一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，包括：進(jìn)線端接口；三相電流、電壓采集檢測單元，用于檢測三相并網(wǎng)電流、電壓狀態(tài)信息，將所述檢測信息送入控制單元；主體開關(guān)單元，包括機(jī)械開關(guān)和電力電子開關(guān)，用于控制光伏電站發(fā)電系統(tǒng)是否接入電網(wǎng)或者和電網(wǎng)脫離；控制單元，用于對整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行監(jiān)控，并根據(jù)接收的所述三相電流、電壓采集單元檢測的電流、電壓狀態(tài)信號(hào)和控制單元內(nèi)的控制信息，控制主體開關(guān)單元切換的開通/斷開；出線端接口；其中，進(jìn)線端接口，三相電流、電壓采集檢測單元，主體開關(guān)單元，出線端接口依次連接，并通過控制單元協(xié)調(diào)交互自動(dòng)控制。該系統(tǒng)為電站運(yùn)營方帶來巨大的節(jié)能收益。
【專利說明】
一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)中，新能源發(fā)電領(lǐng)域，具體講涉及一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球新能源裝機(jī)容量的不斷攀高，尤其是國內(nèi)光伏發(fā)電裝機(jī)容量的高速增長，目前中國已成為全球光伏發(fā)電裝機(jī)容量全球第一的位置，預(yù)計(jì)2015年底光伏發(fā)電裝機(jī)容量可達(dá)到49GW。但從目前已投入運(yùn)營的，還是即將投入運(yùn)營的集中式光伏電站還是分布式光伏電站來看，都存在一個(gè)通用性的問題，即光伏發(fā)電系統(tǒng)具有明顯的時(shí)效性，白天發(fā)電、晚上停運(yùn)。且無論白天還是晚上，光伏發(fā)電電站系統(tǒng)不和并網(wǎng)母線系統(tǒng)脫離，會(huì)造成當(dāng)光伏電站不發(fā)電時(shí)，因電站內(nèi)接入大量的升壓變自身的銅損、鐵損，造成光伏發(fā)電電站不發(fā)電時(shí)耗電巨大，運(yùn)營成本較高的問題。之前的電站因國家政策支持及補(bǔ)貼的力度較大，這些運(yùn)營成本，基本構(gòu)不成太大壓力，但隨著電站自身光伏組件的衰減、設(shè)備發(fā)電效率的降低，這些自身耗電的成本，愈發(fā)凸顯。還有因一些電站投資方，或者運(yùn)營方并不清楚電站自身耗電問題，或者沒有預(yù)估到自身耗電的嚴(yán)重性，在設(shè)計(jì)之初未關(guān)注到該問題，隨著電站的運(yùn)行，這些問題逐一顯現(xiàn)出來。根據(jù)相關(guān)調(diào)研計(jì)算，光伏電站自身耗電的損失已經(jīng)占到光伏電站自身運(yùn)營成本的70%以上。剛開始因受政策補(bǔ)貼的時(shí)間限制，并沒有引起投資人或者電站運(yùn)營方的注意，甚至以上運(yùn)營成本，在國家大力的扶持下，并沒有顯現(xiàn)。隨著國家對新能源發(fā)電的補(bǔ)貼逐步的降低，光伏電站的投入與產(chǎn)出比的下滑，光伏電站收益時(shí)效性壓力增大，光伏電站自身的運(yùn)營成本越來越受到關(guān)注，因此解決光伏電站自身在不發(fā)電時(shí)的損耗尤為迫切，是減低光伏電站運(yùn)維成本的有效策略。同時(shí)，根據(jù)電站自身發(fā)電特性，又特別所研制的裝置必須具有高度可靠、解決效果明顯、性價(jià)比高、安裝便捷、維護(hù)方便、自身壽命長等特點(diǎn)。尤其是進(jìn)入十二五后，我國光伏電站建設(shè)速度加快，國內(nèi)光伏裝機(jī)規(guī)模正在不斷迅速擴(kuò)大，但對成本的要求，投入與產(chǎn)出比的需求愈發(fā)強(qiáng)烈。另一方面，隨著國家對光伏發(fā)電的補(bǔ)貼，大幅度降低大，市場競爭進(jìn)一步加劇，光伏發(fā)電自身成本的壓力更加突出；在這些新形勢下，對光伏電站自身節(jié)能提出了更高要求。一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，對促進(jìn)光伏電站自身運(yùn)行成本的降低、保障光伏電站收益最大化及安全穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。
