一种具有智能电网特性的分布式光伏发电系统技术方案

本实用新型专利技术的目的是一种具有智能电网特性的分布式光伏发电系统，具有无级调整逆功率保护功能，无功补偿，无功功率参数曲线预置，及低电压穿越的自动化控制系统。集成了多家厂家设备，采用具有低电压穿越功能和有功功率、无功功率调节的分布式逆变器，具有信号输出的双向计量的电能表，及自行设计的信号编码解码器。与最接近的技术的相同特征是，都可以实现可再生能源发电系统的逆功率保护要求，优于最接近技术是，逆功率保护可以实现类无级调节，并具有智能电网要求的坚强性，且电网电压瞬间跌落时，具有故障穿越功能，不会脱网，保证微电网系统稳定，同时具有实时调节无功功率补偿和参数预设置动态调节功能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本使用新型涉及可再生能源(光伏发电)和智能电网领域，按照国际专利目录索引(IPC)属于电学部(H部)，电力的发电、变电及配电分部(H02部)，交流和交流之间，交流和直流之间，或直流和直流之间以及用于电源或类似的电力系统的变换设备；直流或交流输入功率转变为浪涌功率输出；以及它们的控制或调节(H02M)，具有任意地用不同种类电流向负载供电的变换装置，具有交流输出的；供电或配电的电路装置或系统(H02J);电能存储系统，具有自动转换的
二.
技术介绍
目前光伏发电领域，光伏发电逆变器组成的光伏发电系统(集中式和组串式)均不具备智能电网的要求，只能将光伏电池板的直流电转换为交流电，最大程度的输送到交流电网，输出的电能不具备可调节性，不能承受电网的瞬时冲击，不具备双向通信功能。用户能并网的光伏发电系统，受国家电网强制要求并网不上网，也只能通过在光伏直流输入线路外接控制继电装置，当有功率调节要求时强制切断光伏直流输入，不能实现无级调节，对电网冲击比较大，协调能力差。不具备电网无功补偿功能。仅有的类似技术如西东控制集团(沈阳)有限公司申报的，专利号为:2010020248285的名称为一种逆功率预测使用新型专利，所采用的技术是通过自制的控制电路，高速采集市政电网支路交流信号、可再生能源阵列输出功率和用户子网消耗功率。经两个仪用放大器，两个差动放大器和单片机进行运算，得出功率因数，结合可再生能源阵列输出功率和用户子网的消耗功率，用模糊优化算法评判当前市政电网运行状态，给出复杂控制信息，起到零逆功率控制保护功能。在可再生能源电力与市政电网电网共网应用过程中，实现市政电网作为备电使可再生能源电力“即发即用”的目的。该专利技术能有效解决可再生能源逆功率问题，但不具备无功补偿，坚强电网的要求。三.
技术实现思路
一种具有智能电网特性的分布式光伏发电系统，包括具有有功功率调节、无功功率调节、低电压穿越的分布式光伏逆变器，数字信号输出的双向电能表，支持无级调节的编码解码器，以及控制上位机组成，其主要特征在于通过并网系统安装具有双向电能流动计量的电能表，检测功率的流动方向及电压、电流、频率。双向逆变器、双向检测检测电能表、编码解码器通过RS485或者以太网线连接组成一个闭环控制系统。本使用新型的目的是具有完备智能电网特性的分布式光伏发电系统，该系统具有可类无级调整逆功率保护功能，同时具有无功补偿，无功功率参数曲线预置，及可抗电网电压跌落的低电压穿越的自动化控制系统。本技术集成了多家厂家设备，采用具有低电压穿越功能和有功功率调节、无功功率调节的分布式逆变器作为核心设备，具有信号输出的数字双向计量的电能表，及自行设计制造的信号编码解码器，组成系统。与最接近的技术的相同特征是，都可以实现可再生能源发电系统的逆功率保护要求，优于最接近技术是，逆功率保护可以实现类无级调节，同时具有智能电网要求的坚强性，但电网电压发生瞬间跌落时，具有故障穿越功能，不会脱网，保证微电网系统稳定，同时具有实时调节无功功率补偿和参数预设置动态调节功能。主要技术特点 装置可集中组屏也可就地分散安装在高压开关柜上，各间隔功能独立，各装置之间仅通过网络联结，信息共享，这样整个系统不仅灵活性很强，而且其可靠性也得到了很大提高，任一装置故障仅影响一个局部元件。 装置采用了高性能处理器和高分辨率的A/D转换器，每周波32点采样，结合专用的测量CT，保证了遥测量的高精度。 保护功能完全不依赖通讯网，网络瘫痪与否不影响保护正常运行。 装置采用全密封设计，加上精心设计的抗干扰组件，使抗振能力，抗电磁干扰能力有很大提闻。 设计有软硬件双看门狗功能，使整个系统同时具有较高的测量精度和抗干扰能力。 