用于并网光伏发电站的换流并网装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及太阳能发电控制技术领域，特别涉及一种用于并网光伏发电站的换流并网装置，包括变流单元，所述的变流单元包括过电压保护器、电容、电感以及桥式电路，变流单元的输入端正、负极分别通过过电压保护器接地，电容串联在变流单元的输入端正、负极之间；变流单元的输入端正、负极即构成桥式电路的输入端正、负极，桥式电路的输出端通过电感串联；还公开了由该装置构成的系统。该装置简化了原有系统，降低了工程造价，提高了工作可靠性，在实现原基本功能的基础上还可以实现潮流控制、电能质量控制等许多额外功能，使电网获得更高的稳定性，实现更加灵活的输电方式，为智能电网提供更有效的控制手段。

Converter and grid connected device and system for grid connected photovoltaic power station

The utility model relates to the technical field of solar power generation control, in particular to a converter and grid connected device for grid connected photovoltaic power station, which includes a converter unit, the converter unit includes an over-voltage protector, a capacitor, an inductance and a bridge circuit, the positive and negative terminals of the converter unit are respectively grounded through the over-voltage protector, and the capacitors are connected in series at the input terminals of the converter unit The positive and negative input terminals of the converter unit constitute the positive and negative input terminals of the bridge circuit, and the output terminals of the bridge circuit are connected in series through inductors. The system composed of the device is also disclosed. The device simplifies the original system, reduces the project cost and improves the work reliability. On the basis of realizing the original basic functions, it can also realize many additional functions such as power flow control and power quality control, so that the power grid can obtain higher stability, realize more flexible transmission mode and provide more effective control means for the smart grid.

