CN207910469U - 光伏电站dc/dc-dc/ac谐波控制装置 - Google Patents

光伏电站dc/dc-dc/ac谐波控制装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了光伏电站DC/DC‑DC/AC谐波控制装置，属于新能源发电及输电技术领域。该光伏电站DC/DC‑DC/AC谐波控制装置，包括依次设置的光伏发电站、DC/DC斩波器、逆变器、电网、以及负载；还包括与DC/DC斩波器的第二输出端电连接的光伏SPWM触发器、以及位于电网与负载之间的滤波箱；滤波箱包括电流传感器、电压跟随器、信号调理器、抗混叠滤波器、有源电力滤波器、信号采集器、中央处理器、控制保护组、以及调谐滤波器组；光伏电站输出的电流经斩波、逆变器转换及SPWM变换后，有效减弱各次谐波含量,根据滤波器组内组件采集的数据分析，经电压跟随器阻抗匹配，中央处理单元调控并投切相应的单调谐滤波器。该装置滤波效果好，降低基波损耗，提高电能传输效率。

Description

光伏电站DC/DC-DC/AC谐波控制装置
技术领域
本实用新型涉及新能源发电及输电技术领域，更具体的，涉及光伏电站DC/DC-DC/AC谐波控制装置。
背景技术
谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖，不仅导致电机、变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加，而且使绝缘材料承受的电应力增大。另外，由于谐波的存在，易使电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动以及在通信系统内产生声频干扰，严重时将威胁通信设备及人身安全等。另外，还会使电网中元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的使用效率。因此，有效控制谐波才能减少谐波造成的各种危害。
实用新型内容
为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提出光伏电站DC/DC-DC/AC谐波控制装置，其能有效控制谐波，且滤波效果好，降低基波损耗，提高电能传输效率。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供了光伏电站DC/DC-DC/AC谐波控制装置，光伏电站DC/DC-DC/AC谐波控制装置，包括依次设置的光伏发电站、DC/DC斩波器、逆变器、电网、以及负载；
所述光伏发电站的输出端与所述DC/DC斩波器输入端电连接；
所述DC/DC斩波器的第一输出端与所述逆变器输入端电连接；
所述逆变器的第一输出端与所述电网的输入端电连接；
还包括与所述DC/DC斩波器的第二输出端电连接的光伏SPWM触发器、以及位于所述电网与所述负载之间的滤波箱；
所述滤波箱包括从左至右依次电连接的电流传感器、电压跟随器、信号调理器、抗混叠滤波器、有源电力滤波器、信号采集器、中央处理器、控制保护组、以及设有多个单调谐滤波器的调谐滤波器组；
所述控制保护组包括多个控制模块、以及多个检测模块；
多个所述检测模块的输入端分别与多个所述单调谐滤波器的输出端电连接；
多个所述检测模块的输出端分别与多个所述控制模块电连接；
所述电网输出线靠近所述逆变器的一端与所述电流传感器的输入端电连接；
多个所述单调谐滤波器的输出端分别与所述电网输出线靠近负载的一端电连接。
可选地，还包括数据采集器；
所述数据采集器的输入端与所述逆变器的第二输出端电连接。
可选地，所述SPWM触发器配置为SA8281型SPWM波发生器。
可选地，所述逆变器配置为500KW光伏并网逆变器。
可选地，所述电流传感器配置为JCE1005-FS霍尔电流传感器。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供的光伏电站DC/DC-DC/AC谐波控制装置，本实用新型设置有SPWM触发器、DC/DC斩波器、逆变器、以及滤波器组，光伏电站输出的电流经斩波、逆变器转换及SPWM变换后，有效减弱各次谐波含量,根据滤波器组内组件采集的数据分析，经电压跟随器阻抗匹配，中央处理单元处调控投切相应的单调谐滤波器。该装置滤波效果好，降低基波损耗，提高电能传输效率。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式提供的光伏电站DC/DC-DC/AC谐波控制装置的组件示意图；
图2是本实用新型具体实施方式提供的滤波箱组件示意图。
图中：
1、光伏发电站；2、DC/DC斩波器；3、SPWM触发器；4、逆变器；5、数据采集器；6、电网；7、滤波组；71、电流传感器；72、电压跟随器；73、信号调理器；74、抗混叠滤波器；75、有源电力滤波器；76、信号采集器；77、中央处理单元；78、控制保护组；781、控制模块；782、检测模块；79、调谐滤波器组；791、单调谐滤波器；8、负载。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
图1是本实用新型提供的光伏电站DC/DC-DC/AC谐波控制装置组件示意图；图2是本实用新型具体实施方式提供的滤波箱组件示意图。光伏电站DC/DC-DC/AC谐波控制装置，包括依次设置的光伏发电站1、DC/DC斩波器2、逆变器4、电网6、以及负载12；光伏发电站1的输出端与DC/DC斩波器2输入端电连接；DC/DC斩波器2的第一输出端与逆变器4输入端电连接；逆变器4的第一输出端与电网6的输入端电连接；还包括与DC/DC斩波器2的第二输出端电连接的光伏SPWM触发器3、以及位于电网6与负载12之间的滤波箱7；滤波箱7包括从左至右依次电连接的电流传感器71、电压跟随器72、信号调理器73、抗混叠滤波器74、有源电力滤波器75、信号采集器76、中央处理器77、控制保护组78、以及设有多个单调谐滤波器791的调谐滤波器组79；控制保护组78包括多个控制模块781、以及多个检测模块782；多个检测模块782的输入端分别与多个单调谐滤波器791的输出端电连接；多个检测模块782的输出端分别与多个控制模块781电连接；电网6输出线靠近逆变器4的一端与电流传感器71的输入端电连接；多个单调谐滤波器791的输出端分别与电网6输出线靠近负载8的一端电连接。
在逆变器4前加上DC/DC斩波器2，将光伏发电站1发出的直流电进行相应的斩波，变成另一种固定电压的直流电，将这种固定电压的直流电进行相应的SPWM变换，可以有效减弱各次谐波含量,逆变器4用于直流电转变成交流电输送到电网6，根据滤波箱7内组件采集的数据分析，经电压跟随器72阻抗匹配，信号调理器73进行信号放大，对电流传感器71非线性补偿，抗混叠滤器让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。有源电力滤波器75动态抑制谐波、补偿无功，对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，AD变换后再由中央处理器77进行傅里叶变换得到电流的频率幅值谱，进而找出超过阈值的谐波次数，中央处理单元77调控并投切相应的单调谐滤波器791。控制保护组78起控制转换单调谐滤波器791和保护作用，当检测模块782检测到对应单调谐滤波器791过负荷，控制模块781受检测模块782反馈后断开连接，该装置滤波效果好，降低基波损耗，提高电能传输效率。
可选地，还包括数据采集器5；数据采集器5的输入端与逆变器4的第二输出端电连接。设置数据采集器5对逆变器4的数据收集起来。
可选地，SPWM触发器3配置为SA8281型SPWM波发生器。SA8281型SPWM波发生器与微处理器的接口灵活，且工作频率范围宽、精度高，在电路不变的情况下，通过修改控制参数就可改变逆变器4的性能指标。
可选地，逆变器4配置为500KW光伏并网逆变器。选用500KW光伏并网逆变器功率大、最大功率跟踪数量少、每瓦成本低。
可选地，电流传感器71配置为JCE1005-FS霍尔电流传感器。JCE1005-FS霍尔电流传感器与500KW光伏并网逆变器相适配，检测电流是1000A左右，且测量范围广，响应速度快，测量精度高。
本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。