[0003]現(xiàn)今由于光伏間歇性可再生新能源發(fā)電的超常規(guī)發(fā)展，大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)安全調(diào)度的影響已經(jīng)顯現(xiàn)，給電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度帶來了一系列新的挑戰(zhàn)，尤其是光伏發(fā)電的大規(guī)模接入所帶來的不發(fā)電時(shí)自身損耗巨大，增加了電網(wǎng)負(fù)荷，增加了電網(wǎng)調(diào)度的難度。因此解決光伏發(fā)電電站在晚上或者陰雨天不發(fā)電時(shí)自身損耗的問題，需要一種有效的技術(shù)手段解決這個(gè)問題。在未來，光伏電站用智能型節(jié)能系統(tǒng)及其方法是解決光伏電站運(yùn)維節(jié)能，降低電網(wǎng)負(fù)荷的關(guān)鍵措施之一，研制應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)將為保障大規(guī)模新能源發(fā)電接入電網(wǎng)發(fā)揮著重要作用。符合國家對建設(shè)節(jié)能型社會(huì)的趨勢，也符合未來國家對光伏發(fā)電電站建設(shè)符合真正意義上新能源發(fā)電的要求。
[0004]解決光伏發(fā)電電站自身損耗問題，若采用常規(guī)的在并網(wǎng)點(diǎn)位置增裝機(jī)械式高壓開關(guān)，需要人工每天定點(diǎn)手動(dòng)投入或投出，工作量大、效率低、安全性差，經(jīng)濟(jì)性不高。而且對電網(wǎng)的沖擊較大，具有極大的故障風(fēng)險(xiǎn)。因此采用機(jī)械式手動(dòng)開關(guān)，顯然不符合電站實(shí)際運(yùn)維要求。
[0005]采用在并網(wǎng)點(diǎn)增裝機(jī)械式高壓開關(guān)和控制裝置，可以解決光伏電站遠(yuǎn)方控制電站不發(fā)電時(shí)與并網(wǎng)電網(wǎng)系統(tǒng)脫離，但該方法不能解決在光伏發(fā)電系統(tǒng)投入電網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，對大電網(wǎng)的巨大沖擊，甚至因光伏電站投入時(shí)，造成電網(wǎng)系統(tǒng)遠(yuǎn)端的變電站保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作，跳閘。影響電網(wǎng)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，性質(zhì)極其惡劣，影響較大，對電站的運(yùn)營帶來較大的影響，因此該方式不是最佳方法，也不符合未來技術(shù)發(fā)展趨勢。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)和新能源自身現(xiàn)狀存在的問題，本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)。本實(shí)用新型具有極強(qiáng)的創(chuàng)新性。具有設(shè)計(jì)巧妙、原理簡單、結(jié)構(gòu)簡潔、功能全、治理效果明顯，可自行運(yùn)行或接受調(diào)度運(yùn)行，工作穩(wěn)定可靠、兼容性強(qiáng)、安裝靈活、快捷、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快等特點(diǎn)?？蓪?shí)現(xiàn)新能源發(fā)電的低成本運(yùn)維、高可靠性并網(wǎng)。整個(gè)節(jié)能系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、智能化程度高，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的無人值守操作的效果。
[0007]本實(shí)用新型提供的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，對并網(wǎng)電壓等級兼容性強(qiáng)，通訊方式靈活，可與后臺(tái)控制中心或電網(wǎng)調(diào)度中心交互等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)也通過自身攜帶的GPS模塊和北斗模塊實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)授時(shí)和定位，最大化提高系統(tǒng)可靠運(yùn)行。本實(shí)用新型主要應(yīng)用于一些大型光伏電站、分布式發(fā)電、及一些有發(fā)電間歇性特點(diǎn)的領(lǐng)域，且自身在不發(fā)電時(shí)具有較大損耗的系統(tǒng)中，具有極大的市場前景和社會(huì)效應(yīng)。
