CN215990230U - 一种适用于光伏发电站的分布式agc并网系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统，该并网系统包括：分布式光伏发电单元和AGC控制器；分布式光伏发电单元包括多个独立设置的光伏组件，光伏组件通过依次串联的逆变器和第一并网开关电连接于母线，其中，母线通过第二并网开关电连接于电网；AGC控制器的数据采集端电连接于母线，AGC控制器的第一信号输出端电连接于逆变器的控制端，AGC控制器的第二信号输出端电连接于第一并网开关的控制端，其中，光伏组件的下方设置有双轴调节装置，AGC控制器的第三信号输出端电连接于双轴调节装置的信号输入端。通过本申请中的技术方案，提供了一种简单的适用于分布式光伏发电的AGC并网系统，能够降低分布式AGC并网系统的成本。

Description

一种适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统

技术领域

本申请涉及光伏发电的技术领域，具体而言，涉及一种适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统。

背景技术

近年来我国的新能源发电产业得到了迅猛的发展，并网装机容量逐年增加。智能自动发电控制系统(Automatic Gain Control，AGC)是自动调控发电厂站中的发电调节设备，其目的是为了实现电力系统功率平衡，能够通过优化控制策略控制发电场站中发电机组的发电功率。

而现有技术中通常是以发电厂站为单位的集中式的AGC并网控制系统，但随着光伏发电技术的不断成熟，分布式光伏发电系统已经成为必然的趋势，特别是以家庭为单位的分布式光伏发电系统，因此，需要对分布式光伏发电系统配备相应的AGC系统。

实用新型内容

本申请的目的在于：为分布式光伏发电系统设计相应的AGC并网系统，降低分布式AGC并网系统的成本。

本申请的技术方案是：提供了一种适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统，该并网系统包括：分布式光伏发电单元和AGC控制器；分布式光伏发电单元包括多个独立设置的光伏组件，光伏组件通过依次串联的逆变器和第一并网开关电连接于母线，其中，母线通过第二并网开关电连接于电网；AGC控制器的数据采集端电连接于母线，AGC控制器的第一信号输出端电连接于逆变器的控制端，AGC控制器的第二信号输出端电连接于第一并网开关的控制端，其中，光伏组件的下方设置有双轴调节装置，AGC控制器的第三信号输出端电连接于双轴调节装置的信号输入端。

上述任一项技术方案中，进一步地，AGC控制器的第四信号输出端电连接于第二并网开关的控制端。

上述任一项技术方案中，进一步地，并网系统还包括：超级电容组件；超级电容组件的电能输入端电连接于母线，超级电容组件的控制端电连接于AGC控制器的第五信号输出端。

上述任一项技术方案中，进一步地，并网系统还包括：电池管理系统和蓄电池组件；电池管理系统的电能输入端电连接于母线，电池管理系统的电能输出端电连接于蓄电池组件，电池管理系统的控制端电连接于AGC控制器的第六信号输出端。

上述任一项技术方案中，进一步地，第一并网开关的结构与第二并网开关的结构相同，第一并网开关具体包括：数据接口，延时单元，脱扣器，开关本体以及电动机构；数据接口设置于第一并网开关的控制端，数据接口的第一输出端电连接于延时单元的输入端，数据接口的第二输出端电连接于脱扣器的第一控制端，数据接口的第三输出端电连接于电动机构的输入端；延时单元的输出端电连接于脱扣器的第二控制端；脱扣器的动作端连接于开关本体，脱扣器用于当第一控制端接收到动作信号，且预设延时后，第二控制端接收到确认信号时，将开关本体由吸合状态调整为断开状态，以使第一并网开关与母线断开连接；电动机构的动作端连接于开关本体，电动机构至少包括联动的电机与合闸手柄，电动机构用于将开关本体由断开状态调整为吸合状态，以使第一并网开关与母线相连。

上述任一项技术方案中，进一步地，AGC控制器至少包括：采集模块，处理模块，监测模块以及报警模块；采集模块设置于AGC控制器的数据采集端，采集模块的第一信号端电连接于处理模块，采集模块的第二信号端电连接于监测模块的输入端，采集模块还用于采集AGC控制器的运行环境数据；监测模块的输出端电连接于报警模块的输入端。

