CN113162119B - 一种新能源发电系统离网并联的启动方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源发电系统离网并联的启动方法及系统，当新能源发电系统进入离网模式并达到预设启动条件时，建立发电子系统与负载之间的连接并确定电压给定初始值，在启动过程中基于预设固定电压幅度值以及预设变化电压幅度值对电压给定初始值进行电压调整，并在启动过程中保证与发电子系统并联的目标发电子系统在并联时刻的电压给定值，与发电子系统在并联时刻的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，直至调整后得到的目标电压给定值达到额定电压值启动结束。本发明通过动态调节并联从机的电压给定值与主机的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，减小无功环流，以对无功进行抑制，有效避免了离网过流故障导致启机失败情况的出现。

Description

一种新能源发电系统离网并联的启动方法及系统

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，更具体的说，涉及一种新能源发电系统离网并联的启动方法及系统。

背景技术

为增加供电灵活性，同时提高电力系统的带载能力，新能源发电系统并联运行受到广泛关注。在公共电网发生故障，新能源系统进入离网模式后，新能源发电系统需要启动为负载的供电功能，如何在负载未知的情况下，实现新能源发电系统离网并联启动成为一个关键问题。

现有技术中，一般从新能源发电系统中的多个发电子系统中，选取一个发电子系统作为主机，剩余的发电子系统作为从机，设定主机的给定电压为额定电压，当主机升压至预设电压时，各个从机依次和主机并联，直至电压达到额定值。但是由于负载功率往往大于一台逆变器的额定功率，因此，在主机缓慢启动的过程中，容易出现离网过流故障，使得主机不断重启，导致新能源发电系统启动失败。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种新能源发电系统离网并联的启动方法及系统，以实现在负载未知的情况下，当并联的两个发电子系统分别为主机和从机时，在并联瞬间并联从机的电压给定值是负载电压，通过动态调节并联从机的电压给定值与主机的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，减小无功环流，使得发电子系统的电流在启动过程中处于限定范围内，从而对无功进行了抑制，有效避免启机过程中因出现环流而出现离网过流故障，导致启机失败情况的出现。

一种新能源发电系统离网并联的启动方法，应用于新能源发电系统中的发电子系统，所述启动方法包括：

当所述新能源发电系统进入离网模式并达到预设启动条件时，建立所述发电子系统与负载之间的连接，并确定电压给定初始值；

在启动过程中，基于预设固定电压幅度值以及预设变化电压幅度值对所述电压给定初始值进行电压调整，直至调整后得到的目标电压给定值达到额定电压值启动结束；

其中，所述预设变化电压幅度值基于预设电压调整条件确定；

所述预设电压调整条件为：与所述发电子系统并联的目标发电子系统在并联时刻的电压给定值，与所述发电子系统在所述并联时刻的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，所述目标发电子系统为所述新能源发电系统中用于与所述发电子系统并联的发电子系统。

可选的，所述当所述新能源发电系统进入离网模式并达到预设启动条件时，建立所述发电子系统与负载之间的连接，并确定电压给定初始值，具体包括：

在所述发电子系统为主机的情况下，当所述新能源发电系统进入离网模式时，判断各个待并联从机是否均处于待机模式；

如果是，则确定所述主机达到所述预设启动条件，建立所述主机与负载之间的连接，并确定所述电压给定初始值。

可选的，所述当所述新能源发电系统进入离网模式并达到预设启动条件时，建立所述发电子系统与负载之间的连接，并确定电压给定初始值，具体包括：

在所述发电子系统为待并联从机的情况下，当所述新能源发电系统进入离网模式时，获取负载电压；

当所述负载电压不小于预设从机并联电压时，确定所述待并联从机达到所述预设启动条件，以所述负载电压为启动电压开始启动，其中，所述预设从机并联电压与所述待并联从机的从机编号相关；

当所述待并联从机的输出电压升高至所述负载电压时，与所述新能源发电系统中的主机建立并联连接；

将与所述主机并联时刻的电压给定值确定为所述电压给定初始值。

可选的，所述预设从机并联电压V_从的表达式如下：

V_从＝Vmin+(n-1)*Δvstep；

式中，Vmin表示最小启动电压，n为从机编号，n为区间[2，N]中的正整数，N为所述新能源发电系统中发电子系统总数量，Δvstep为相邻并联从机之间的电压间隔值。

可选的，所述在启动过程中，基于预设固定电压幅度值以及预设变化电压幅度值对所述电压给定初始值进行电压调整，直至调整后得到的目标电压给定值达到额定电压值启动结束，具体包括：

