一种可监控的分布式光伏发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可监控的分布式光伏发电系统，包括光伏组件，能够将太阳辐射能转换成直流电，并通过其所对应的所述汇流件将转换成的所述直流电输送至转换模块；转换模块，接收来自所述光伏组件的直流电，并将所述直流电转换为交流电；分配模块，将来自所述转换模块的所述交流电输送至终端设备上；控制模块，所述汇流件通过所述控制模块与所述转换模块进行连接，所述控制模块还连接有储存模块；以及，监控单元。所述转换模块采用一种弱电网下基于阻抗分析的三相LCL型并网逆变器的控制方法，能够解决电网阻抗带来的系统稳定裕度降低问题，显著提高并网逆变器的稳定性。

A Monitorable Distributed Photovoltaic Power Generation System

The invention discloses a monitorable distributed photovoltaic power generation system, including a photovoltaic module, capable of converting solar radiation energy into direct current, and conveying the converted direct current to the conversion module through the corresponding confluent; a conversion module receives direct current from the photovoltaic module, and converts the direct current into alternating current; and a distribution module, in the future. The alternating current from the conversion module is conveyed to the terminal device; the control module, the confluent is connected with the conversion module through the control module, the control module is also connected with the storage module; and the monitoring unit. The conversion module adopts a control method of three-phase LCL grid-connected inverters based on impedance analysis in weak power grid, which can solve the problem of system stability margin reduction caused by grid impedance and significantly improve the stability of grid-connected inverters.

【技术实现步骤摘要】
一种可监控的分布式光伏发电系统
本专利技术涉及电力电子功率变换装置控制领域，尤其是涉及一种可监控的分布式光伏发电系统。
技术介绍
可再生能源发电技术日益进步的今天，基于太阳能的分布式发电技术是人类应对环境污染和能源危机的一项重要手段，受到越来越多的重视。然而，由于分布式电源接入位置的分散性以及输电线路、变压设备的存在等原因，使公共电网等效出一个不可忽略的电网阻抗，表现出弱电网特性。并网逆变器作为连接分布式发电系统和电网主要的功率接口单元，当其工作在弱电网情况下，系统的稳定裕度会受到影响，严重时将失去稳定。针对并网逆变器工作于弱电网环境下，如何保证系统稳定性，提高并网电流质量等问题，国内外很多学者做了很多研究，尤其是近年来基于阻抗分析法的控制技术得到了越来越多的关注。XuJ等人在ProceedingsofIEEEAppliedPowerElectronicsConferenceandExposition上发表的《Robustcontrolanddesignbasedonimpedance-basedstabilitycriterionforimprovingstabilityandharmonicsrejectionofinvertersinweakgrid》使用阻抗分析法揭示了弱电网情况下电网电流的谐波抑制效果与系统稳定裕度的内在联系，并对常用的比例谐振(PR)控制器做出了串联校正改进，以增强系统鲁棒性；WangX等人在IEEETransactionsonPowerElectronics上发表的《Grid-Current-FeedbackActiveDampingforLCLResonanceinGrid-ConnectedVoltage-SourceConverters》在采用并网电流反馈有源阻尼技术的基础上，提出沿其阻尼路径增加负高通滤波环节，从而实现对电网侧电感进行阻感支路与负电感支路并联的虚拟阻抗控制的方法，该方法可以减小数字控制系统带来的相位滞后问题。