[0008]本實(shí)用新型的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0009]所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，解決光伏電站不發(fā)電時(shí)，自身較大損耗的問題。所述裝置應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楣夥娬荆惺焦夥娬?，分布式光伏電站，一些有發(fā)電間歇性特點(diǎn)的領(lǐng)且自身在不發(fā)電時(shí)具有較大損耗的系統(tǒng)中。
[0010]—種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，用于光伏發(fā)電電站系統(tǒng)中，其特征在于，包括:
[0011]進(jìn)線端接口；
[0012]三相電流、電壓采集檢測單元，用于檢測三相并網(wǎng)電流、電壓狀態(tài)信息，將所述檢測信息送入控制單元；
[0013]主體開關(guān)單元，包括機(jī)械開關(guān)和電力電子開關(guān)，用于控制光伏電站發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)或者與電網(wǎng)脫離；
[0014]控制單元，用于對整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行監(jiān)控，并根據(jù)接收的所述三相電流、電壓采集單元檢測的電流、電壓狀態(tài)信號(hào)和控制單元內(nèi)的控制信息，控制主體開關(guān)單元切換的開通/斷開；
[0015]出線端接口；
[0016]其中，進(jìn)線端接口，三相電流、電壓采集檢測單元，主體開關(guān)單元，出線端接口依次連接，并通過控制單元協(xié)調(diào)交互自動(dòng)控制。
[0017]機(jī)械開關(guān)采用具有開通或關(guān)斷自滅弧功能的高壓接觸器，電力電子開關(guān)采用晶閘管組。
[0018]高壓接觸器包括機(jī)械觸點(diǎn)Kl和控制線圈，晶閘管組由反并聯(lián)高壓晶體管對多級串并聯(lián)連接組成。
[0019]晶閘管組所含的反并聯(lián)高壓晶體管對串聯(lián)N個(gè)，然后并聯(lián)M組，M、N為自然數(shù)。
[0020]應(yīng)用于光伏發(fā)電電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓等級為1kV電網(wǎng)系統(tǒng)中時(shí)，采用10?12對反并聯(lián)晶體管對串聯(lián)連接;或者，應(yīng)用于光伏發(fā)電電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓等級為35kV電網(wǎng)系統(tǒng)中時(shí)，采用22?24對反并聯(lián)晶體管對串聯(lián)連接;或者，安裝在光伏電站有多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中時(shí)，無需并聯(lián);或者，安裝在只有一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)的光伏發(fā)電電站中時(shí)，通過并聯(lián)晶閘管，此時(shí)并聯(lián)組數(shù)M大于等于2。
[0021]晶閘管組的觸發(fā)信號(hào)為一組互補(bǔ)的脈沖信號(hào)。
[0022]所述三相電流、電壓采集檢測單元包括電壓檢測單元和電流檢測單元。
[0023]電壓檢測單元采用電壓互感器PT并聯(lián)連接在電網(wǎng)，電流檢測單元采用電流互感器CT串聯(lián)接入電網(wǎng)，電壓互感器PT采集的信號(hào)再通過霍爾型電壓傳感器變換送到模數(shù)采集器中，電流互感器采集的信號(hào)再經(jīng)過霍爾型電流傳感器變換送到模數(shù)采集器中。