在启动过程中，将所述电压给定初始值升高所述预设固定电压幅度值，得到第一电压给定值；

判断所述第一电压给定值是否小于额定电压值；

如果是，则判断所述发电子系统的当前电流是否大于电流阈值，所述电流阈值基于额定电流确定；

如果是，则根据所述预设电压调整条件对所述第一电压给定值按照对应的所述预设变化电压幅度值进行电压动态调整得到第二电压给定值；

将所述第二电压给定值确定为最新电压给定初始值，返回再次基于所述预设固定电压幅度值和所述预设变化电压幅度值进行电压调整，直至调整后得到的所述目标电压给定值达到所述额定电压值启动结束。

可选的，还包括：

当所述发电子系统的所述当前电流不大于所述电流阈值时，将所述第一电压给定值确定为所述最新电压给定初始值，再次增加所述预设固定电压幅度值。

可选的，所述根据所述预设电压调整条件对所述第一电压给定值按照对应的所述预设变化电压幅度值进行电压动态调整得到第二电压给定值，具体包括：

判断无功电流是否不小于电流最小临界值且所述无功电流不大于电流最大临界值，所述电流最小临界值和所述电流最大临界值均基于有功电流确定；

如果是，则确定所述预设变化电压幅度值为0，并将所述第一电压给定值确定为所述第二电压给定值。

可选的，还包括：

当所述无功电流小于所述电流最小临界值时，则将所述第一电压给定值降低所述预设变化电压幅度值得到所述第二电压给定值。

可选的，还包括：

当所述无功电流大于所述电流最大临界值时，则将所述第一电压给定值升高所述预设变化电压幅度值得到所述第二电压给定值。

可选的，所述根据所述预设电压调整条件对所述第一电压给定值按照对应的所述预设变化电压幅度值进行电压动态调整得到第二电压给定值，具体包括：

判断功率因数是否不大于功率因数最小临界值且所述功率因数不小于功率因数最大临界值，其中，所述功率因数最小临界值为负值，所述功率因数最大临界值为正值；

如果是，则确定所述预设变化电压幅度值为0，并将所述第一电压给定值确定为所述第二电压给定值。

可选的，还包括：

当所述功率因数大于所述功率因数最小临界值且所述功率因数小于0时，将所述第一电压给定值降低所述预设变化电压幅度值得到所述第二电压给定值。

可选的，还包括：

当所述功率因数大于0且所述功率因数小于所述功率因数最大临界值时，将所述第一电压给定值升高所述预设变化电压幅度值得到所述第二电压给定值。

一种新能源发电系统离网并联的启动系统，应用于新能源发电系统中的发电子系统，所述启动系统包括：

连接建立单元，用于当所述新能源发电系统进入离网模式并达到预设启动条件时，建立所述发电子系统与负载之间的连接，并确定电压给定初始值；

电压调整单元，用于在启动过程中，基于预设固定电压幅度值以及预设变化电压幅度值对所述电压给定初始值进行电压调整，直至调整后得到的目标电压给定值达到额定电压值启动结束；

其中，所述预设变化电压幅度值基于预设电压调整条件确定；

所述预设电压调整条件为：与所述发电子系统并联的目标发电子系统在并联时刻的电压给定值，与所述发电子系统在所述并联时刻的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，所述目标发电子系统为所述新能源发电系统中用于与所述发电子系统并联的发电子系统。

可选的，所述连接建立单元具体用于：

在所述发电子系统为主机的情况下，当所述新能源发电系统进入离网模式时，判断各个待并联从机是否均处于待机模式；

如果是，则确定所述主机达到所述预设启动条件，建立所述主机与负载之间的连接，并确定所述电压给定初始值。

可选的，所述连接建立单元具体用于：

在所述发电子系统为待并联从机的情况下，当所述新能源发电系统进入离网模式时，获取负载电压；

当所述负载电压不小于预设从机并联电压时，确定所述待并联从机达到所述预设启动条件，以所述负载电压为启动电压开始启动，其中，所述预设从机并联电压与所述待并联从机的从机编号相关；

当所述待并联从机的输出电压升高至所述负载电压时，与所述新能源发电系统中的主机建立并联连接；

将与所述主机并联时刻的电压给定值确定为所述电压给定初始值。

可选的，所述电压调整单元具体包括：

电压升高子单元，用于在启动过程中，将所述电压给定初始值升高所述预设固定电压幅度值，得到第一电压给定值；

电压判断子单元，用于判断所述第一电压给定值是否小于额定电压值；

电流判断子单元，用于在所述电压判断子单元判断为是的情况下，判断所述发电子系统的当前电流是否大于电流阈值，所述电流阈值基于额定电流确定；

电压调整子单元，用于在所述电流判断子单元判断为是的情况下，根据所述预设电压调整条件对所述第一电压给定值按照对应的所述预设变化电压幅度值进行电压动态调整得到第二电压给定值；

返回子单元，用于将所述第二电压给定值确定为最新电压给定初始值，并返回所述电压升高子单元，再次基于所述预设固定电压幅度值和所述预设变化电压幅度值进行电压调整，直至调整后得到的所述目标电压给定值达到所述额定电压值启动结束。

