CN205509924U - 一种自主式的光伏发电控制系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种自主式的光伏发电控制系统，包括依次相连的光伏组件、逆变器、箱式变压器和高压侧开关，以及辅助变压器、双输入光伏电源、通信综合管理装置和箱变保护测控装置；辅助变压器的一端与箱式变压器的低压侧相连，另一端与双输入光伏电源的一输入端相连；双输入光伏电源的另一输入端与逆变器的输入端相连，双输入光伏电源的输出端分别与逆变器、通信综合管理装置和箱变保护测控装置相连；箱变保护测控装置的输出端与高压侧开关相连；通信综合管理装置分别与逆变器和箱变保护测控装置通信连接，用于向逆变器发送开机或停机指令，以及向箱变保护测控装置发送指令控制高压侧开关的分与合。可提高光伏电站的电源系统可靠性及运行效率。

Description

一种自主式的光伏发电控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种光伏发电系统，特别是涉及一种自主式的光伏发电控制系统，属于光伏电站控制技术领域。
背景技术
太阳能作为一种清洁的可再生能源，必将成为人类生活中重要的能源之一。光伏发电是将太阳能转换为可以方便使用的电能的重要途径，正在进行大规模的发展。由于光伏发电直接依赖于光照，是一种间歇式能源，当太阳下山或者阴雨天气时，光伏板无法提供足够的能量，此时，电站中的逆变器、箱式变压器、升压变以及电站辅助设施都需要从电网获取电能。而此时，若能把发电单元从电网中断开，则能有效减少光伏电站的能耗，提高光伏电站的效率。
根据各地有效光照时数以及光伏逆变器MPPT窗口电压范围的不同，一个光伏电站平均每天的有效工作时间大约为5～7小时，其它时间里逆变器均处于待机状态，升压变压器也就相应地处于空载状态。一台1MVA变压器的空载损耗一般是在1500W左右，一座10MW的光伏电站每年仅变压器的空载损耗就达10万千瓦时左右。目前光伏发电单元的典型供电结构是箱变中配置UPS电源，作为箱变测控装置等设备仪表的工作电源，同时逆变器小室配置UPS电源作为光伏逆变器和通信管理装置的工作电源。当箱变高压侧的负荷开关长时间分开后，UPS电源放电结束后，光伏发电单元将失电，无法遥控操作负荷开关，因此，箱变高压侧的负荷开关一直处于闭合状态。但从现场运行的情况来看，由于光伏电站的运行环境较恶劣，UPS电源的使用寿命很短，故障率很高，直接影响到光伏发电场的运行。
随着电力电子技术和自动化技术的发展，可以设计一种自主式的光伏发电控制系统，当有阳光能发电，且发电功率大于自身发电单元的消耗时，就把发电单元并到电网中，给电网输送电能，当发电功率不足时，就从电网中隔离开，避免不必要的电能损耗。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种自主式的光伏发电控制系统。
本实用新型所要解决的技术问题是，当太阳下山或者阴雨天气时，光伏组件无法提供足够的能量，此时，逆变器、箱式变压器等设施都需要从电网获取电能，降低光伏发电系统的效率，UPS电源的使用寿命很短，故障率很高，直接影响到发电系统的运行等不足；从而提供制作容易、安全可靠、实用性强的自主式的光伏发电系统，提高光伏电站的效率，且具有产业上的利用价值。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种自主式的光伏发电控制系统，包括依次相连的光伏组件、逆变器、箱式变压器和高压侧开关，以及辅助变压器、双输入光伏电源、通信综合管理装置和箱变保护测控装置。
其中，所述辅助变压器的一端与箱式变压器的低压侧相连，辅助变压器的另一端与双输入光伏电源的一输入端相连，双输入光伏电源的另一输入端与逆变器的输入端相连；所述双输入光伏电源的输出端分别与逆变器、通信综合管理装置和箱变保护测控装置相连用于提供工作电源，所述箱变保护测控装置的输出端与高压侧开关相连用于控制高压侧开关的分与合；所述通信综合管理装置分别与逆变器和箱变保护测控装置通信连接，通信综合管理装置用于获取箱式变压器的功率输出状况、逆变器的工作状况，从而向逆变器发送开机或停机指令，以及向箱变保护测控装置发送指令控制高压侧开关的分与合。
本实用新型进一步设置为：还包括与通信综合管理装置相连用于信息交互的光伏电站综合监控系统，所述光伏电站综合监控系统用于提供光伏电站的地理位置信息和气象信息。
本实用新型进一步设置为：所述光伏电站综合监控系统与通信综合管理装置通过无线通讯模块进行信息交互。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：
通过箱变保护测控装置发送控制高压侧开关的分与合，当有阳光、光伏组件能发电，且发电功率大于自身发电单元的消耗时，就把发电单元并到电网中，给电网输送电能；当发电功率不足时，就从电网中隔离开，避免不必要的电能损耗；不仅提高了光伏发电系统的运行效率，而且通过省掉UPS电源，可提高电源系统可靠性和经济性。在光伏升压电站没有并网的光伏建设期间，只要有光，双输入光伏电源就能给光伏发电单元供电，可以进行光伏发电单元的调试工作，能缩短光伏电站的建设周期。
