CN112260313A - 分布式光伏系统及其控制终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种分布式光伏系统及其控制终端，该控制终端独立设置于分布式光伏系统中，其通过通信单元的外端口与其他分布式光伏系统的控制终端通信连接；并且，控制终端内的信息处理模块在检测到线路恢复带电且判断通信连接的各个分布式光伏系统中存在预设数量个分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作后，根据预设并网顺序确定自身所在分布式光伏系统的并网位次以及需要延时的时间，然后按照需要延时的时间完成计时，进而控制自身所在分布式光伏系统内受控设备动作、恢复并网。因此，能够实现各分布式光伏系统有序恢复并网，解决了由于大量分布式光伏同时并网对电网产生的冲击较大、进而影响周边用户用电质量的问题。

Description

分布式光伏系统及其控制终端
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种分布式光伏系统及其控制终端。
背景技术
随着近年来分布式光伏快速发展，以及装机规模爆发式增长，伴随而来的是造成需要单一变电站、变压器、线路带较多光伏用户的问题。而在电网设备，即变压器、线路等所带光伏较多、装机较大的情况下，若电网设备掉电后重新上电，则会出现大量分布式光伏同时并网发电的情况，具体的：当电网设备停电后，光伏用户失电，当线路恢复送电时，光伏逆变器检测到线路恢复送电，则自动恢复并网运行。而大量分布式光伏同时并网则会带来电压、频率的波动，影响周围用户的用电质量，甚至影响区域电网的安全稳定运行。
现有技术中，部分大型光伏电站安装了具有电压解列功能的装置，即在检测到线路断电后，光伏电站总开关或者分路控制开关被控制断开，在线路恢复带电时，人工控制开关送电或通过自动化装置经过延时控制开关送电，能够错开各光伏的送电时间。但是，该具有电压解列功能的装置无法应用到大部分规模较小的光伏用户，意味着大部分光伏用户还是依靠逆变器控制自动并网。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种分布式光伏系统及其控制终端，以减小大量分布式光伏同时并网对电网所造成的冲击较大，降低对周边用户用电质量的影响。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明第一方面提供一种分布式光伏系统的控制终端，所述控制终端独立设置于所述分布式光伏系统中，包括：通信单元、信息处理模块、存储单元以及控制单元；其中：
所述通信单元的外端口作为所述控制终端的通信接口，与其他分布式光伏系统的控制终端通信连接；所述通信单元的内端口与所述信息处理模块以及所述控制单元连接；
所述信息处理模块用于在检测到线路恢复带电且判断通信连接的各个所述分布式光伏系统中存在预设数量个所述分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作后，根据预设并网顺序确定自身所在分布式光伏系统的并网位次以及需要延时的时间；并在所述并网延时的时间结束后，通过所述控制单元控制自身所在分布式光伏系统内受控设备动作、恢复并网；
所述存储单元用于存储所述预设并网顺序和各位次需要延时的时间。
优选的，所述信息处理模块根据自身记录的各个所述分布式光伏系统的并网点状态信息，判断各个所述分布式光伏系统中是否存在预设数量个所述分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作。
优选的，所述信息处理模块还用于：检测到自身所在分布式光伏系统连接电网的线路掉电，并发送至其他所述分布式光伏系统；以及，接收其他所述分布式光伏系统发送的并网点状态信息；
所述存储单元还用于存储自身以及所述信息处理模块发送的其他控制终端的并网点状态信息。
优选的，所述信息处理模块，包括：信息接收单元、分析处理单元以及对时计时单元；其中：
所述信息接收单元用于接收并解析其他所述分布式光伏系统发送的并网点状态信息；