上述任一项技术方案中，进一步地，AGC控制器还包括：无线模块；无线模块电连接于处理模块的指令接收端，无线模块用于接收AGC无线控制信号。

上述任一项技术方案中，进一步地，AGC控制器还包括：供电模块；供电模块用于向AGC控制器供电。

本申请的有益效果是：

本申请中的技术方案，搭建了一种简单、低成本的适用于分布式光伏发电的AGC并网系统架构，通过AGC控制器的自身数据处理能力，对分布式光伏发电系统中的并网开关、逆变器、双轴调节装置、超级电容组件以及电池管理系统进行控制，简化了分布式发电系统的架构，能够为分布式AGC并网系统的发展奠定基础，有助于提高分布式光伏发电系统的光能利用率，进而促进光伏行业的发展。

在本申请的优选实现方式中，示出了一种硬件结构简单的AGC控制器，并且再该控制器上还集成设置了监测模块和报警模块，以便对AGC控制器自身的运行环境进行监测，有助于保证AGC控制器的稳定运行。另外，为了实现分布式的AGC并网系统，还设置了无线模块，使得AGC控制器具有了远程无线操作的功能，便于实现分布式光伏发电系统的无人值守，进而降低了人力成本。

在本申请的优选实现方式中，还示出了一种简单、低成本的并网开关，进一步降低分布式AGC并网系统的硬件成本，并有助于保证各个分布设置的光伏组件的并网安全。

附图说明

本申请的上述和/或附加方面的优点在结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请的一个实施例的适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统的示意框图；

图2是根据本申请的一个实施例的第一并网开关的示意框图；

图3是根据本申请的一个实施例的AGC控制器的示意框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

在下面的描述中，阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实施例提供了一种适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统，该并网系统包括：分布式光伏发电单元和AGC控制器20。

本实施例中，分布式光伏发电单元包括多个独立、分布设置的光伏组件13，其中，光伏组件13中至少包括太阳能电池板、双轴跟踪器、双轴调节装置14、支撑架等结构，其中，双轴调节装置14设置于光伏组件13的下方。

需要说明的是，本实施例对光伏组件13的实现方式并不限定。

本实施例中，每个光伏组件13均通过依次串联的逆变器12和第一并网开关11电连接于母线10，其中，母线10通过第二并网开关32电连接于电网；也就是说，当符合光伏并网条件时，第一并网开关11和第二并网开关32吸合，光伏组件13吸收太阳能转化的光能，经过逆变器12的变换，则可以并入电网，实现光伏并网发电。

为了对各个光伏组件13及其对应的逆变器12、第一并网开关11进行控制，该并网系统中还设置有AGC控制器20，AGC控制器20的数据采集端电连接于母线10，以便采集母线10上的母线数据，该母线数据至少包括电压信号和频率信号，进而由AGC控制器20内部的数据处理功能对母线数据进行处理。

需要说明的是，本实施例对AGC控制器20中数据处理的实现方式并不限定，其中，数据处理的实现方式可以为任一种现有的数据处理方式，也可以为多种数据处理方式的叠加。

本实施例中，AGC控制器20的数据采集端还电连接于逆变器12的数据采集端口，以便采集各个逆变器12输出电压的数据。AGC控制器20的第一信号输出端电连接于逆变器12的控制端，AGC控制器20的第二信号输出端电连接于第一并网开关11的控制端，AGC控制器20的第四信号输出端电连接于第二并网开关32的控制端。

因此，AGC控制器20可以根据逆变器12输出电压的数据和母线10上的母线数据，对第一并网开关11、第二并网开关32、逆变器12进行控制，使光伏组件13发出的电能满足并网要求。

特别的，AGC控制器20的第三信号输出端电连接于双轴调节装置14的信号输入端，AGC控制器20还能够对双轴调节装置14进行角度调节，以改变光伏组件13与太阳之间的夹角，进而改变光伏组件13对太阳能的吸收。

进一步的，为了对光伏组件13产生的多余电能进行吸收，该并网系统还包括：超级电容组件31；超级电容组件31的电能输入端电连接于母线10，超级电容组件31的控制端电连接于AGC控制器20的第五信号输出端。当光伏组件13产生的电能超过电网中的电能需求时，可以通过超级电容组件31吸收产生的多余电能。

优选的，并网系统还包括：电池管理系统33和蓄电池组件34；电池管理系统33的电能输入端电连接于母线10，电池管理系统33的电能输出端电连接于蓄电池组件34，电池管理系统33的控制端电连接于AGC控制器20的第六信号输出端。通过蓄电池组件34提高电能吸收量，进一步提高太阳能利用率。

