CN201766373U - 分布式光伏电源并网电能质量调控装置 - Google Patents

分布式光伏电源并网电能质量调控装置 Download PDF

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Abstract

一种分布式光伏电源并网电能质量调控装置，所述调控装置包括储能单元1、直流储能开关2、直流电容3、双向AC/DC变换器4、电抗器5、变压器6和并网接触器7；储能单元通过直流储能开关、直流电容接至双向AC/DC变换器，双向AC/DC变换器另一端通过电抗器与三相变压器相连，三相变压器通过并网接触器并联于低压电网母线8。通过并联于分布式光伏电源的低压并网母线，实现了有功与无功的解耦控制。在正常运行方式下，确保区域配网的电能质量，通过功率跟踪实现光伏发电出力预测误差补偿；在故障状态下，根据孤岛运行防范和低电压穿越的需求，实现有功、无功出力的动态调整。本实用新型适用于分布式光伏电源并网的电能质量调控。

Description

分布式光伏电源并网电能质量调控装置
技术领域
本实用新型涉及一种分布式光伏电源并网电能质量调控装置，属光伏电源并网控制技术领域。
背景技术
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，不论是现在或是未来，充分开发利用太阳能资源，可以减少对化石能源的依赖以致达到替代部分化石燃料的目标，这对全国经济发展、改善环境和满足人民生活用电要求，将会起到越来越重要的作用。从技术发展来看，分布式光伏电源的广泛应用将是太阳能利用的主要形式之一。
包括太阳能光伏发电在内的分布式电源的并网运行会给主电网带来一系列问题。这些问题通常表现为电压偏差、电压波动、谐波、直流偏磁、故障电流和孤岛运行。这些问题最显著的特征是传统配网变为有源网络，造成功率的双向流动。含分布式电源的配网的控制不但需要对无功进行控制，还需对有功进行调节。传统的静止无功发生装置(SVG，又称为STATCOM)虽然能动态控制无功，实现对电压波动的控制，却无法实现对有功的调节。含分布式电源的配网，可能因逆潮流、功率跟踪、反孤岛运行等需要对有功也进行调节。这种情况下，基于储能技术的有功、无功都可调节的有源补偿装置将能够发挥更为重要的作用。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决分布式光伏电源在并网中产生的电能质量问题，提供一种分布式光伏电源并网电能质量调控装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：所述分布式光伏电源并网电能质量调控装置由储能单元、直流储能开关、直流电容、双向AC/DC变换器、电抗器、变压器和并网接触器构成，并联运行于分布式光伏电源的低压并网母线，实施有功和无功功率的动态调控。
储能单元通过直流储能开关、直流电容接至双向AC/DC变换器，双向AC/DC变换器另一端通过电抗器与三相变压器相连，三相变压器通过并网接触器并联于低压电网母线。储能单元可以通过双向AC/DC变换器和三相变压器向电网放电，电网也可以通过三相变压器和双向AC/DC变换器向储能单元充电。
本实用新型所述的储能单元采用锂离子电池阵列，以减小光伏输出波动，提升并网功率的可预测性；双向AC/DC变换器采用基于IGBT的三相桥式电路，以实现有功和无功的四象限调控；变压器采用Dyn11联结组别的三相变压器，以充分利用变压器的设备容量及保障电能质量。
本实用新型与现有技术比较的有益效果是，通过并联于分布式光伏电源的低压并网母线，实现了有功与无功的解耦控制。在正常运行方式下，确保区域配网的电能质量，通过功率跟踪实现光伏发电出力预测误差补偿；在故障状态下，根据孤岛运行防范和低电压穿越的需求，实现有功、无功出力的动态调整。
本实用新型适用于分布式光伏电源并网的电能质量调控。
附图说明
图1是本实用新型与电网的构成示意框图；
图2是本实用新型的电路示意图。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方式如图2所示。
本实用新型实施例分布式光伏电源并网电能质量调控装置由储能单元、直流储能开关、直流电容、双向AC/DC变换器、电抗器、变压器和并网接触器构成，并联于分布式光伏电源的低压并网母线，通过并网接触器接入。正常运行时装置采集分布式光伏电源并网母线电压和电流数据，通过控制系统计算确定需补偿的谐波、无功和不平衡等电能质量方面的数据；另一方面分析计算预测功率与实际功率误差或通过获取远程控制数据得到有功调控数据，两方面的数据综合起来即得到装置的控制数据，通过控制双向AC/DC变换器实施有功和无功的四象限调控。装置储能单元由锂离子电池阵列构成，通过控制直流储能开关和双向AC/DC变换器，实现储能装置与电网之间有功功率的双向流动。通过采集储能装置运行数据，直流储能开关还可起到直流侧保护跳闸的作用。装置中的直流电容主要起到稳压作用，通过基于IGBT的三相桥式电路的双向AC/DC变换器将直流电压转化为交流电压，通过电抗器和变压器实现一定程度的滤波与隔离，所产生的用于分布式光伏电源并网调控的有功及无功控制电流最终经由并网接触器注入分布式光伏电源低压并网母线，以确保分布式光伏电源并网时的配网电能质量及输出功率的可控性。

Claims (4)

1.一种分布式光伏电源并网电能质量调控装置，其特征在于，所述调控装置包括储能单元、直流储能开关、直流电容、双向AC/DC变换器、电抗器、变压器和并网接触器；储能单元通过直流储能开关、直流电容接至双向AC/DC变换器，双向AC/DC变换器另一端通过电抗器与三相变压器相连，三相变压器通过并网接触器并联于低压电网母线；储能单元可以通过双向AC/DC变换器和三相变压器向电网放电，电网也可以通过三相变压器和双向AC/DC变换器向储能单元充电。
2.根据权利要求1所述的分布式光伏电源并网电能质量调控装置，其特征在于，所述储能单元采用以减小光伏输出波动，提升并网功率的可预测性的锂离子电池阵列。
3.根据权利要求1所述的分布式光伏电源并网电能质量调控装置，其特征在于，所述双向AC/DC变换器采用可实现有功和无功的四象限调控的基于IGBT的三相桥式电路。
4.根据权利要求1所述的分布式光伏电源并网电能质量调控装置，其特征在于，所述变压器采用Dyn11联结组别的三相变压器。
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