【技术实现步骤摘要】
用于并网光伏发电站的换流并网装置及系统
本专利技术涉及太阳能发电控制
，特别涉及一种用于并网光伏发电站的换流并网装置及系统。
技术介绍
以风能和太阳能等为代表的高效、清洁、可再生能源发电技术受到世界各国的高度重视，如何将这些电源安全地接入系统，需要解决大功率、高效和高质量的能量转换和控制问题。太阳能光伏发电对优化能源结构、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要意义。截止2018年底国内光伏装机容量已达174.63GW。无疑提高光伏发电站的安全经济运行水平具有巨大的现实意义。传统的大中型光伏电站如图3所示，其必须配置逆变器，将太阳能光伏电池发出的直流电转换为交流电，为了并网远距离输送还需配置变压器以及电网要求的无功补偿装置，这种结构需要配置诸多零部件，结构较为繁琐和复杂，工程造价高且工作不够可靠。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于提供一种用于并网光伏发电站的换流并网装置，可实现高效、高质量的能源转换和控制。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于并网光伏发电站的换流并网装置，包括N个变流单元，所述的变流单元包括过电压保护器Ri1、Ri2以及电容Ci1、Ci2、Ci3、Ci4以及电感Li1、Li2以及N个桥式电路，其中下标i∈[1，N]；第i个变流单元的输入端正、负极分别通过过电压保护器Ri1、Ri2接地，电容Ci1、Ci2串联在第i个变流单元的输入端正、负极之间；第i个变流单元的输入端正、负极即构成第i个桥式电路的输入端正、负极，第1个桥式电路的输出端正极通过电感L11连接本装置输出端正极，第N个桥式电路的输出端负极通过电感LN2连接本装置输出端负极，第i个桥式电路的输出端正极和第i+1个桥式电路的输出端负极之间串联有电感Li2和L(i+1)1；电容C13、C14、…、CN3、CN4串联在本装置输出端正负极之间；电容Ci1、Ci2之间与电容Ci3、Ci4之间通过导线短接。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：本装置可实现直流向交流的逆变、调相，交流系统的变频、变压，亦即实现大功率电力电子装置在PQ平面的四象限运行，进而实现高效的电网电能转换、电能质量的控制；无需再配传统的逆变器、变压器、无功补偿装置(SVG)等，该装置简化了原有系统，降低了工程造价，提高了工作可靠性，在实现常规电力逆变器、电力变压器、无功补偿装置的电能直流/交流形态变换、电压等级变换、电气隔离、能量传递和无功补偿等基本功能的基础上还可以实现潮流控制、电能质量控制等许多额外功能，使电网获得更高的稳定性，实现更加灵活的输电方式，为智能电网提供更有效的控制手段。本专利技术的另一个目的在于提供一种用于并网光伏发电站的换流并网系统，保证电网安全、稳定、经济的运行。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于并网光伏发电站的换流并网系统，包括光伏组件、变流器以及控制单元，所述的变流器包括N个变流单元，所述的变流单元包括过电压保护器Ri1、Ri2以及电容Ci1、Ci2、Ci3、Ci4以及电感Li1、Li2以及N个桥式电路，其中下标i∈[1，N]；第i个变流单元的输入端正、负极分别通过过电压保护器Ri1、Ri2接地，电容Ci1、Ci2串联在第i个变流单元的输入端正、负极之间；第i个变流单元的输入端正、负极即构成第i个桥式电路的输入端正、负极，第1个桥式电路的输出端正极通过电感L11连接电网正极，第N个桥式电路的输出端负极通过电感LN2连接电网负极，第i个桥式电路的输出端正极和第i+1个桥式电路的输出端负极之间串联有电感Li2和L(i+1)1；电容C13、C14、…、CN3、CN4串联在变流器输出端正负极之间；电容Ci1、Ci2之间与电容Ci3、Ci4之间通过导线短接；第i个光伏组件连接第i个变流单元的输入端正、负极，控制单元采集变流器输入端的电流和电压以及变流器输出端的电流和电压并进行处理后输出PWM控制信号至变流器。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：该系统大大简化了光伏发电站目前传统的逆变并网系统，有利于电网的安全、稳定、经济运行；降低了造价昂贵的光伏发电站的一次性投资，减少了电站的运行损耗，该项技术的推广具有极大的社会效益和可观的经济效益。附图说明图1是本专利技术中并网装置的电路图；图2是本专利技术中并网系统的原理框图；图3是现有技术中并网系统的原理框图。具体实施方式下面结合图1至图2，对本专利技术做进一步详细叙述。参阅图1，一种用于并网光伏发电站的换流并网装置，包括N个变流单元，所述的变流单元包括过电压保护器Ri1、Ri2以及电容Ci1、Ci2、Ci3、Ci4以及电感Li1、Li2以及N个桥式电路，其中下标i∈[1，N]；第i个变流单元的输入端正、负极分别通过过电压保护器Ri1、Ri2接地，电容Ci1、Ci2串联在第i个变流单元的输入端正、负极之间；第i个变流单元的输入端正、负极即构成第i个桥式电路的输入端正、负极，第1个桥式电路的输出端正极通过电感L11连接本装置输出端正极，第N个桥式电路的输出端负极通过电感LN2连接本装置输出端负极，第i个桥式电路的输出端正极和第i+1个桥式电路的输出端负极之间串联有电感Li2和L(i+1)1；电容C13、C14、…、CN3、CN4串联在本装置输出端正负极之间；电容Ci1、Ci2之间与电容Ci3、Ci4之间通过导线短接。本装置可实现直流向交流的逆变、调相，交流系统的变频、变压，亦即实现大功率电力电子装置在PQ平面的四象限运行，进而实现高效的电网电能转换、电能质量的控制；无需再配传统的逆变器、变压器、无功补偿装置(SVG)等，该装置简化了原有系统，降低了工程造价，提高了工作可靠性，在实现常规电力逆变器、电力变压器、无功补偿装置的电能直流/交流形态变换、电压等级变换、电气隔离、能量传递和无功补偿等基本功能的基础上还可以实现潮流控制、电能质量控制等许多额外功能，使电网获得更高的稳定性，实现更加灵活的输电方式，为智能电网提供更有效的控制手段。采用了PWM控制的变流器，具有诸多优点：其一，可以增大输出电压的变化范围；其二，可以更精确地控制输出电压和电流，输出高质量、低谐波含量的电压波形；其三，可以降低元器件的电压和电流应力，使用低成本的低压功率开关和电容器件；其四，输出直流侧可以很容易实现独立直流单元供电。具体地，所述的桥式电路包括第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块以及第四IGBT模块，第一IGBT模块和第二IGBT模块的集电极连接变流单元的输入端正极，第三IGBT模块和第四IGBT模块的发射极连接变流单元的输入端负极，第一IGBT模块的发射极与第三IGBT模块的集电极以及电感Li1相连，第二IGBT模块的发射极与第四IGBT模块的集电极以及电感Li2相连，四个IGBT模块的栅极接收PWM控制信号。所述的四个IGBT模块均由绝缘栅双极型晶体管和二极管构成，二极管串联在绝缘栅双极型晶体管的集电极和发射极之间且二极管的正极与绝缘栅双极型晶体管的发射极相连。这里采用的大功率电力电子器件为绝缘门极双极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于并网光伏发电站的换流并网装置，其特征在于：包括N个变流单元，所述的变流单元包括过电压保护器R