从上述的技术方案可知，本发明公开了一种新能源发电系统离网并联的启动方法及系统，当新能源发电系统进入离网模式并达到预设启动条件时，建立发电子系统与负载之间的连接，并确定电压给定初始值，在启动过程中，基于预设固定电压幅度值以及预设变化电压幅度值对电压给定初始值进行电压调整，并在启动过程中保证与发电子系统并联的目标发电子系统在并联时刻的电压给定值，与发电子系统在并联时刻的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，直至调整后得到的目标电压给定值达到额定电压值启动结束。本发明在负载未知的情况下，当并联的两个发电子系统分别为主机和从机时，在并联瞬间并联从机的电压给定值是负载电压，通过动态调节并联从机的电压给定值与主机的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，减小无功环流，使得发电子系统的电流在启动过程中处于限定范围内，从而对无功进行了抑制，有效避免了启机过程中因出现环流而出现离网过流故障，导致启机失败情况的出现。

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，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种新能源发电系统离网并联的启动方法流程图；

图2为本发明实施例公开的一种新能源发电系统在离网模式的网络拓扑图；

图3为本发明实施例公开的一种当新能源发电系统进入离网模式且从机达到预设启动条件时，建立所述发电子系统与负载之间的连接并确定电压给定初始值的方法流程图；

图4为本发明实施例公开的一种启动过程中对电压给定初始值进行电压调整的方法流程图；

图5为本发明实施例公开的一种根据预设电压调整条件对第一电压给定值按照对应的预设变化电压幅度值进行电压动态调整进行无功抑制的方法流程图；

图6为本发明实施例公开的另一种根据预设电压调整条件对第一电压给定值按照对应的预设变化电压幅度值进行电压动态调整进行无功抑制的方法流程图；

图7为本发明实施例公开的一种发电子系统启动过程中负载电压的示意图；

图8为本发明实施例公开的一种新能源发电系统离网并联的启动系统的结构示意图；

图9为本发明实施例公开的一种电压调整单元的结构示意图。

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。

本发明实施例公开了一种新能源发电系统离网并联的启动方法及系统，在负载未知的情况下，当并联的两个发电子系统分别为主机和从机时，在并联瞬间并联从机的电压给定值是负载电压，通过动态调节并联从机的电压给定值与主机的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，减小无功环流，使得发电子系统的电流在启动过程中处于限定范围内，从而对无功进行了抑制，有效避免了启机过程中因出现环流而出现离网过流故障，导致启机失败情况的出现。

参见图1，本发明实施例公开的一种新能源发电系统离网并联的启动方法流程图，该方法应用于新能源发电系统中的发电子系统，所述启动方法包括：

步骤S101、当新能源发电系统进入离网模式并达到预设启动条件时，建立所述发电子系统与负载之间的连接，并确定电压给定初始值；

需要说明的是，新能源发电系统包括多个发电子系统，图1所示的启动方法适用于新能源发电系统中的任意一个发电子系统。在实际应用中，可以从多个发电子系统中选取一个发电子系统作为主机，将剩余的发电子系统作为从机。当主机检测到电网电压低于设定值时，确定新能源系统进入离网模式。

参见图2所示的新能源发电系统在离网模式的网络拓扑图，假设新能源发电系统包括主机1和从机n，n为从机编号，n为区间[2，N]中的正整数，N为新能源发电系统中发电子系统总数量，主机1对应S1，从机2对应S2，从机n对应Sn，从机N对应SN。当主机1达到预设启动条件时，开关S1闭合，建立主机1与负载之间的连接；当任意从机，比如从机n达到预设启动条件时，开关Sn闭合，建立从机n与负载之间的连接。

步骤S102、在启动过程中，基于预设固定电压幅度值以及预设变化电压幅度值对所述电压给定初始值进行电压调整，直至调整后得到的目标电压给定值达到额定电压值启动结束；

其中，所述预设变化电压幅度值基于预设电压调整条件确定，预设变化电压幅度值可以为0或是一个具体的正值。

所述预设电压调整条件为：与所述发电子系统并联的目标发电子系统在并联时刻的电压给定值，与所述发电子系统在所述并联时刻的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，所述目标发电子系统为所述新能源发电系统中用于与所述发电子系统并联的发电子系统。

假设电压给定值为Vr，电压给定初始值为V0，预设固定电压幅度值为ΔVs，预设变化电压幅度值为ΔV，发电子系统启动前，Vr＝V0，对V0基于ΔVs和ΔV进行电压调整，直至调整后的目标电压给定值达到额定电压Vrn，启动结束。

预设固定电压幅度值ΔVs也即发电子系统的斜率抬升电压，具体取值依据发电子系统的启动时间而定，启动时间越短，预设固定电压幅度值ΔVs越大，反之，启动时间越长，预设固定电压幅度值ΔVs越小。