[0024]控制單元包括處理器、數(shù)模采集器、數(shù)字量開入模塊、數(shù)字量開出模塊、還包括GPS定位授時(shí)模塊、北斗衛(wèi)星定位授時(shí)模塊、通訊模塊、光照檢測模塊中的任意一個(gè)或任意二個(gè)以上的組合。
[0025]接線端接口或出線端接口為三相四線制或三相三線制接線方式，采用絕緣子和銅排組成。
[0026]所述的用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)安裝在光伏發(fā)電電站系統(tǒng)總并網(wǎng)母線和電網(wǎng)電壓之間，適用光伏發(fā)電站系統(tǒng)有且只有一個(gè)總并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)。
[0027]所述的用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)串聯(lián)接入光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)和電網(wǎng)母線之間，適用光伏發(fā)電站系統(tǒng)有多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)的系統(tǒng)。
[0028]并網(wǎng)母線電壓為三相交流電壓1kV或者35kV電網(wǎng)系統(tǒng)。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)比，本實(shí)用新型的有益效果為:
[0030]1、本實(shí)用新型一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，具有針對性強(qiáng)、解決光伏電站自身耗電問題效果明顯、判斷電站工作狀態(tài)精準(zhǔn);工作穩(wěn)定、可靠;可自動(dòng)智能化運(yùn)行、也可接受調(diào)度或遠(yuǎn)方控制中心指令運(yùn)行;適用光伏電站并網(wǎng)電壓等級寬;新能源發(fā)電站節(jié)能方案優(yōu)。
[0031]2、本實(shí)用新型三相電流、電壓采集單元，采用電流互感器CT(CurrentTransformer)，和電壓互感器PT(Potential Transformer)組成，再通過霍爾型電流傳感器和霍爾型電壓傳感器送入到控制單元內(nèi)高位書的模數(shù)采集器，實(shí)現(xiàn)了高壓側(cè)與低壓側(cè)的可靠電氣隔離及大電流、大電壓的精準(zhǔn)檢測。具有較強(qiáng)的電氣隔離性能、輸入電壓范圍寬、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，檢測精度高、工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。
[0032]3、本實(shí)用新型主體開關(guān)單元內(nèi)主要由電力電子開關(guān)和機(jī)械開關(guān)組成，其中電力電子開關(guān)為兩組反并聯(lián)連接的晶閘管組成、機(jī)械開關(guān)采用高性能長壽名高壓接觸器，該開關(guān)受控于控制單元。該拓?fù)鋯卧哂泄ぷ鞣€(wěn)定可靠、自身損耗低，無散熱裝置、壽命長、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。
[0033]4、本實(shí)用新型進(jìn)線端接口單元，具有結(jié)構(gòu)簡單、防護(hù)等級高、安全絕緣巧妙，現(xiàn)場接線便捷、后期維護(hù)方便等特點(diǎn)。本實(shí)用新型出線端子接口為整個(gè)系統(tǒng)的輸出口，采用高壓絕緣子和銅排組成，具有結(jié)構(gòu)簡單、防護(hù)等級高、安全絕緣巧妙，現(xiàn)場接線便捷、后期維護(hù)方便等特點(diǎn)。
[0034]5、本實(shí)用新型所述控制單元為系統(tǒng)的控制中心，主要由基于高性能數(shù)字處理器(DSP)的控制模塊和16位的模數(shù)采集器，GPS定位授時(shí)模塊、北斗衛(wèi)星定位授時(shí)模塊、數(shù)字量開入、數(shù)字量開出口組成。基于高速數(shù)字處理器的控制單元具有穩(wěn)定性高、抗干擾能力強(qiáng)、計(jì)算速度快、工作頻率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)強(qiáng)、系統(tǒng)集成化高等優(yōu)點(diǎn)。