上述内容仅是本实用新型技术方案的概述，为了更清楚的了解本实用新型的技术手段，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，一种自主式的光伏发电控制系统，包括依次相连的光伏组件1、逆变器2、箱式变压器3和高压侧开关4，以及辅助变压器5、双输入光伏电源6、通信综合管理装置7和箱变保护测控装置8。
所述辅助变压器5的一端与箱式变压器3的低压侧相连，辅助变压器5的另一端与双输入光伏电源6的一输入端相连，双输入光伏电源6的另一输入端与逆变器2的输入端相连；所述双输入光伏电源6的输出端分别与逆变器2、通信综合管理装置7和箱变保护测控装置8相连用于提供工作电源，所述箱变保护测控装置8的输出端与高压侧开关4相连用于控制高压侧开关4的分与合；所述通信综合管理装置7分别与逆变器2和箱变保护测控装置8通信连接，通信综合管理装置7用于获取箱式变压器3的功率输出状况、逆变器2的工作状况，从而向逆变器2发送开机或停机指令，以及向箱变保护测控装置8发送指令控制高压侧开关4的分与合。
本实用新型提供的一种自主式的光伏发电控制系统还包括与通信综合管理装置5相连并通过无线通讯模块进行信息交互的光伏电站综合监控9系统，所述光伏电站综合监控系统9用于提供光伏电站的地理位置信息和气象信息。
其中，双输入光伏电源6是一种双输入的开关电源，它既能在交流220V电源供电的情况下工作，也可以利用光伏组件1输出的高压直流电源工作，通过开关电源技术，正常工作时输出稳定的220V电源。本实施例中，双输入光伏电源6的双输入端分别与辅助变压器5和逆变器2的输入侧相连，实现从辅助变压器5和光伏组件1进行取电；而双输入光伏电源6的输出侧分别与逆变器2、通信综合管理装置7和箱变保护测控装置8的电源端子相连，为它们提供工作电源。辅助变压器5连接在箱式变压器3的低压侧，在箱式变压器3有电的情况下，可以实现直接从电网取电。
本实用新型中，通信综合管理装置与逆变器通信，实时获取逆变器的输出功率，当太阳下山或其他原因使得逆变器的输出功率长时间低于箱变的空载损耗时，通信综合管理装置给逆变器和箱变保护测控装置下发停机指令，逆变器进入关机状态，箱变保护测控装置断开高压侧开关，使得整个发电单元与电网隔离。同时，通讯综合管理装置把本单元的所有状态上送给光伏电站综合监控系统。
当太阳升起时，双输入光伏电源在光伏组件输出电压的激励下自动开始工作，输出220V电压，通信综合管理装置和箱变保护测控装置都可以上电重新工作；通信综合管理装置根据箱变的状态和光伏电站综合监控系统的要求，下发命令给箱变保护测控装置合上高压侧开关，使得整个光伏发电单元带电，逆变器正常工作，按照要求输出功率，从而实现整个光伏发电单元的自主控制。
本实用新型解决了光伏发电单元的供电问题，可以实现光伏发电单元的自主控制，实现能输出功率并网向系统输送电能，不能发电就自动从电网隔离开，减少待机状态的功率损耗，从而提高整个光伏电站的发电效率。同时，其中设计的双输入开关电源，与UPS电源相比，因不含大容量的储能单元，对环境的耐受性强，运行寿命长，可以提高光伏电站的可靠性，减少光伏电站的运行维护成本。而且，设计的自主式光伏发电系统更加独立，在建设过程中，可以在光伏电站并网之前就可以进行电气调试，缩短工程周期。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种自主式的光伏发电控制系统，其特征在于：包括依次相连的光伏组件、逆变器、箱式变压器和高压侧开关，以及辅助变压器、双输入光伏电源、通信综合管理装置和箱变保护测控装置；
所述辅助变压器的一端与箱式变压器的低压侧相连，辅助变压器的另一端与双输入光伏电源的一输入端相连，双输入光伏电源的另一输入端与逆变器的输入端相连；所述双输入光伏电源的输出端分别与逆变器、通信综合管理装置和箱变保护测控装置相连用于提供工作电源，所述箱变保护测控装置的输出端与高压侧开关相连用于控制高压侧开关的分与合；
所述通信综合管理装置分别与逆变器和箱变保护测控装置通信连接，通信综合管理装置用于获取箱式变压器的功率输出状况、逆变器的工作状况，从而向逆变器发送开机或停机指令，以及向箱变保护测控装置发送指令控制高压侧开关的分与合。
2.根据权利要求1所述的一种自主式的光伏发电控制系统，其特征在于：还包括与通信综合管理装置相连用于信息交互的光伏电站综合监控系统，所述光伏电站综合监控系统用于提供光伏电站的地理位置信息和气象信息。
3.根据权利要求2所述的一种自主式的光伏发电控制系统，其特征在于：所述光伏电站综合监控系统与通信综合管理装置通过无线通讯模块进行信息交互。
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