综上可知，本发明公开了一种新能源发电系统离网并联的启动方法，当新能源发电系统进入离网模式并达到预设启动条件时，建立发电子系统与负载之间的连接，并确定电压给定初始值，在启动过程中，基于预设固定电压幅度值以及预设变化电压幅度值对电压给定初始值进行电压调整，并在启动过程中保证与发电子系统并联的目标发电子系统在并联时刻的电压给定值，与发电子系统在并联时刻的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，直至调整后得到的目标电压给定值达到额定电压值启动结束。本发明在负载未知的情况下，当并联的两个发电子系统分别为主机和从机时，在并联瞬间并联从机的电压给定值是负载电压，通过动态调节并联从机的电压给定值与主机的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，减小无功环流，使得发电子系统的电流在启动过程中处于限定范围内，从而对无功进行了抑制，有效避免了启机过程中因出现环流而出现离网过流故障，导致启机失败的情况出现。

需要说明的是，当新能源发电系统进入离网模式时，主机和从机的预设启动条件不同。

因此，步骤S101具体可以包括：

在发电子系统为主机的情况下，当所述新能源发电系统进入离网模式时，判断各个待并联从机是否均处于待机模式；

如果是，则确定所述主机达到所述预设启动条件，建立所述主机与负载之间的连接，并确定所述电压给定初始值。

当存在未处于待机模式的待并联从机时，则确定主机未达到预设启动条件。

本发明中，当新能源发电系统进入离网模式时，主机通过低速通讯确定各个待并联从机是否均处于待机模式，若是，则执行后续的启动流程。

需要特别说明的是，本发明中主机和从机之间的通讯仅用于确定待并联从机是否处于待机模式，并不参与后续的启动过程，因此，本发明对通讯速度的要求很低。

为进一步优化上述实施例，在发电子系统为待并联从机的情况下，参见图3，本发明实施例公开的一种当新能源发电系统进入离网模式且从机达到预设启动条件时，建立所述发电子系统与负载之间的连接并确定电压给定初始值的方法流程图，该方法包括：

步骤S201、当新能源发电系统进入离网模式时，获取负载电压；

步骤S202、当所述负载电压不小于预设从机并联电压时，确定所述待并联从机达到所述预设启动条件，以所述负载电压为启动电压开始启动；

其中，所述预设从机并联电压与所述待并联从机的从机编号相关。

预设从机并联电压V_从的表达式如下：

V_从＝Vmin+(n-1)*Δvstep；

式中，Vmin表示最小启动电压，Vmin低于Vrn/N，n为从机编号，n为区间[2，N]中的正整数，N为所述新能源发电系统中发电子系统总数量，Δvstep为相邻并联从机之间的电压间隔值。

举例说明，当负载电压达到Vmin+Δvstep时，确定从机2达到预设启动条件，当从机2输出电压升高至负载电压时，从机2与主机1建立并联连接；负载电压达到Vmin+2Δvstep时，确定从机3达到预设启动条件，当从机3输出电压升高至负载电压时，从机3与主机1建立并联连接.

步骤S203、当所述待并联从机的输出电压升高至所述负载电压时，与所述新能源发电系统中的主机建立并联连接；

步骤S204、将与所述主机并联时刻的电压给定值确定为所述电压给定初始值。

参见图4，本发明实施例公开的一种在启动过程中对电压给定初始值进行电压调整的方法流程图，也即步骤S102具体可以包括:

步骤S301、在启动过程中，将电压给定初始值升高预设固定电压幅度值，得到第一电压给定值；

步骤S302、判断第一电压给定值是否小于额定电压值，如果是，则执行步骤S303；

其中的，昂第一电压给定值不小于额定电压值时，启动结束。

步骤S303、判断所述发电子系统的当前电流是否大于电流阈值，如果是，则执行步骤S304；

其中，当第一电压给定值达到额定电压值时，启动结束。

本实施例中，电流阈值基于额定电流确定，比如，电流阈值I_阈＝kIn，In为额定电流，k的取值依据实际需要而定，比如k＝0.2。

步骤S304、根据所述预设电压调整条件对所述第一电压给定值按照对应的所述预设变化电压幅度值进行电压动态调整得到第二电压给定值；

步骤S305、将所述第二电压给定值确定为最新电压给定初始值，返回步骤S301，再次基于所述预设固定电压幅度值和所述预设变化电压幅度值进行电压调整，直至调整后得到的所述目标电压给定值达到所述额定电压值启动结束。

