上述功能。
在实际应用中，本实施例可以监控光伏电站的运行参数，当光伏电站实际的运行参数满足并网发电条件时，逐级投入升压变压器，降低对系统的冲击电流，当光伏电站实际的运行参数满足并网但不发电条件时，控制升压变压器从电网中切出，减少升压变压器空载运行的时间，降低空载运行损耗，提高设备利用率。
在一种可能的实现方式中，该存储器2102可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、以及至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据计算机的使用过程中所创建的数据。
此外，存储器2102可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件或其他易失性固态存储器件。
该通信接口2103可以为通信模块的接口。
本申请还可以包括显示器2104和输入单元2105等等。
当然，图4所示的物联网设备的结构并不构成对本申请实施例中物联网设备的限定，在实际应用中电子设备可以包括比图4所示的更多或更少的部件，或者组合某些部件。
另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项光伏电站的升压变压器控制方法的步骤。
本申请所提供的一种计算机可读存储介质，具有和上述升压变压器控制方法相同的有益效果。
对于本申请所提供的一种计算机可读存储介质的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光伏电站的升压变压器控制方法，其特征在于，包括：
获取光伏电站的运行参数；
当所述运行参数满足并网发电条件，按预设规则控制所述光伏电站中的多个升压变压器依次投入电网运行；
当所述运行参数满足并网但不发电条件，控制所有所述升压变压器从所述电网中切出。
2.根据权利要求1所述的升压变压器控制方法，其特征在于，所述运行参数包括当前时刻；
相应的，所述并网发电条件包括当前时刻达到目标投入时刻；
相应的，所述并网但不发电条件包括当前时刻达到目标切出时刻。
3.根据权利要求2所述的升压变压器控制方法，其特征在于，所述目标投入时刻和所述目标切出时刻根据当地典型发电时间区间设置。
4.根据权利要求1所述的升压变压器控制方法，其特征在于，所述运行参数包括所述光伏电站的发电电流；
相应的，所述并网发电条件包括所述发电电流大于或等于目标投入电流；
相应的，所述并网但不发电条件包括所述发电电流小于或等于目标切出电流；
所述目标投入电流大于所述目标切出电流。
5.根据权利要求4所述的升压变压器控制方法，其特征在于，当所述运行参数为所述光伏电站的发电电流时，所述获取光伏电站的运行参数的过程具体为：
通过电流互感器检测所述光伏电站的发电电流。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的升压变压器控制方法，其特征在于，所述按预设规则控制所述光伏电站中的多个升压变压器依次投入电网运行的过程具体为：
控制当前升压变压器投入电网运行后，间隔预设时间再控制下一升压变压器投入电网运行。
7.根据权利要求6所述的升压变压器控制方法，其特征在于，所述控制当前升压变压器投入电网运行后，间隔预设时间再控制下一升压变压器投入电网运行的过程具体为：
通过时间继电器控制当前升压变压器投入电网运行后，间隔预设时间再控制下一升压变压器投入电网运行。
8.一种光伏电站的升压变压器控制系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取光伏电站的运行参数；
投入模块，用于当所述运行参数满足并网发电条件，按预设规则控制所述光伏电站中的多个升压变压器依次投入电网运行；
切出模块，用于当所述运行参数满足并网但不发电条件，控制所有所述升压变压器从所述电网中切出。
9.一种光伏电站的升压变压器控制装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任意一项所述光伏电站的升压变压器控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述光伏电站的升压变压器控制方法的步骤。
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