CN116995732A - 具有选相并网及功率调节功能的光伏并网控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于分布式光伏并网控制领域，涉及一种具有选相并网及功率调节功能的光伏并网控制装置，包括壳体及安装在壳体内的运行参数采集模块、数据处理与控制模块、选相并网执行模块、通信模块、显示屏模块及电源管理模块。本发明获取运行参数精度高，不受人为因素的影响，从而大幅度提高了并网的准确性；还保证了测试的精度，满足了多相自动切换的测试要求，具有较好的适用性。
Description
技术领域
本发明属于分布式光伏并网控制领域，涉及一种具有选相并网及功率调节功能的光伏并网控制装置及方法。
背景技术
随着“双碳”不断发展与能源转型的持续推进，传统电力系统正在向清洁低碳、安全可控、智能友好的新型电力系统演进。新型电力系统中高比例新能源广泛接入，尤其是以分布式光伏为代表的新能源高比例接入加速了新能源对于化石能源替代。但随着大量分布式光伏电源的批量接入，对电网运行带来的不稳定和不可控因素等新挑战同时也将限制其发展，因此分布式光伏电源参与新型电力系统调节是分布式电源发展新方向。
目前，分布式光伏传统并网方式采用固定并网相的传统并网，对于单相全额上网或自发自用余电上网分布式光伏电源的固定相并网方式，会增加三相电压不平衡度和配电线路网损。
发明内容
本发明的目的在于克服现有单项并网光伏电源在并网控制方面技术上的不足，针对单相固定相并网的分布式光伏并网相不可切换，并网参数无法调节的问题，提供一种具有选相并网及功率控制功能的光伏并网控制装置及方法，可以实现单相并网分布式光伏电源的选相并网和功率调节功能，同时也可根据台区融合终端调节至零实现台区自治或根据主站下发的调节指令实现统筹规划。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
本发明的第一方面是提供了一种具有选相并网及功率调节功能的光伏并网控制装置，包括壳体及安装在壳体内的运行参数采集模块、数据处理与控制模块、选相并网执行模块、通信模块、显示屏模块及电源管理模块；运行参数采集模块采集光伏并网点电压、分布式光伏电源侧三相电流、配电线路三相电流以及谐波；数据处理与控制模块根据并网点及分布式光伏电源侧采集的运行参数进行数据处理和逻辑判断，选择配电线路有功、无功缺额较大的一项，下发指令给选相并网执行模块实现并网相转换；选相并网执行模块包含软开关模块及大功率开关控制模块，以小功率控制回路实现大功率并网开关换相操作；通信模块用于本光伏并网控制装置与分布式光伏电源逆变器和台区智能融合终端信息交互，根据主站下发控制策略完成分布式光伏电源逆变器参数调节，改变分布式光伏电源逆变器并网有功、无功输出；显示屏模块用于数据显示、设备控制和数据传输；电源管理模块为装置供电。
进一步地，所述运行参数采集模块包括多个电流互感器，多个电流互感器安装在光伏并网点的三相配电线路及分布式光伏电源逆变器引出线上，通过电流互感器和内置电压变送元件采集电压、电流运行参数。
进一步地，所述数据处理与控制模块采用先滤波再平滑方式处理数据。
进一步地，所述电源管理模块包含AC-DC、DC-DC及稳压模块。
进一步地，所述通信模块为物联网通信、无线通信或4G通讯，并预留RS485通信接口。
本发明的第二方面是提供了上述装置的光伏并网控制方法，包括以下步骤：
S1：采集光伏并网点电压、分布式光伏电源侧三相电流、配电线路三相电流以及谐波；S2：根据并网点及分布式光伏电源侧采集的运行参数进行数据处理和逻辑判断，选择配电线路有功、无功缺额较大的一项，下发指令给选相并网执行模块实现并网相转换。
本发明的优点和积极效果是：
1、本光伏并网控制装置通过运行参数采集模块，将电流数据及时准确检测到并传输至数据处理与控制模块进行数据处理控制并通过显示器实现实时显示功能，并由显示器设定参数及通过通信模块传输采集的其他数据到台区智能融合终端。本光伏并网控制装置获取运行参数精度高，不受人为因素的影响，从而大幅度提高了并网的准确性。