[0035]6、所述系統(tǒng)主要應(yīng)用于光伏發(fā)電站并網(wǎng)接入口升壓變的高壓側(cè)或者上一級變壓器的低壓側(cè)，見圖1、圖2所示，根據(jù)電站狀態(tài)自行決策或者接受遠(yuǎn)方調(diào)度中心指令，控制光伏電站發(fā)電系統(tǒng)是否接入電網(wǎng)或者和電網(wǎng)脫離，從而有效降低電站不發(fā)電時(shí)，電站內(nèi)大容量變壓器、大容量逆變器自身的損耗，為電站運(yùn)營方帶來巨大的節(jié)能收益。
【附圖說明】
[0036]圖1為光伏電站用智能型節(jié)能系統(tǒng)安裝于光伏發(fā)電站總并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)示意圖。
[0037]圖2為光伏電站用智能型節(jié)能系統(tǒng)安裝于光伏發(fā)電站多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)的系統(tǒng)示意圖。
[0038]圖3為光伏電站用智能型節(jié)能系統(tǒng)示意圖。
[0039]圖4為主體開關(guān)單元示意圖。
[0040]圖5為控制單元示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0042]如圖1所示，該光伏電站用智能型節(jié)能系統(tǒng)安裝在光伏發(fā)電電站系統(tǒng)總并網(wǎng)母線和電網(wǎng)電壓之間，安裝于光伏發(fā)電站并網(wǎng)接入口升壓變的高壓側(cè)，適用光伏發(fā)電站系統(tǒng)有且只有一個(gè)總并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)。其中總并網(wǎng)母線電壓為三相交流1kV母線或者35kV母線電網(wǎng)系統(tǒng)，電網(wǎng)電壓為三相交流IlOkV母線或者35kV母線電網(wǎng)系統(tǒng)。根據(jù)電站狀態(tài)自行決策或者接受遠(yuǎn)方調(diào)度中心指令，控制光伏電站發(fā)電系統(tǒng)是否接入電網(wǎng)或者和電網(wǎng)脫離。
[0043]如圖2所示，該光伏電站用智能型節(jié)能系統(tǒng)也可安裝在有多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)的光伏發(fā)電電站中，串聯(lián)接入光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)和電網(wǎng)母線之間，適用光伏發(fā)電站有多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)的系統(tǒng)。其中并網(wǎng)點(diǎn)母線電壓為三相交流1kV或者35kV母線電網(wǎng)系統(tǒng)。根據(jù)電站狀態(tài)自行決策或者接受遠(yuǎn)方調(diào)度中心指令，控制光伏電站發(fā)電系統(tǒng)是否接入電網(wǎng)或者和電網(wǎng)脫離。
[0044]如圖3所示，所述的光伏電站用智能型節(jié)能系統(tǒng)是一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，包括進(jìn)線端接口 1、三相電流采集單元、三相電壓采集單元2，主體開關(guān)單元3、出線端子接口4，以上所述各單元依次連接，并通過控制單元5總體協(xié)調(diào)交互自動(dòng)控制。所述進(jìn)線端接口 1、三相電流采集單元、三相電壓電壓采集單元2，主體開關(guān)單元3、出線端子接口 4依次串并聯(lián)電氣連接，通過控制單元5的檢測、計(jì)算、邏輯判斷決策，控制所述節(jié)能系統(tǒng)根據(jù)光伏電站狀態(tài)自行運(yùn)行。