友好的人机界面，装置采用全汉化大屏幕液晶显示，跳闸报告，告警报告，遥信，遥测，定值整定等都在液晶上有明确的汉字标识，便于用户使用和掌握。 通讯方式采用CAN 口即控制器区域网接口，其特点为:结构简单，只有两根线与外部相连；传输速度最高可达IMbps ;传输距离最远可达IOKM ;采用CRC检验并可提供相应的错误处理能力；采用非破坏性总线仲裁技术，使站内通讯具有很高的效率和抗干扰能力。四.附图说明 图1是本技术提供的具有智能电网特性的分布式光伏发电系统的通过无线连接方式与电力调度中心或者上位机控制单元连接的示意图；图2是本技术提供的具有智能电网特性的分布式光伏发电系统的以太网络连接方式与电力调度中心或者上位机控制单元连接的示意图；图3是本技术提供的具有智能电网特性的分布式光伏发电系统的系统原理图；图4是本技术提供的具有智能电网特性的分布式光伏发电系统的逆变器降额运行流程示意图。五.具体实施方式功能描述逆功率监控综合装置投入运行后，实时监测配电变压器低压侧的三相电流、电压，判断功率大小和方向，综合装置有以下功能可供选择，可根据用户的需要设置: 过电压报警 低电压报警 过负荷报警功能 逆功率 逆功率恢复 无功功率实时调节 无功功率自动动态补偿测量和控制功能:.U、1、P、Q，cosO，F(需要有测量电流和电压输入)系统自动控制过程由公众电网的配电变压器和光伏供电系统同时向负荷端供电，光伏供电系统提供I个并网点，光伏逆变器的并网输出由分布式光伏逆变器控制模块控制(控制点②)。采用逆功率监控装置(以下简称防逆流装置)对三相交流电网进行实时监测，根据供电回路的功率流向，对光伏并网发电进行必要的控制。今检测交流电网(AC380V，50Hz)供电回路三相电压、电流(测量点①)，判断功率流向和功率大小。正常运行时，光伏逆变器按100%功率输出向负荷端供电，如果电网供电回路出现逆功率现象，防逆流装置立即通过继电器组驱动分布式光伏逆变器控制模块，依次按60%功率-30%功率-0%功率控制光伏逆变器递减输出，直到逆功率现象消失。防逆流装置控制继电器模组每级断开时间可以用时间定值设置，总累加时间为不大于600S。今逆功率恢复的控制:当防逆流装置检测到逆功率，切断部分光伏发电功率后，若测量点①逆功率消失，并且检测到负荷功率(测量点①的正向功率)大于某一门槛值(可设定，单位W 二次功率值)时，经过不大于300S延时(可设置)后，防逆流装置通过继电器组驱动分布式光 伏逆变器控制模块(控制点②)合上100%功率输出接点。今如整体断电后，重新对负载送电，防逆流装置通过继电器组驱动Danfoss光伏逆变器控制模块(控制点②)合上100%功率输出接点。光伏并网发电。今若测量点①出现电压过高、或者电压过低、电流过高(通过设置参数整定)，则AS-6086/A逆功率监控装置在液晶显示上发报警信息。注:控制点控制对象为4个继电器输出，在合上100%输出接点时，同时断开60%，30%，0%的继电器输出，同理，在合上60%输出接点时，同时断开100%，30%，0%的继电器输出，也就是说，同时只有一组继电器输出在合位，其它在断开位置。逻辑控制(I)当没有发生任何逆功率情况时，100%功率输出对应的继电器常闭，其余继电器常开。(2)当第一次检测到逆功率时，断开100%功率输出对应的继电器，闭合60%功率输出对应继电器。(3)当逆功率仍然存在超过不大于300S延时(可设置)后，断开60%功率输出对应继电器，闭合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有智能电网特性的分布式光伏发电系统，包括具有有功功率调节、无功功率调节、低电压穿越的分布式光伏逆变器，数字信号输出的双向电能表，支持无级调节的编码解码器，以及控制上位机组成，其主要特征在于通过并网系统安装具有双向电能流动计量的电能表，检测功率的流动方向及电压、电流、频率，双向逆变器、双向检测检测电能表、编码解码器通过RS485或者以太网线连接组成一个闭环控制系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钮广宇，朱春晓，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：上海硕山新能源科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：