为进一步优化上述实施例，在步骤S303判断为否的情况下，返回步骤S301，将第一电压给定值作为所述最新电压给定初始值，再次增加所述预设固定电压幅度值。

需要说明的是，由于预设电压调整条件为：与发电子系统并联的目标发电子系统在并联时刻的电压给定值，与发电子系统在并联时刻的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，从而可以减小无功环流，使得发电子系统的电流在启动过程中处于限定范围内，对无功进行了抑制，因此，上述实施例中的步骤S303实际为本发明的无功抑制环节，无功抑制环节的判断条件可以基于无功电流和有功电流，也可以直接利用功率因数等。

因此，为进一步优化上述实施例，当无功抑制环节的判断条件基于无功电流和有功电流时，参见图5，本发明实施例公开的一种根据预设电压调整条件对第一电压给定值按照对应的预设变化电压幅度值进行电压动态调整进行无功抑制的方法流程图，也即步骤S303具体可以包括：

步骤S401、判断无功电流是否不小于电流最小临界值，如果是，则执行步骤S402；

其中，本实施例中的无功电流可以为：负载电流q轴分量iq。

步骤S402、判断无功电流是否不大于电流最大临界值，如果是，则执行步骤S403；

其中，电流最小临界值和电流最大临界值均基于有功电流确定。

本实施例中，电流最小临界值可以为：有功电流I_有功*(-0.8)，I_有功具体可以为负载电流d轴分量id。

电流最大临界值可以为：有功电流I_有功*0.8。

步骤S403、确定所述预设变化电压幅度值为0，并将第一电压给定值确定为第二电压给定值。

为进一步优化上述实施例，在步骤S401判断为否的情况下，还包括：

步骤S404、将第一电压给定值降低预设变化电压幅度值得到第二电压给定值。

假设第一电压给定值为Vr，预设变化电压幅度值为正值，用ΔV表示，则当负载电流q轴分量iq＜电流最小临界值时，将(Vr-ΔV)作为第二电压给定值。

为进一步优化上述实施例，在步骤S402判断为否的情况下，还包括：

步骤S405、将第一电压给定值升高预设变化电压幅度值得到第二电压给定值。

当负载电流q轴分量iq＞电流最大临界值时，将(Vr+ΔV)作为第二电压给定值。

当无功抑制环节的判断条件直接利用功率因数时，参见图6，本发明实施例公开的另一种根据预设电压调整条件对第一电压给定值按照对应的预设变化电压幅度值进行电压动态调整进行无功抑制的方法流程图，也即步骤S303具体可以包括：

步骤S501、判断功率因数是否不大于功率因数最小临界值，如果是，则执行步骤S502；

其中，功率因数最小临界值为负数，功率因数最小临界值的取值依据实际需要而定，比如功率因数最小临界值为-0.8。

步骤S502、判断功率因数是否不小于功率因数最大临界值，如果是，则执行步骤S503；

其中，功率因数最大临界值为整数，功率因数最大临界值的取值依据实际需要而定，比如功率因数最大临界值为0.8。

步骤S503、确定预设变化电压幅度值为0，并将第一电压给定值确定为所述第二电压给定值。

为进一步优化上述实施例，在步骤S501判断为否的情况下，还可以包括：

步骤S504、当功率因数大于功率因数最小临界值且小于0时，将第一电压给定值降低所述预设变化电压幅度值得到所述第二电压给定值。

为进一步优化上述实施例，在步骤S502判断为否的情况下，还可以包括：

当功率因数大于0且功率因数小于所述功率因数最大临界值时，将所述第一电压给定值升高所述预设变化电压幅度值得到所述第二电压给定值。

为便于理解新能源发电系统离网并联的启动过程，以新能源发电系统中发电子系统总数量N＝4为例，参见图7所示的发电子系统启动过程中负载电压的示意图，主机1#最先启动，然后从机2#、从机3#、从机4#依次启动。由图7可以看出，启机的过程没有停顿，启机的时间和电压给定的斜率有关，斜率越大，启动的时间越短。

与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种新能源发电系统离网并联的启动系统。

参见图8，本发明实施例公开的一种新能源发电系统离网并联的启动系统的结构示意图，该系统应用于新能源发电系统中的发电子系统，所述启动系统包括：

连接建立单元601，用于当所述新能源发电系统进入离网模式并达到预设启动条件时，建立所述发电子系统与负载之间的连接，并确定电压给定初始值；

需要说明的是，新能源发电系统包括多个发电子系统，图8所示的启动系统适用于新能源发电系统中的任意一个发电子系统。在实际应用中，可以从多个发电子系统中选取一个发电子系统作为主机，将剩余的发电子系统作为从机。当主机检测到电网电压低于设定值时，确定新能源系统进入离网模式。

电压调整单元602，用于在启动过程中，基于预设固定电压幅度值以及预设变化电压幅度值对所述电压给定初始值进行电压调整，直至调整后得到的目标电压给定值达到额定电压值启动结束；