[0045]三相電流、電壓采集檢測單元2為三相系統(tǒng)，分別為A相21、B相22、C相23，分別和電網(wǎng)接口的三相A、B、C連接。A相21、B相22、C相23結(jié)構(gòu)相同，以其中一相A相21描述。A相21包括電壓檢測單元和電流檢測單元，電壓檢測單元實(shí)時(shí)檢測三相并網(wǎng)電壓狀態(tài)信息，選用電壓互感器PT(Potential Transformer)，并聯(lián)接入并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)電壓系統(tǒng)中；電流檢測單元實(shí)時(shí)檢測光伏電站向電網(wǎng)系統(tǒng)注入的電流信息，選用電流互感器CT(Current Transformer)，串聯(lián)接入并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)系統(tǒng);采集的信號(hào)通過霍爾型電流傳感器和霍爾型電壓傳感器送入到控制單元內(nèi)高位模數(shù)采集器，實(shí)現(xiàn)了高壓側(cè)與低壓側(cè)的可靠電氣隔離及大電流、大電壓的精準(zhǔn)檢測。
[0046]主體開關(guān)單元3包含三相復(fù)合開關(guān)系統(tǒng)，分別為A相31，B相32，C相33，分別和電網(wǎng)接口的三相A、B、C連接。A相31、B相32、C相33結(jié)構(gòu)相同，以其中一相A相31描述。如圖4所示，A相31包括機(jī)械開關(guān)和電力電子開關(guān)，機(jī)械開關(guān)采用具有開通或關(guān)斷自滅弧功能、長壽命、高性能的高壓接觸器，其中高壓接觸器有低阻抗帶真空滅弧能力的機(jī)械觸點(diǎn)Kl和控制線圈。該高壓接觸器控制電壓為AC380V，也可為AC220V，也可為DC220，也可為DCl 1V，由控制系統(tǒng)單元根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)信息，控制其閉合或關(guān)斷。電力電子開關(guān)采用晶閘管組，晶閘管組由反并聯(lián)高壓晶體管對多級串并聯(lián)連接組成，反并聯(lián)高壓晶體對組受控于控制單元，觸發(fā)信號(hào)為一組互補(bǔ)的脈沖信號(hào)。如圖4所示，根據(jù)光伏電站并網(wǎng)電壓等級及所述裝置安裝位置的不同，所含的串并聯(lián)高壓晶體管對個(gè)數(shù)不同，反并聯(lián)高壓晶體管對可串聯(lián)N個(gè)，然后并聯(lián)M組，M、N為自然數(shù)。例如，若裝置應(yīng)用于光伏發(fā)電電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓等級為1kV電網(wǎng)系統(tǒng)中時(shí)，只需要10?12對反并聯(lián)晶體管對串聯(lián)連接即可。若裝置應(yīng)用于光伏發(fā)電電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓等級為35kV電網(wǎng)系統(tǒng)中時(shí)，需要22?24對反并聯(lián)晶體管對串聯(lián)連接即可。若裝置安裝在光伏電站有多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中時(shí)，無需并聯(lián)。若裝置安裝在只有一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)的光伏發(fā)電電站中時(shí)，可以通過并聯(lián)晶閘管，此時(shí)并聯(lián)個(gè)數(shù)M大于等于2。
[0047]當(dāng)光伏電站不發(fā)電時(shí)，斷開機(jī)械開關(guān)，光伏發(fā)電電站系統(tǒng)與并網(wǎng)母線系統(tǒng)脫離，節(jié)省電站內(nèi)接入大量的升壓變自身的銅損、鐵損造成光伏發(fā)電電站不發(fā)電時(shí)的耗電。所含的電力電子器件高壓晶閘管組受控于控制單元，觸發(fā)信號(hào)為一組互補(bǔ)的脈沖信號(hào)。當(dāng)光伏電站滿足并網(wǎng)發(fā)電條件時(shí)，節(jié)能系統(tǒng)動(dòng)作將光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)系統(tǒng)，根據(jù)電網(wǎng)電壓的相位，控制晶體管組開通時(shí)刻，柔性控制并網(wǎng)電壓的切入，最大化減小因光伏并網(wǎng)系統(tǒng)接入造成對大電網(wǎng)的沖擊。機(jī)械開關(guān)作為電力電子式開關(guān)的旁路開關(guān)，根據(jù)控制單元指令，自行旁路動(dòng)作。當(dāng)系統(tǒng)完成正常接入的切換后，電力電子式開關(guān)退出，機(jī)械式開關(guān)閉合，能量主要從低接觸阻抗觸點(diǎn)的機(jī)械開關(guān)流過。結(jié)合電子式開關(guān)開通、關(guān)斷速度快，可以柔性控制其通斷，機(jī)械開關(guān)工作可靠、功耗低二者的優(yōu)點(diǎn)，通過二者的結(jié)合形成的主體開關(guān)單元，解決了電力電子式開關(guān)功耗大、需要加裝散熱系統(tǒng)，機(jī)械開關(guān)響應(yīng)速度慢、無法柔性控制其通斷的缺點(diǎn)，并將其成功應(yīng)用于光伏發(fā)電電站領(lǐng)域。在能夠柔性控制的同時(shí)降低自身功耗，解決光伏電站自身不發(fā)電時(shí)，仍需要消耗大量電能的問題。