关于阻抗分析的相关理论均基于对系统输出阻抗的准确建模，因此对锁相环这一为电流闭环控制提供所需电流基准值的环节进行阻抗建模也是必要的。经过对现有文献的检索，其中“吴恒，阮新波，杨东升.弱电网条件下锁相环对LCL型并网逆变器稳定性的影响研究及锁相环参数设计[J].中国电机工程学报，2014，34(30)：5259-5268”；“张旸，陈新等.弱电网下并网逆变器的阻抗相角动态控制方法[J].电工技术学报，2017，32(01):97-106.”等均对锁相环节进行了建模分析。但不足之处是所提策略在工程实际中实现难度大，可行性不高，有待于进一步改进。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述和/或现有的发电系统中存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术其中的一个目的是提供一种可监控的分布式光伏发电系统，其并网逆变器采用一种弱电网下基于阻抗分析的三相LCL型并网逆变器的控制方法，能够解决电网阻抗带来的系统稳定裕度降低问题，显著提高并网逆变器的稳定性。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种可监控的分布式光伏发电系统，其包括光伏组件，能够将太阳辐射能转换成直流电，所述光伏组件对应有汇流件，并通过其所对应的所述汇流件将转换成的所述直流电输送至转换模块；转换模块，与所述汇流件建立联系，接收来自所述光伏组件的直流电，并将所述直流电转换为交流电；分配模块，与所述转换模块进行连接，并将来自所述转换模块的所述交流电输送至终端设备上，同时，所述分配模块还通过变压模块连接到电网；控制模块，所述汇流件通过所述控制模块与所述转换模块进行连接，所述控制模块还连接有储存模块，且所述储存模块能够储存来自所述汇流件的直流电；以及，监控单元，包括采集模块，所述采集模块同时与所述控制模块以及所述转换模块进行连接，并能够在所述控制模块的控制下实时采集所述转换模块的工作状态；所述监控单元还包括监测模块，并将所述监测模块所监测得到的数据信息发送至第一客户端；同时，所述监测模块还与第二客户端进行无线连接，并能够将所述监测模块所监测得到的数据信息通过无线传输的方式发送至所述第二客户端。作为本专利技术所述可监控的分布式光伏发电系统的一种优选方案，其中：所述转换模块与分配模块之间设置有第一计量模块，所述分配模块通过向所述终端设备输送交流电为其提供工作所需电能，而其余的电能则通过所述变压模块输送至电网，所述分配模块与所述变压模块之间还设置有第二计量模块。作为本专利技术所述可监控的分布式光伏发电系统的一种优选方案，其中：所述转换模块采用并网逆变器，所述并网逆变器采用如下控制方法：S1：绘制包括锁相环在内的LCL型并网逆变器控制框图；S2：建立包括锁相环在内的并网逆变器等效输出阻抗模型；S3：采用阻抗分析法分析锁相环以及电网阻抗对并网逆变器稳定性的影响；S4：验证超前校正网络对系统稳定裕度的提升作用。作为本专利技术所述可监控的分布式光伏发电系统的一种优选方案，其中：所述的步骤S1具体包含：S11：绘制包括锁相环在内的三相LCL型并网逆变器控制框图；S12：将abc三相静止坐标系下的电压电流分量转换到αβ两相静止坐标系下；S13：建立α轴下的并网逆变器控制框图及等效控制框图。作为本专利技术所述可监控的分布式光伏发电系统的一种优选方案，其中：所述的步骤S12中，abc三相静止坐标系下的电压电流分量到αβ两相静止坐标系下的变换矩阵为：作为本专利技术所述可监控的分布式光伏发电系统的一种优选方案，其中：所述的步骤S2具体包含：S21：推倒出由锁相环等效的阻抗和并网逆变器的等效输出阻抗；S22：建立由输出阻抗和电网阻抗串联的等效电路模型。作为本专利技术所述可监控的分布式光伏发电系统的一种优选方案，其中：并网逆变器的等效输出阻抗是由锁相环节等效的阻抗与系统并网电流单闭环控制时的等效阻抗并联而成。作为本专利技术所述可监控的分布式光伏发电系统的一种优选方案，其中：所述的步骤S3具体包含：S31：考虑锁相环的存在对并网逆变器稳定性的影响；S32：采用阻抗分析法分析电网阻抗的增加对系统稳定性的影响机理。