其中，所述预设变化电压幅度值基于预设电压调整条件确定，预设变化电压幅度值可以为0或是一个具体的正值。

所述预设电压调整条件为：与所述发电子系统并联的目标发电子系统在并联时刻的电压给定值，与所述发电子系统在所述并联时刻的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，所述目标发电子系统为所述新能源发电系统中用于与所述发电子系统并联的发电子系统。

综上可知，本发明公开了一种新能源发电系统离网并联的启动系统，当新能源发电系统进入离网模式并达到预设启动条件时，建立发电子系统与负载之间的连接，并确定电压给定初始值，在启动过程中，基于预设固定电压幅度值以及预设变化电压幅度值对电压给定初始值进行电压调整，并在启动过程中保证与发电子系统并联的目标发电子系统在并联时刻的电压给定值，与发电子系统在并联时刻的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，直至调整后得到的目标电压给定值达到额定电压值启动结束。本发明在负载未知的情况下，当并联的两个发电子系统分别为主机和从机时，在并联瞬间并联从机的电压给定值是负载电压，通过动态调节并联从机的电压给定值与主机的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，减小无功环流，使得发电子系统的电流在启动过程中处于限定范围内，从而对无功进行了抑制，有效避免了启机过程中因出现环流而出现离网过流故障，导致启机失败的情况出现。

需要说明的是，当新能源发电系统进入离网模式时，主机和从机的预设启动条件不同。

因此，连接建立单元601具体可以用于：

在所述发电子系统为主机的情况下，当所述新能源发电系统进入离网模式时，判断各个待并联从机是否均处于待机模式；

如果是，则确定所述主机达到所述预设启动条件，建立所述主机与负载之间的连接，并确定所述电压给定初始值。

本发明中，当新能源发电系统进入离网模式时，主机通过低速通讯确定各个待并联从机是否均处于待机模式，若是，则执行后续的启动流程。

需要特别说明的是，本发明中主机和从机之间的通讯仅用于确定待并联从机是否处于待机模式，并不参与后续的启动过程，因此，本发明对通讯速度的要求很低。

为进一步优化上述实施例，连接建立单元601具体还可以用于：

在所述发电子系统为待并联从机的情况下，当所述新能源发电系统进入离网模式时，获取负载电压；

当所述负载电压不小于预设从机并联电压时，确定所述待并联从机达到所述预设启动条件，以所述负载电压为启动电压开始启动，其中，所述预设从机并联电压与所述待并联从机的从机编号相关；

当所述待并联从机的输出电压升高至所述负载电压时，与所述新能源发电系统中的主机建立并联连接；

将与所述主机并联时刻的电压给定值确定为所述电压给定初始值。

其中，预设从机并联电压V_从的表达式如下：

V_从＝Vmin+(n-1)*Δvstep；

式中，Vmin表示最小启动电压，Vmin低于Vrn/N，n为从机编号，n为区间[2，N]中的正整数，N为所述新能源发电系统中发电子系统总数量，Δvstep为相邻并联从机之间的电压间隔值。

为进一步优化上述实施例，参见图9，本发明实施例公开的一种电压调整单元的结构示意图，电压调整单元包括：

电压升高子单元701，用于在启动过程中，将所述电压给定初始值升高所述预设固定电压幅度值，得到第一电压给定值；

电压判断子单元702，用于判断所述第一电压给定值是否小于额定电压值；

其中，当电压判断子单元702判断为是时，启动结束。

电流判断子单元703，用于在所述电压判断子单元702判断为是的情况下，判断所述发电子系统的当前电流是否大于电流阈值，所述电流阈值基于额定电流确定；

电压调整子单元704，用于在所述电流判断子单元判断为是的情况下，根据所述预设电压调整条件对所述第一电压给定值按照对应的所述预设变化电压幅度值进行电压动态调整得到第二电压给定值；

返回子单元705，用于将所述第二电压给定值确定为最新电压给定初始值，并返回所述电压升高子单元701，再次基于所述预设固定电压幅度值和所述预设变化电压幅度值进行电压调整，直至调整后得到的所述目标电压给定值达到所述额定电压值启动结束。

为进一步优化上述实施例，电压调整单元还可以包括：

最新电压确定子单元，用于在所述电流判断子单元703判断为否的情况下，将所述第一电压给定值确定为所述最新电压给定初始值，再次增加所述预设固定电压幅度值。

需要说明的是，由于预设电压调整条件为：与发电子系统并联的目标发电子系统在并联时刻的电压给定值，与发电子系统在并联时刻的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，从而可以减小无功环流，使得发电子系统的电流在启动过程中处于限定范围内，对无功进行了抑制，因此，上述实施例中的电流判断子单元703实际为本发明的无功抑制环节，无功抑制环节的判断条件可以基于无功电流和有功电流，也可以直接利用功率因数等。