[0048]控制單元5為光伏電站用智能型節(jié)能系統(tǒng)的控制中心，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行監(jiān)控，并和GPS、北斗衛(wèi)星、遠(yuǎn)方控制中心實(shí)時(shí)通訊，用于控制主體開關(guān)單元3的開通/斷開。所述智能型節(jié)能系統(tǒng)通過控制單元的檢測、計(jì)算、邏輯判斷、決策，控制智能型節(jié)能系統(tǒng)根據(jù)光伏電站狀態(tài)自行運(yùn)行?？刂茊卧?包括處理器、數(shù)模采集器、數(shù)字量開入模塊、數(shù)字量開出模塊、還包括GPS定位授時(shí)模塊、北斗衛(wèi)星定位授時(shí)模塊、通訊模塊、光照檢測模塊中的任意一個(gè)或任意二個(gè)以上的組合。圖5示意了一種控制單元。其中GPS定位授時(shí)模塊、北斗衛(wèi)星定位授時(shí)模塊可以利用GPS定位授時(shí)模塊和/或北斗衛(wèi)星定位授時(shí)模塊的定位和授時(shí)，自行判斷光伏發(fā)電電站所在區(qū)域位置及時(shí)刻，計(jì)算出所在區(qū)域日出和日落時(shí)刻，自行決策裝置運(yùn)行和停止，實(shí)現(xiàn)光伏電站不發(fā)電時(shí)自行與并網(wǎng)母線電壓的脫離，發(fā)電時(shí)自行與并網(wǎng)母線接入，降低光伏發(fā)電電站自身損耗。通訊模塊通過與遠(yuǎn)端控制中心交互通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制中心控制所述節(jié)能系統(tǒng)使得光伏電站發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)或者和電網(wǎng)脫離，實(shí)現(xiàn)裝置遠(yuǎn)方便捷控制，降低光伏電站自身損耗。光照檢測模塊可實(shí)時(shí)檢測所在區(qū)域太陽光照強(qiáng)度，提供太陽光照強(qiáng)度信息以用于判斷陰天或天黑，決策節(jié)能裝置的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)當(dāng)光伏電站不發(fā)電時(shí)，自行切出與并網(wǎng)母線電壓的接觸，實(shí)現(xiàn)光伏電站精準(zhǔn)控制節(jié)能目標(biāo)。再結(jié)合三相電流、電壓采集檢測單元2提供的電壓、電流信息，由控制單元2控制主體開關(guān)單元3切換的開通/斷開，控制光伏電站發(fā)電系統(tǒng)是否接入電網(wǎng)或者和電網(wǎng)脫離。該GPS定位授時(shí)模塊和/或北斗衛(wèi)星定位授時(shí)模塊雙模塊為控制系統(tǒng)提供了強(qiáng)力的決策支撐，有效避免了節(jié)能系統(tǒng)誤動(dòng)作的問題，為光伏電站運(yùn)維收益最大化提供了保證。采用GPS和北斗雙模模塊，可以最大化適應(yīng)不同地區(qū)定位精度和授時(shí)精度的要求?？刂茊卧刹捎靡陨蠙z測方式的任意一種或者任意兩種以上的組合，通過以上不同檢測方式的不同組合，設(shè)定節(jié)能裝置的不同工作模式，開放給客戶，供客戶根據(jù)光伏發(fā)電電站自身不同情況，自行設(shè)定節(jié)能裝置的工作模式，實(shí)現(xiàn)不同光伏電站不發(fā)電時(shí)，減低自身損耗的功能。處理器可選用DSP或單片機(jī)或嵌入式控制器，模數(shù)采集器可選用16位的模數(shù)采集器。
[0049]接線端接口I或出線端接口2沒有限制，可以采用任意能夠使得光伏電站用節(jié)能系統(tǒng)接入的接口。例如，接線端接口 I或出線端接口 2為三相四線制或三相三線制接線方式，采用絕緣子和銅排組成，采用一體化接口設(shè)計(jì)，便于接線及后期維護(hù)。