作为本专利技术所述可监控的分布式光伏发电系统的一种优选方案，其中：所述的步骤S31中，锁相环对并网逆变器稳定性的影响可以通过对锁相环参数的合理设计得以校正。作为本专利技术所述可监控的分布式光伏发电系统的一种优选方案，其中：所述的步骤S4在电容电流前馈支路上附加超前校正网络来提升系统稳定性，具体包含：S41：所提基于电容电流前馈的相角补偿法的基本思想；S42：相角补偿的参数设计过程。本专利技术的有益效果：本专利技术与现有技术相比，在使用阻抗法对并网逆变器进行分析与控制时，针对锁相环的建模与电网阻抗增加降低系统稳定裕度的问题，本专利技术将锁相环进行小信号建模，通过检测LCL滤波器电容支路的电流，将其通过一个超前校正网络反馈给电流闭环控制器的输出端，可解决电网阻抗带来的系统稳定裕度降低问题，显著提高并网逆变器的稳定性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可监控的分布式光伏发电系统，其特征在于：包括，光伏组件(100)，能够将太阳辐射能转换成直流电，所述光伏组件(100)对应有汇流件(101)，并通过其所对应的所述汇流件(101)将转换成的所述直流电输送至转换模块(200)；转换模块(200)，与所述汇流件(101)建立联系，接收来自所述光伏组件(100)的直流电，并将所述直流电转换为交流电；分配模块(300)，与所述转换模块(200)进行连接，并将来自所述转换模块(200)的所述交流电输送至终端设备上，同时，所述分配模块(300)还通过变压模块(400)连接到电网；控制模块(700)，所述汇流件(101)通过所述控制模块(700)与所述转换模块(200)进行连接，所述控制模块(700)还连接有储存模块(800)，且所述储存模块(800)能够储存来自所述汇流件(101)的直流电；以及，监控单元(900)，包括采集模块(901)，所述采集模块(901)同时与所述控制模块(700)以及所述转换模块(200)进行连接，并能够在所述控制模块(700)的控制下实时采集所述转换模块(200)的工作状态；所述监控单元(900)还包括监测模块(902)，并将所述监测模块(902)所监测得到的数据信息发送至第一客户端(903)；同时，所述监测模块(902)还与第二客户端(904)进行无线连接，并能够将所述监测模块(902)所监测得到的数据信息通过无线传输的方式发送至所述第二客户端(904)。...

【技术特征摘要】
1.一种可监控的分布式光伏发电系统，其特征在于：包括，光伏组件(100)，能够将太阳辐射能转换成直流电，所述光伏组件(100)对应有汇流件(101)，并通过其所对应的所述汇流件(101)将转换成的所述直流电输送至转换模块(200)；转换模块(200)，与所述汇流件(101)建立联系，接收来自所述光伏组件(100)的直流电，并将所述直流电转换为交流电；分配模块(300)，与所述转换模块(200)进行连接，并将来自所述转换模块(200)的所述交流电输送至终端设备上，同时，所述分配模块(300)还通过变压模块(400)连接到电网；控制模块(700)，所述汇流件(101)通过所述控制模块(700)与所述转换模块(200)进行连接，所述控制模块(700)还连接有储存模块(800)，且所述储存模块(800)能够储存来自所述汇流件(101)的直流电；以及，监控单元(900)，包括采集模块(901)，所述采集模块(901)同时与所述控制模块(700)以及所述转换模块(200)进行连接，并能够在所述控制模块(700)的控制下实时采集所述转换模块(200)的工作状态；所述监控单元(900)还包括监测模块(902)，并将所述监测模块(902)所监测得到的数据信息发送至第一客户端(903)；同时，所述监测模块(902)还与第二客户端(904)进行无线连接，并能够将所述监测模块(902)所监测得到的数据信息通过无线传输的方式发送至所述第二客户端(904)。2.如权利要求1所述的可监控的分布式光伏发电系统，其特征在于：所述转换模块(200)与分配模块(300)之间设置有第一计量模块(500)，所述分配模块(300)通过向所述终端设备输送交流电为其提供工作所需电能，而其余的电能则通过所述变压模块(400)输送至电网，所述分配模块(300)与所述变压模块(400)之间还设置有第二计量模块(600)。3.如权利要求2所述的可监控的分布式光伏发电系统，其特征在于：所述转换模块(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兴武，黄玉辉，符杨，李芬，李豪，向大为，于艾清，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海,31