需要说明的是，本实施例中并不限定蓄电池组件34中电能的利用方式，蓄电池组件34中的电能可以用于对AGC控制器20进行供电，也可以对光伏发电厂站中的其他设备进行供电。

如图2所示，本实施例示出一种并网开关的实现方式，其中，第一并网开关11具体包括：数据接口111，延时单元112，脱扣器113，开关本体114以及电动机构115；数据接口111设置于第一并网开关11的控制端，数据接口111的第一输出端电连接于延时单元112的输入端，数据接口111的第二输出端电连接于脱扣器113的第一控制端，数据接口111的第三输出端电连接于电动机构115的输入端；延时单元112的输出端电连接于脱扣器113的第二控制端；脱扣器113的动作端连接于开关本体114，脱扣器113用于当第一控制端接收到动作信号，且预设延时时间后，第二控制端接收到确认信号时，将开关本体114由吸合状态调整为断开状态，以使第一并网开关11与母线10断开连接；其中，脱扣器113可以为欠压脱扣器。

具体的，在延时单元112中设置预设延时时间，AGC控制器20采集母线和各个逆变器12中的数据，通过器数据处理功能，当判定某个或某几个光伏组件13输出的电能不满足并网要求时，AGC控制器20第二信号输出端通过数据接口111的第二输出端向脱扣器113发送动作信号，同时向延时单元112发送计时信号。

若预设延时时间内能够满足并网要求，则AGC控制器20通过数据接口111的第一输出端向延时单元112发送取消计时信号，使得脱扣器113不动作。

若预设延时时间后，仍不满足并网要求，则延时单元112向脱扣器113的第二控制端发送确认信号，使得脱扣器113动作，控制开关本体114由吸合状态调整为断开状态。

本实施例中，电动机构115的动作端连接于开关本体114，电动机构115至少包括联动的电机与合闸手柄，以便通过电机带动合闸手柄动作，将开关本体114由断开状态调整为吸合状态，以使第一并网开关11与母线10相连。

需要说明的是，本实施例中第二并网开关32的结构与第一并网开关11的结构相同。

如图3所示，本实施例还示出一种AGC控制器20的实现方式，该AGC控制器20至少包括：采集模块21，处理模块22，监测模块23以及报警模块24；采集模块21设置于AGC控制器20的数据采集端，采集模块21的第一信号端电连接于处理模块22，采集模块21的第二信号端电连接于监测模块23的输入端，采集模块21还用于采集AGC控制器20的运行环境数据；监测模块23的输出端电连接于报警模块24的输入端。

具体的，通过设置采集模块21一方面可以采集母线10和逆变器12中的数据，另一方面还可以对AGC控制器20的运行环境数据进行采集，如温度、湿度、甚至还可以为烟感信号。采集模块21将运行环境数据通过第二信号端传输至监测模块23，监测模块23可以由具有数据比较功能的电子元件实现。通过监测模块23进行数据比较，以判断AGC控制器20的运行环境数据是否异常，如果异常，则可以通过报警模块24进行报警，其中，报警模块24可以为蜂鸣器、报警灯等装置。

进一步的，AGC控制器20还包括：无线模块25；无线模块25电连接于处理模块22的指令接收端，无线模块25用于接收AGC无线控制信号。

优选的，AGC控制器20还包括：供电模块26；供电模块26用于向AGC控制器20供电。

需要说明的是，本实施例可以根据实际需求配置相应的无功功率调节装置，以保证电网的稳定运行。本实施例对无功功率调节装置的实现方式并不限定。

以上结合附图详细说明了本申请的技术方案，本申请提出了一种适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统，该并网系统包括：分布式光伏发电单元和AGC控制器；分布式光伏发电单元包括多个独立设置的光伏组件，光伏组件通过依次串联的逆变器和第一并网开关电连接于母线，其中，母线通过第二并网开关电连接于电网；AGC控制器的数据采集端电连接于母线，AGC控制器的第一信号输出端电连接于逆变器的控制端，AGC控制器的第二信号输出端电连接于第一并网开关的控制端，其中，光伏组件的下方设置有双轴调节装置，AGC控制器的第三信号输出端电连接于双轴调节装置的信号输入端。通过本申请中的技术方案，提供了一种简单的适用于分布式光伏发电的AGC并网系统，能够降低分布式AGC并网系统的成本。