所述分析处理单元用于在检测到线路恢复带电后，根据所述信息接收单元发送的所述并网点状态信息，判断各个所述分布式光伏系统中是否存在预设数量个所述分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作；并在判定各个所述分布式光伏系统中存在预设数量个所述分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作后，根据所述预设并网顺序，确定自身所在分布式光伏系统的并网位次以及需要延时的时间；在判断可以开始恢复并网后，向所述对时计时单元发送计时指令；
所述对时计时单元用于按照所述需要延时的时间进行计时，计时完成后向所述分析处理单元发送计时完成信号；
所述分析处理单元接收到计时完成信号后，向所述控制单元发送并网信息。
优选的，所述分析处理单元，还用于在检测到线路带电信息后，与其他所述分布式光伏系统的控制终端通过通信对时间进行比对校准。
优选的，所述对时计时单元还用于根据时间基准对自身的时间进行对时校正。
优选的，所述通信单元的外端口为：有线通信接口和/或无线通信接口。
优选的，所述信息处理模块通过通信，确定其他所述分布式光伏系统的并网点状态信息，判断各个所述分布式光伏系统中是否存在预设数量个所述分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作。
优选的，所述并网点状态信息，包括：系统并离网状态的信息以及系统连接电网的线路是否带电的信息。
本发明第二方面提供了一种分布式光伏系统，其特征在于，包括：光伏阵列、并网开关、至少一个逆变器以及如上述任一所述的控制终端；其中：
所述逆变器的直流侧接收所述光伏阵列输出的对应电能，所述逆变器的交流侧通过所述并网开关与并网点相连；
所述逆变器和所述并网开关均受控于所述控制终端，且所述控制终端与其他分布式光伏系统中的控制终端通信连接。
优选的，所述逆变器与所述控制终端通信连接，以受控于所述控制终端。
优选的，所述并网开关，直接受控于所述控制终端，或者，通过系统控制器受控于所述控制终端。
基于上述本发明实施例提供的一种分布式光伏系统的控制终端，该控制终端独立设置于分布式光伏系统中，其通过通信单元的外端口与其他分布式光伏系统的控制终端通信连接；并且，控制终端内的信息处理模块在检测到线路恢复带电且判断通信连接的各个分布式光伏系统中存在预设数量个所述分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作后，根据预设并网顺序确定自身所在分布式光伏系统的并网位次以及需要延时的时间，然后按照需要延时的时间完成计时，进而控制自身所在分布式光伏系统内受控设备动作、恢复并网。因此，本发明提供的控制终端，能够实现各分布式光伏系统有序恢复并网，解决了由于大量分布式光伏同时并网对电网产生的冲击较大、进而影响周边用户用电质量的问题。并且，在确定各个通信连接的分布式光伏系统中存在预设数量个分布式光伏系统均掉电的情况下，才会延时并网，避免了单一线路掉电带来的不必要的延时等待。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种分布式光伏系统的控制终端的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种分布式光伏系统的控制终端与其他分布式光伏系统的控制终端的组网过程的结构示意图；
图3为本发明另一实施例提供的一种分布式光伏系统的控制终端中信息处理模块的结构示意图；
图4为为本发明另一实施例提供的一种分布式光伏系统的控制终端中信息处理模块的工作流程图；
图5本发明另一实施例提供的一种分布式光伏系统的结构示意图；
图6本发明另一实施例提供的另一种分布式光伏系统的结构示意图。
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。
在本申请中，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。
现有技术中，当同一电网设备所带的负荷或发电功率瞬时出现较大变化时，可能会导致该区域电网电压或频率的波动，且电网越薄弱波动就越明显，例如：河北承德近年来扶贫光伏大规模并网，且大部分接入到了贫困地区的薄弱配农网，有的线路长达几十公里，电压普遍较低、且不稳定。若发生光伏瞬间同时并网，则导致的电压波动尤其明显，直接影响到了周边用户的用电质量和电网的稳定运行；此用户包括光伏电站和低压户用光伏。