因此，当功抑制环节的判断条件基于无功电流时，电压调整子单元704具体可以用于：

判断无功电流是否不小于电流最小临界值且所述无功电流不大于电流最大临界值，所述电流最小临界值和所述电流最大临界值均基于有功电流确定；

如果是，则确定所述预设变化电压幅度值为0，并将所述第一电压给定值确定为所述第二电压给定值。

电压调整子单元704具体还可以用于：

当所述无功电流小于所述电流最小临界值时，则将所述第一电压给定值降低所述预设变化电压幅度值得到所述第二电压给定值。

电压调整子单元704具体还可以用于：

当所述无功电流大于所述电流最大临界值时，则将所述第一电压给定值升高所述预设变化电压幅度值得到所述第二电压给定值。

当无功抑制环节的判断条件直接利用功率因数时，电压调整子单元704具体可以用于：

判断功率因数是否不大于功率因数最小临界值且所述功率因数不小于功率因数最大临界值，其中，所述功率因数最小临界值为负值，所述功率因数最大临界值为正值；

如果是，则确定所述预设变化电压幅度值为0，并将所述第一电压给定值确定为所述第二电压给定值。

电压调整子单元704具体还可以用于：

当所述功率因数大于所述功率因数最小临界值且所述功率因数小于0时，将所述第一电压给定值降低所述预设变化电压幅度值得到所述第二电压给定值。

电压调整子单元704具体还可以用于：

当所述功率因数大于0且所述功率因数小于所述功率因数最大临界值时，将所述第一电压给定值升高所述预设变化电压幅度值得到所述第二电压给定值。

需要说明的是，系统实施例中各组成部分的具体工作原理，请参见方法实施例对应部分，此处不再赘述。

最后，还需要说明的是，在本文中，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。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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 (14)

1.一种新能源发电系统离网并联的启动方法，其特征在于，应用于新能源发电系统中的发电子系统，所述启动方法包括：

当所述新能源发电系统进入离网模式并达到预设启动条件时，建立所述发电子系统与负载之间的连接，并确定电压给定初始值；

在启动过程中，基于预设固定电压幅度值以及预设变化电压幅度值对所述电压给定初始值进行电压调整，直至调整后得到的目标电压给定值达到额定电压值启动结束；

其中，所述预设变化电压幅度值基于预设电压调整条件确定；

所述预设电压调整条件为：与所述发电子系统并联的目标发电子系统在并联时刻的电压给定值，与所述发电子系统在所述并联时刻的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，所述目标发电子系统为所述新能源发电系统中用于与所述发电子系统并联的发电子系统；

其中，所述在启动过程中，基于预设固定电压幅度值以及预设变化电压幅度值对所述电压给定初始值进行电压调整，直至调整后得到的目标电压给定值达到额定电压值启动结束，具体包括：

在启动过程中，将所述电压给定初始值升高所述预设固定电压幅度值，得到第一电压给定值；

判断所述第一电压给定值是否小于额定电压值；

如果是，则判断所述发电子系统的当前电流是否大于电流阈值，所述电流阈值基于额定电流确定；

如果是，则根据所述预设电压调整条件对所述第一电压给定值按照对应的所述预设变化电压幅度值进行电压动态调整得到第二电压给定值；

将所述第二电压给定值确定为最新电压给定初始值，返回再次基于所述预设固定电压幅度值和所述预设变化电压幅度值进行电压调整，直至调整后得到的所述目标电压给定值达到所述额定电压值启动结束。

2.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，所述当所述新能源发电系统进入离网模式并达到预设启动条件时，建立所述发电子系统与负载之间的连接，并确定电压给定初始值，具体包括：

在所述发电子系统为主机的情况下，当所述新能源发电系统进入离网模式时，判断各个待并联从机是否均处于待机模式；

如果是，则确定所述主机达到所述预设启动条件，建立所述主机与负载之间的连接，并确定所述电压给定初始值。

3.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，所述当所述新能源发电系统进入离网模式并达到预设启动条件时，建立所述发电子系统与负载之间的连接，并确定电压给定初始值，具体包括：

在所述发电子系统为待并联从机的情况下，当所述新能源发电系统进入离网模式时，获取负载电压；

当所述负载电压不小于预设从机并联电压时，确定所述待并联从机达到所述预设启动条件，以所述负载电压为启动电压开始启动，其中，所述预设从机并联电压与所述待并联从机的从机编号相关；

当所述待并联从机的输出电压升高至所述负载电压时，与所述新能源发电系统中的主机建立并联连接；

将与所述主机并联时刻的电压给定值确定为所述电压给定初始值。

4.根据权利要求3所述的启动方法，其特征在于，所述预设从机并联电压V_从的表达式如下：

V_从＝Vmin+(n-1)*Δvstep；

式中，Vmin表示最小启动电压，n为从机编号，n为区间[2，N]中的正整数，N为所述新能源发电系统中发电子系统总数量，Δvstep为相邻并联从机之间的电压间隔值。