在本申请中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

附图中的各个部件的形状均是示意性的，不排除与其真实形状存在一定差异，附图仅用于对本申请的原理进行说明，并非意在对本申请进行限制。

尽管参考附图详地公开了本申请，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本申请的应用。本申请的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本申请保护范围和精神的情况下针对实用新型所作的各种变型、改型及等效方案。

Claims (8)

1.一种适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统，其特征在于，所述并网系统包括：分布式光伏发电单元和AGC控制器(20)；

所述分布式光伏发电单元包括多个光伏组件(13)，所述光伏组件(13)通过依次串联的逆变器(12)和第一并网开关(11)电连接于母线(10)，其中，所述母线(10)通过第二并网开关(32)电连接于电网；

所述AGC控制器(20)的数据采集端电连接于所述母线(10)，所述AGC控制器(20)的第一信号输出端电连接于所述逆变器(12)的控制端，所述AGC控制器(20)的第二信号输出端电连接于所述第一并网开关(11)的控制端，其中，

所述光伏组件(13)的下方设置有双轴调节装置(14)，所述AGC控制器(20)的第三信号输出端电连接于所述双轴调节装置(14)的信号输入端。

2.如权利要求1所述的适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统，其特征在于，所述AGC控制器(20)的第四信号输出端电连接于所述第二并网开关(32)的控制端。

3.如权利要求1所述的适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统，其特征在于，所述并网系统还包括：超级电容组件(31)；

所述超级电容组件(31)的电能输入端电连接于所述母线(10)，所述超级电容组件(31)的控制端电连接于所述AGC控制器(20)的第五信号输出端。

4.如权利要求3所述的适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统，其特征在于，所述并网系统还包括：电池管理系统(33)和蓄电池组件(34)；

所述电池管理系统(33)的电能输入端电连接于所述母线(10)，所述电池管理系统(33)的电能输出端电连接于所述蓄电池组件(34)，所述电池管理系统(33)的控制端电连接于所述AGC控制器(20)的第六信号输出端。

5.如权利要求1所述的适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统，其特征在于，所述第一并网开关(11)的结构与所述第二并网开关(32)的结构相同，所述第一并网开关(11)具体包括：数据接口(111)，延时单元(112)，脱扣器(113)，开关本体(114)以及电动机构(115)；

所述数据接口(111)设置于所述第一并网开关(11)的控制端，所述数据接口(111)的第一输出端电连接于所述延时单元(112)的输入端，所述数据接口(111)的第二输出端电连接于所述脱扣器(113)的第一控制端，所述数据接口(111)的第三输出端电连接于所述电动机构(115)的输入端；

所述延时单元(112)的输出端电连接于所述脱扣器(113)的第二控制端；

所述脱扣器(113)的动作端连接于所述开关本体(114)，所述脱扣器(113)用于当所述第一控制端接收到动作信号，且预设延时后，所述第二控制端接收到确认信号时，将所述开关本体(114)由吸合状态调整为断开状态，以使所述第一并网开关(11)与所述母线(10)断开连接；

所述电动机构(115)的动作端连接于所述开关本体(114)，所述电动机构(115)至少包括联动的电机与合闸手柄，所述电动机构(115)用于将所述开关本体(114)由断开状态调整为吸合状态，以使所述第一并网开关(11)与所述母线(10)相连。

6.如权利要求1所述的适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统，其特征在于，所述AGC控制器(20)至少包括：采集模块(21)，处理模块(22)，监测模块(23)以及报警模块(24)；

所述采集模块(21)设置于所述AGC控制器(20)的数据采集端，所述采集模块(21)的第一信号端电连接于所述处理模块(22)，所述采集模块(21)的第二信号端电连接于所述监测模块(23)的输入端，所述采集模块(21)还用于采集所述AGC控制器(20)的运行环境数据；

所述监测模块(23)的输出端电连接于所述报警模块(24)的输入端。

7.如权利要求6所述的适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统，其特征在于，所述AGC控制器(20)还包括：无线模块(25)；

所述无线模块(25)电连接于所述处理模块(22)的指令接收端，所述无线模块(25)用于接收AGC无线控制信号。

8.如权利要求6所述的适用于光伏发电站的分布式AGC并网系统，其特征在于，所述AGC控制器(20)还包括：供电模块(26)；

所述供电模块(26)用于向所述AGC控制器(20)供电。

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