2、本光伏并网控制装置通过数据处理与控制模块，对通道进行选择并网，使其自动切换至不平衡相，保证了测试的精度，满足了多相自动切换的测试要求，具有较好的适用性。
附图说明
图1为根据本发明实施例的光伏并网控制装置原理图；
图2为根据本发明实施例的光伏并网控制装置结构图；
图3为根据本发明实施例的光伏并网控制流程图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1.光伏并网点、2.相序切换软开关、3.软开关控制装置、4.电流互感器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
图1为本发明提供的具有选相并网及功率调节功能的光伏并网控制的控制原理图，运行参数采集模块连接数据处理与控制模块，数据处理与控制模块分别连接显示屏模块、通信模块及选相并网执行模块，选相并网执行模块连接分布式光伏电源。电源管理模块为数据处理与控制模块、选相并网执行模块、显示屏模块及通信模块供电。
运行参数采集模块，用于采集光伏并网点电压、分布式光伏电源侧三相电流、配电线路三相电流以及谐波。包括多个电流互感器，多个电流互感器安装在光伏并网点的三相配电线路及分布式光伏电源逆变器引出线上，通过电流互感器和内置电压变送元件采集电压、电流运行参数。
数据处理与控制模块采用先滤波再平滑方式处理数据。根据并网点及分布式光伏电源侧采集的运行参数进行数据处理和逻辑判断，选择配电线路有功、无功缺额较大的一项，下发指令给选相并网执行模块实现并网相转换。
选相并网执行模块，包含软开关模块及大功率开关控制模块，以小功率控制回路实现大功率并网开关换相操作。
通信模块为物联网通信、无线通信或4G通讯，并预留RS485通信接口。实现光伏并网控制装置与分布式光伏电源逆变器和台区智能融合终端信息交互，实现主站对并网设备运行状态实时跟踪，同时也可根据主站下发控制策略完成分布式光伏电源逆变器参数调节，改变分布式光伏电源逆变器并网有功、无功输出，达到降低配电网络电压不平衡度同时提高并网点电压，减少系统中无功功率流动，降低网络损耗的目的。
显示屏模块，包含显示屏及固定支架，实现数据显示、设备控制和数据传输操作等功能，实现界面化人机交互。
电源管理模块，用于为整个系统供电，达到供电电压稳定的目的。该模块包括但不限于AC-DC、DC-DC及稳压模块。
本发明实施例的光伏并网控制装置结构图如图2所示。多个电流互感器4安装在光伏并网点1的三相配电线路及分布式光伏电源逆变器引出线上，电源管理模块包括电源模块AC-DC及电源模块DC-DC，采用24V供电，运行参数采集模块采集配电线路三相电流及光伏并网点电压/>及分布式光伏电源侧三相电流/>，分布式光伏电源逆变器与数据处理与控制模块的主控板的RS485接口连接，运行参数采集模块与数据处理与控制模块的主控板的RS485接口连接，相序切换软开关2安装在分布式光伏电源逆变器引出线上，位于光伏并网点1和分布式光伏电源逆变器之间。软开关控制装置3连接数据处理与控制模块的主控板。
本发明提供了一种具有选相并网及功率调节功能的光伏并网控制方法，包括以下步骤：
S1：采集光伏并网点电压、分布式光伏电源侧三相电流、配电线路三相电流以及谐波；
S2：根据并网点及分布式光伏电源侧采集的运行参数进行数据处理和逻辑判断，采取滤波再平滑方式处理数据，经三相电压不平衡度校验后，判断出并网有功、无功缺额最大相，同时数据处理与控制模块会根据分布式光伏当前并网相判断是否与选择相一致，不一致时会做出并网相序调指令并向选相并网执行模块下达调节指令改变并网相序，实现并网相可控。
数据处理与控制模块对改变结构后的低压配电网运行状态重新评估，同时根据分布式光伏电源逆变器运行数据发掘分布式光伏电源逆变器调节潜力，对分布式光伏电源逆变器下达调节指令。
通信模块与台区智能融合终端进行信息交互，并根据融合终端台区电能质量综合评价结果，执行台区融合终端下发的调节指令，完成台区自治，或者根据主网下发的调节指令，完成全网统筹规划。