【技术特征摘要】
1.一种用于并网光伏发电站的换流并网装置，其特征在于：包括N个变流单元，所述的变流单元包括过电压保护器Ri1、Ri2以及电容Ci1、Ci2、Ci3、Ci4以及电感Li1、Li2以及N个桥式电路，其中下标i∈[1，N]；第i个变流单元的输入端正、负极分别通过过电压保护器Ri1、Ri2接地，电容Ci1、Ci2串联在第i个变流单元的输入端正、负极之间；第i个变流单元的输入端正、负极即构成第i个桥式电路的输入端正、负极，第1个桥式电路的输出端正极通过电感L11连接本装置输出端正极，第N个桥式电路的输出端负极通过电感LN2连接本装置输出端负极，第i个桥式电路的输出端正极和第i+1个桥式电路的输出端负极之间串联有电感Li2和L(i+1)1；电容C13、C14、…、CN3、CN4串联在本装置输出端正负极之间；电容Ci1、Ci2之间与电容Ci3、Ci4之间通过导线短接。


2.如权利要求1所述的用于并网光伏发电站的换流并网装置，其特征在于：所述的桥式电路包括第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块以及第四IGBT模块，第一IGBT模块和第二IGBT模块的集电极连接变流单元的输入端正极，第三IGBT模块和第四IGBT模块的发射极连接变流单元的输入端负极，第一IGBT模块的发射极与第三IGBT模块的集电极以及电感Li1相连，第二IGBT模块的发射极与第四IGBT模块的集电极以及电感Li2相连，四个IGBT模块的栅极接收PWM控制信号。


3.如权利要求2所述的用于并网光伏发电站的换流并网装置，其特征在于：所述的四个IGBT模块均由绝缘栅双极型晶体管和二极管构成，二极管串联在绝缘栅双极型晶体管的集电极和发射极之间且二极管的正极与绝缘栅双极型晶体管的发射极相连。


4.一种用于并网光伏发电站的换流并网系统，其特征在于：包括光伏组件、变流器以及控制单元，所述的变流器包括多个变流单元，所述的变流单元包括过电压保护器Ri1、Ri2以及电容Ci1、Ci2、Ci3、Ci4以及电感Li1、Li2以及N个桥式电路，其中下标i∈[1，N]；第i个变流单元的输入端正、负极分别通过过电压保护器Ri1、Ri2接地，电容Ci1、Ci2串联在第i个变流单元的输入端正、负极之间；第i个变流单元的输入端正、负极即构成第i个桥式电路的输入端正、负极，第1个桥式电路的输出端正极通过电感L11连接相线，第N个桥式电路的输出端负极通过电感LN2连接零线，第i个桥式电路的输出端正极和第i+1个桥式电路的输出端负极之间串联...

【专利技术属性】
技术研发人员：王阳，王潇，朱玥荣，
申请(专利权)人：王阳，
类型：新型
国别省市：安徽;34