Claims (5)

1.光伏电站DC/DC-DC/AC谐波控制装置，其特征在于：
包括依次设置的光伏发电站(1)、DC/DC斩波器(2)、逆变器(4)、电网(6)、以及负载(12)；
所述光伏发电站(1)的输出端与所述DC/DC斩波器(2)输入端电连接；
所述DC/DC斩波器(2)的第一输出端与所述逆变器(4)输入端电连接；
所述逆变器(4)的第一输出端与所述电网(6)的输入端电连接；
还包括与所述DC/DC斩波器(2)的第二输出端电连接的光伏SPWM触发器(3)、以及位于所述电网(6)与所述负载(12)之间的滤波箱(7)；
所述滤波箱(7)包括从左至右依次电连接的电流传感器(71)、电压跟随器(72)、信号调理器(73)、抗混叠滤波器(74)、有源电力滤波器(75)、信号采集器(76)、中央处理器(77)、控制保护组(78)、以及设有多个单调谐滤波器(791)的调谐滤波器组(79)；
所述控制保护组(78)包括多个控制模块(781)、以及多个检测模块(782)；
多个所述检测模块(782)的输入端分别与多个所述单调谐滤波器(791)的输出端电连接；
多个所述检测模块(782)的输出端分别与多个所述控制模块(781)电连接；
所述电网(6)输出线靠近所述逆变器(4)的一端与所述电流传感器(71)的输入端电连接；
多个所述单调谐滤波器(791)的输出端分别与所述电网(6)输出线靠近负载(8)的一端电连接。
2.如权利要求1所述的光伏电站DC/DC-DC/AC谐波控制装置，其特征在于：
还包括数据采集器(5)；
所述数据采集器(5)的输入端与所述逆变器(4)的第二输出端电连接。
3.如权利要求1所述的光伏电站DC/DC-DC/AC谐波控制装置，其特征在于：
所述SPWM触发器(3)配置为SA8281型SPWM波发生器。
4.如权利要求1所述的光伏电站DC/DC-DC/AC谐波控制装置，其特征在于：
所述逆变器(4)配置为500KW光伏并网逆变器。
5.如权利要求1所述的光伏电站DC/DC-DC/AC谐波控制装置，其特征在于：
所述电流传感器(71)配置为JCE1005-FS霍尔电流传感器。
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