具体流程如图3所示，首先，判断本光伏并网控制装置的分布式光伏电源是否正常运行，如果分布式光伏电源不能正常运行则报警；如果分布式光伏电源能够正常运行，则采集分布式光伏电源逆变器及并网线路运行参数；接下来，判断是否存在三相电压不平衡：
如果不存在三相电压不平衡，则直接判断是否存在并网点低电压；如果不存在并网点低电压，则直接结束；如果存在并网点低电压，则调节分布式光伏电源逆变器输出的有功、无功出力，进一步判断是否存在三相电压不平衡或末端电压低，如果不存在三相电压不平衡或末端电压低，则直接结束，如果存在三相电压不平衡或末端电压低，则产生时间延迟，然后返回继续判断分布式光伏电源是否正常运行；
如果存在三相电压不平衡，则判断是否接收到融合终端调节指令，如果不能接收到融合终端调节指令，则判断并选择有功、无功缺额较大的一相完成并网，然后判断是否存在并网点低电压，如果不存在并网点低电压，直接结束，如果存在并网点低电压，则调节分布式光伏电源逆变器输出的有功、无功出力，进一步判断是否存在三相电压不平衡或末端电压低，如果不存在三相电压不平衡或末端电压低，直接结束，如果存在三相电压不平衡或末端电压低，则产生时间延迟，然后返回继续判断分布式光伏电源是否正常运行；
如果存在三相电压不平衡，则判断是否接收到融合终端调节指令，如果能够接收到融合终端调节指令，则根据融合终端调节指令完成选相并网和出力调节，进一步判断是否存在三相电压不平衡或末端电压低，如果不存在三相电压不平衡或末端电压低，直接结束，如果存在三相电压不平衡或末端电压低，则产生时间延迟，然后返回继续判断分布式光伏电源是否正常运行。
Claims (6)
1.一种具有选相并网及功率调节功能的光伏并网控制装置，其特征在于，包括壳体及安装在壳体内的：
运行参数采集模块，采集光伏并网点电压、分布式光伏电源侧三相电流、配电线路三相电流以及谐波；
数据处理与控制模块，根据并网点及分布式光伏电源侧采集的运行参数进行数据处理和逻辑判断，选择配电线路有功、无功缺额较大的一项，下发指令给选相并网执行模块实现并网相转换；
选相并网执行模块，包含软开关模块及大功率开关控制模块，以小功率控制回路实现大功率并网开关换相操作；
通信模块，用于本光伏并网控制装置与分布式光伏电源逆变器和台区智能融合终端信息交互，根据主站下发控制策略完成分布式光伏电源逆变器参数调节，改变分布式光伏电源逆变器并网有功、无功输出；
显示屏模块，用于数据显示、设备控制和数据传输；
电源管理模块，为装置供电。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述运行参数采集模块包括多个电流互感器，多个电流互感器安装在光伏并网点的三相配电线路及分布式光伏电源逆变器引出线上，通过电流互感器和内置电压变送元件采集电压、电流运行参数。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据处理与控制模块采用先滤波再平滑方式处理数据。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源管理模块包含AC-DC、DC-DC及稳压模块。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通信模块为物联网通信、无线通信或4G通讯，并预留RS485通信接口。
6.根据权利要求1~5任一权利要求所述的装置的光伏并网控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：采集光伏并网点电压、分布式光伏电源侧三相电流、配电线路三相电流以及谐波；
S2：根据并网点及分布式光伏电源侧采集的运行参数进行数据处理和逻辑判断，选择配电线路有功、无功缺额较大的一项，下发指令给选相并网执行模块实现并网相转换。
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