并且，由于大部分配农网线路所接的分布式电源大多容量较小，不具备电压解列功能，因此现有技术无法解决大量分布式光伏同时并网所带来的问题。
因此，本发明实施例提供了一种分布式光伏系统的控制终端，以减小大量分布式光伏同时并网对电网所造成的冲击较大，降低对周边用户用电质量的影响。
该控制终端独立设置于分布式光伏系统中，其结构示意图如图1所示，包括：通信单元110、信息处理模块120、存储单元130以及控制单元140；其中：
通信单元110的外端口(如图1中外端口所示)作为控制终端的通信接口，与其他分布式光伏系统的控制终端通信连接。
通信单元110的内端口(如图1中内端口所示)与信息处理模块120以及控制单元140连接。
信息处理模块120用于在检测到线路恢复带电且判断通信连接的各个分布式光伏系统中存在预设数量个分布式光伏系统均掉电的情况下后，根据预设并网顺序确定自身所在分布式光伏系统的并网位次以及需要延时的时间；并在并网延时的时间结束后，通过控制单元140控制自身所在分布式光伏系统内受控设备动作、恢复并网。
存储单元130用于存储预设并网顺序和各位次需要延时的时间。
其中，受控设备可能是：分布式光伏内的逆变器和并网开关，但不仅限于此。
并且，上述预设数量的取值可以视其具体应用环境而定，只要低于该数量的分布式光伏系统同时并网，不会对电网造成冲击，不会对周边用户的用电质量产生影响即可，均在本申请的保护范围内。
值得说明的是，若信息处理模块120在检测到线路恢复带电后判定仅有个别分布式光伏需要进行掉电后的并网恢复工作，则可直接通过控制单元140控制对应的分布式光伏系统恢复并网，无需等待，避免造成发电浪费。
实际应用中，每个分布式光伏系统均配置有一个控制终端，各个控制终端通过其内部的通信单元110的外端口进行通信连接，以确定需要同时上电的系统个数；其中，各控制终端之间通过有线或者无线通信的至少一种进行组网，以3个控制终端为例，其组网过程示意图如图2所示，多个控制终端的组网过程可以此类推，此处不再一一展示，也即该通信单元110的外端口为有线通信接口和/或无线通信接口。因此，各控制终端内的信息处理模块120均能判断其他分布式光伏系统是否需要进行掉电后的并网恢复工作。
其中，信息处理模块120除上述功能之外，还用于检测到自身所在分布式光伏系统连接电网的线路掉电，并发送至其他分布式光伏系统；以及，接收其他分布式光伏系统发送的并网点状态信息；并且将自身以及其他控制终端的并网点状态信息发送到存储单元130进行储存。
其中，并网点状态信息为：系统并离网状态的信息以及系统连接电网的线路是否带电的信息。
因此，信息处理模块120可以在停电之后即通过通信，根据自身记录的各个分布式光伏系统的并网点状态信息，进而为恢复供电后判断各个分布式光伏系统中是否存在预设数量个所述分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作提供依据。
或者，实际应用中，信息处理模块120也可以在检测到线路恢复带电后，通过实时通信，确定其他分布式光伏系统的并网点状态信息，进而判断各个分布式光伏系统中是否存在预设数量个所述分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作。
并且，上述用于确定自身所在分布式光伏系统的并网位次以及需要延时的时间的预设并网顺序，是技术人员预先设置的，可以是随机设置的，也可以是按需预置的，储存于控制终端的存储单元130内，能够随需进行调整，具体顺序不做限定，只要各分布式光伏系统的并网顺序各不相同即可，均在本发明的保护范围之内。
确定自身所在的分布式光伏系统需要延时的时间后，将其存储于存储单元130内，以便后续进行计时以及校正。
由上述内容可知，本实施例提供的该分布式光伏系统的控制终端，通过其通信单元110的外端口与其他分布式光伏系统的控制终端通信连接；并且，该控制终端内的信息处理模块120在检测到线路恢复带电且判断通信连接的各个分布式光伏系统中存在预设数量个分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作后，根据其存储单元130预先设置的预设并网顺序确定自身所在分布式光伏系统的并网位次以及需要延时的时间，然后按照需要延时的时间完成计时，进而控制自身所在分布式光伏系统内受控设备动作、恢复并网。因此，本实施例提供的控制终端，能够实现通信连接的各分布式光伏系统的有序恢复并网，解决了现有技术中由于大量分布式光伏同时并网对电网产生的冲击较大、进而影响周边用户用电质量的问题。