5.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，还包括：

当所述发电子系统的所述当前电流不大于所述电流阈值时，将所述第一电压给定值确定为所述最新电压给定初始值，再次增加所述预设固定电压幅度值。

6.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，所述根据所述预设电压调整条件对所述第一电压给定值按照对应的所述预设变化电压幅度值进行电压动态调整得到第二电压给定值，具体包括：

判断无功电流是否不小于电流最小临界值且所述无功电流不大于电流最大临界值，所述电流最小临界值和所述电流最大临界值均基于有功电流确定；

如果是，则确定所述预设变化电压幅度值为0，并将所述第一电压给定值确定为所述第二电压给定值。

7.根据权利要求6所述的启动方法，其特征在于，还包括：

当所述无功电流小于所述电流最小临界值时，则将所述第一电压给定值降低所述预设变化电压幅度值得到所述第二电压给定值。

8.根据权利要求6所述的启动方法，其特征在于，还包括：

当所述无功电流大于所述电流最大临界值时，则将所述第一电压给定值升高所述预设变化电压幅度值得到所述第二电压给定值。

9.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，所述根据所述预设电压调整条件对所述第一电压给定值按照对应的所述预设变化电压幅度值进行电压动态调整得到第二电压给定值，具体包括：

判断功率因数是否不大于功率因数最小临界值且所述功率因数不小于功率因数最大临界值，其中，所述功率因数最小临界值为负值，所述功率因数最大临界值为正值；

如果是，则确定所述预设变化电压幅度值为0，并将所述第一电压给定值确定为所述第二电压给定值。

10.根据权利要求9所述的启动方法，其特征在于，还包括：

当所述功率因数大于所述功率因数最小临界值且所述功率因数小于0时，将所述第一电压给定值降低所述预设变化电压幅度值得到所述第二电压给定值。

11.根据权利要求9所述的启动方法，其特征在于，还包括：

当所述功率因数大于0且所述功率因数小于所述功率因数最大临界值时，将所述第一电压给定值升高所述预设变化电压幅度值得到所述第二电压给定值。

12.一种新能源发电系统离网并联的启动系统，其特征在于，应用于新能源发电系统中的发电子系统，所述启动系统包括：

连接建立单元，用于当所述新能源发电系统进入离网模式并达到预设启动条件时，建立所述发电子系统与负载之间的连接，并确定电压给定初始值；

电压调整单元，用于在启动过程中，基于预设固定电压幅度值以及预设变化电压幅度值对所述电压给定初始值进行电压调整，直至调整后得到的目标电压给定值达到额定电压值启动结束；

其中，所述预设变化电压幅度值基于预设电压调整条件确定；

所述预设电压调整条件为：与所述发电子系统并联的目标发电子系统在并联时刻的电压给定值，与所述发电子系统在所述并联时刻的电压给定值之间的差值在预设差值范围内，所述目标发电子系统为所述新能源发电系统中用于与所述发电子系统并联的发电子系统；

其中，所述电压调整单元具体包括：

电压升高子单元，用于在启动过程中，将所述电压给定初始值升高所述预设固定电压幅度值，得到第一电压给定值；

电压判断子单元，用于判断所述第一电压给定值是否小于额定电压值；

电流判断子单元，用于在所述电压判断子单元判断为是的情况下，判断所述发电子系统的当前电流是否大于电流阈值，所述电流阈值基于额定电流确定；

电压调整子单元，用于在所述电流判断子单元判断为是的情况下，根据所述预设电压调整条件对所述第一电压给定值按照对应的所述预设变化电压幅度值进行电压动态调整得到第二电压给定值；

返回子单元，用于将所述第二电压给定值确定为最新电压给定初始值，并返回所述电压升高子单元，再次基于所述预设固定电压幅度值和所述预设变化电压幅度值进行电压调整，直至调整后得到的所述目标电压给定值达到所述额定电压值启动结束。

13.根据权利要求12所述的启动系统，其特征在于，所述连接建立单元具体用于：

在所述发电子系统为主机的情况下，当所述新能源发电系统进入离网模式时，判断各个待并联从机是否均处于待机模式；

如果是，则确定所述主机达到所述预设启动条件，建立所述主机与负载之间的连接，并确定所述电压给定初始值。

14.根据权利要求12所述的启动系统，其特征在于，所述连接建立单元具体用于：

在所述发电子系统为待并联从机的情况下，当所述新能源发电系统进入离网模式时，获取负载电压；

当所述负载电压不小于预设从机并联电压时，确定所述待并联从机达到所述预设启动条件，以所述负载电压为启动电压开始启动，其中，所述预设从机并联电压与所述待并联从机的从机编号相关；

当所述待并联从机的输出电压升高至所述负载电压时，与所述新能源发电系统中的主机建立并联连接；

将与所述主机并联时刻的电压给定值确定为所述电压给定初始值。