并且，本实施例提供的该分布式光伏系统的控制终端，只有在确定通信连接的各个分布式光伏系统中，存在预设数量个分布式光伏系统均掉电的情况下，才会控制自身延时并网，能够避免单一线路掉电，比如线路分支停电时，各系统均需要按照固定延时进行并网而带来的不必要的延时等待以及发电的浪费。
本发明另一实施例还提供了一种分布式光伏系统的控制终端，在上述实施例的基础上，该控制终端内信息处理模块120的结构示意图如图3所示，包括：信息接收单元210、分析处理单元220以及对时计时单元230；其中：
信息接收单元210用于接收并解析其他分布式光伏系统发送的并网点状态信息，并将全部并网点状态信息发送至存储单元130进行储存。
分析处理单元220用于在检测到线路恢复带电后，根据信息接收单元210发送的并网点状态信息，即储存于存储单元130内的并网点状态信息，判断各个分布式光伏系统中是否存在预设数量个分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作；并在判定各个分布式光伏系统中存在预设数量个分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作后，根据预设并网顺序，确定自身所在分布式光伏系统的并网位次以及需要延时的时间；在判断可以开始恢复并网后，向对时计时单元230发送计时指令。
其中，分析处理单元220按照预先设置的并网顺序，进一步确定控制终端自身所在分布式光伏系统对应的送电位次；即线路恢复带电后，该分析处理单元220按照对应的送电位次确定自身对应的并网延时的时间。需要说明的是，该送电位次可根据实际情况进行设置，此处不作具体限定，可以是随机设置的，也可以是按需预置的，进而实现随需调整，均在本申请的保护范围内；相应的，各控制器自身并网延时的时间跟随着自身送电位次的变化而变化，其时长大于前一位次对应的时长，短于后一位次对应的时长即可，均在本发明的保护范围之内。
对时计时单元230用于按照需要延时的时间进行计时，计时完成后向分析处理单元220发送计时完成信号。
分析处理单元220接收到计时完成信号后，向控制单元140发送并网信息。
为了更直观的理解本实施例提供的信息处理模块120的工作过程，本实施例还提供了该信息处理模块120的工作流程图，如图4所示。
需要说明的是，在检测到线路恢复带电后，该分析处理单元220还用于在检测到线路带电信息后，与其他分布式光伏系统的控制终端通过通信对时间进行比对校准，以便于对时计时单元230根据时间基准对自身的时间进行对时校正；其中，时间基准可以是：GPS(Global Positioning System，全球定位系统)，或者是北斗卫星导航系统，但不仅限于此。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例还提供了一种分布式光伏系统，其结构示意图如图5所示，包括：光伏阵列310、并网开关320、至少一个逆变器330，本实施例以具有n个逆变器为例进行展示(如图5中逆变器1-逆变器n所示)，以及如上述实施例提供的任一控制终端340；其中：
逆变器330的直流侧接收光伏阵列310输出的对应电能，逆变器330的交流侧通过并网开关320与并网点相连；逆变器330和并网开关320均受控于控制终端340，且控制终端340与其他分布式光伏系统中的控制终端通信连接。
实际应用中，该逆变器330与控制终端340通信连接，可以是无线通信或者是有线通信，以受控于控制终端340。
而并网开关320则直接受控于控制终端340(如图5所示)，或者，通过系统控制器受控于控制终端340(如图6所示)。
该控制终端340的具体结构以及工作原理，与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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 (12)

1.一种分布式光伏系统的控制终端，其特征在于，所述控制终端独立设置于所述分布式光伏系统中，包括：通信单元、信息处理模块、存储单元以及控制单元；其中：
所述通信单元的外端口作为所述控制终端的通信接口，与其他分布式光伏系统的控制终端通信连接；所述通信单元的内端口与所述信息处理模块以及所述控制单元连接；
所述信息处理模块用于在检测到线路恢复带电且判断通信连接的各个所述分布式光伏系统中存在预设数量个所述分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作后，根据预设并网顺序确定自身所在分布式光伏系统的并网位次以及需要延时的时间；并在所述并网延时的时间结束后，通过所述控制单元控制自身所在分布式光伏系统内受控设备动作、恢复并网；
所述存储单元用于存储所述预设并网顺序和各位次需要延时的时间。
2.根据权利要求1所述的分布式光伏系统的控制终端，其特征在于，所述信息处理模块根据自身记录的各个所述分布式光伏系统的并网点状态信息，判断各个所述分布式光伏系统中是否存在预设数量个所述分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作。
3.根据权利要求2所述的分布式光伏系统的控制终端，其特征在于，所述信息处理模块还用于：检测到自身所在分布式光伏系统连接电网的线路掉电，并发送至其他所述分布式光伏系统；以及，接收其他所述分布式光伏系统发送的并网点状态信息；
所述存储单元还用于存储自身以及所述信息处理模块发送的其他控制终端的并网点状态信息。
4.根据权利要求3所述的分布式光伏系统的控制终端，其特征在于，所述信息处理模块，包括：信息接收单元、分析处理单元以及对时计时单元；其中：
所述信息接收单元用于接收并解析其他所述分布式光伏系统发送的并网点状态信息；
所述分析处理单元用于在检测到线路恢复带电后，根据所述信息接收单元发送的所述并网点状态信息，判断各个所述分布式光伏系统中是否存在预设数量个所述分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作；并在判定各个所述分布式光伏系统中存在预设数量个所述分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作后，根据所述预设并网顺序，确定自身所在分布式光伏系统的并网位次以及需要延时的时间；在判断可以开始恢复并网后，向所述对时计时单元发送计时指令；
所述对时计时单元用于按照所述需要延时的时间进行计时，计时完成后向所述分析处理单元发送计时完成信号；
所述分析处理单元接收到计时完成信号后，向所述控制单元发送并网信息。
5.根据权利要求4所述的分布式光伏系统的控制终端，其特征在于，所述分析处理单元，还用于在检测到线路带电信息后，与其他所述分布式光伏系统的控制终端通过通信对时间进行比对校准。
6.根据权利要求4所述的分布式光伏系统的控制终端，其特征在于，所述对时计时单元还用于根据时间基准对自身的时间进行对时校正。
7.根据权利要求1所述的分布式光伏系统的控制终端，其特征在于，所述通信单元的外端口为：有线通信接口和/或无线通信接口。
8.根据权利要求1所述的分布式光伏系统的控制终端，其特征在于，所述信息处理模块通过通信，确定其他所述分布式光伏系统的并网点状态信息，判断各个所述分布式光伏系统中是否存在预设数量个所述分布式光伏系统均需要进行掉电后的并网恢复工作。
9.根据权利要求1-8任一所述的分布式光伏系统的控制终端，其特征在于，所述并网点状态信息，包括：系统并离网状态的信息以及系统连接电网的线路是否带电的信息。
10.一种分布式光伏系统，其特征在于，包括：光伏阵列、并网开关、至少一个逆变器以及如权利要求1-9任一所述的控制终端；其中：
所述逆变器的直流侧接收所述光伏阵列输出的对应电能，所述逆变器的交流侧通过所述并网开关与并网点相连；
所述逆变器和所述并网开关均受控于所述控制终端，且所述控制终端与其他分布式光伏系统中的控制终端通信连接。
11.根据权利要求10所述的分布式光伏系统，其特征在于，所述逆变器与所述控制终端通信连接，以受控于所述控制终端。
12.根据权利要求10所述的分布式光伏系统，其特征在于，所述并网开关，直接受控于所述控制终端，或者，通过系统控制器受控于所述控制终端。
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