[0050]本實(shí)用新型所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，應(yīng)用于光伏發(fā)電站并網(wǎng)接入口升壓變的高壓側(cè)或者上一級變壓器的低壓側(cè)，根據(jù)電站狀態(tài)自行決策或者接受遠(yuǎn)方調(diào)度中心指令，控制光伏電站發(fā)電系統(tǒng)是否接入電網(wǎng)或者和電網(wǎng)脫離，從而有效降低電站不發(fā)電時(shí)，電站內(nèi)大容量變壓器、大容量逆變器自身的損耗，為電站運(yùn)營方帶來巨大的節(jié)能收益。
[0051]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，用于光伏發(fā)電電站系統(tǒng)中，其特征在于，包括: 進(jìn)線端接口； 三相電流、電壓采集檢測單元，用于檢測三相并網(wǎng)電流、電壓狀態(tài)信息，將所述檢測信息送入控制單元； 主體開關(guān)單元，包括機(jī)械開關(guān)和電力電子開關(guān)，用于控制光伏電站發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)或者與電網(wǎng)脫離； 控制單元，用于對整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行監(jiān)控，并根據(jù)接收的所述三相電流、電壓采集單元檢測的電流、電壓狀態(tài)信號(hào)和控制單元內(nèi)的控制信息，控制主體開關(guān)單元切換的開通/斷開； 出線端接口； 其中，進(jìn)線端接口，三相電流、電壓采集檢測單元，主體開關(guān)單元，出線端接口依次連接，并通過控制單元協(xié)調(diào)交互自動(dòng)控制。2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，機(jī)械開關(guān)采用具有開通或關(guān)斷自滅弧功能的高壓接觸器，電力電子開關(guān)采用晶閘管組。3.如權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，高壓接觸器包括機(jī)械觸點(diǎn)Kl和控制線圈，晶閘管組由反并聯(lián)高壓晶體管對串并聯(lián)連接組成。4.如權(quán)利要求3所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，晶閘管組所含的反并聯(lián)高壓晶體管對串聯(lián)N個(gè)，然后并聯(lián)M組，M、N為自然數(shù)。5.如權(quán)利要求4所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用于光伏發(fā)電電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓等級為1kV電網(wǎng)系統(tǒng)中時(shí)，采用10?12對反并聯(lián)晶體管對串聯(lián)連接;或者，應(yīng)用于光伏發(fā)電電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓等級為35kV電網(wǎng)系統(tǒng)中時(shí)，采用22?24對反并聯(lián)晶體管對串聯(lián)連接;或者，安裝在光伏電站有多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中時(shí)，無需并聯(lián);或者，安裝在只有一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)的光伏發(fā)電電站中時(shí)，通過并聯(lián)晶閘管，此時(shí)并聯(lián)組數(shù)M大于等于2。6.如權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，晶閘管組的觸發(fā)信號(hào)為一組互補(bǔ)的脈沖信號(hào)。7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述三相電流、電壓采集檢測單元包括電壓檢測單元和電流檢測單元。8.如權(quán)利要求7所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，電壓檢測單元采用電壓互感器并聯(lián)連接在電網(wǎng)，電流檢測單元采用電流互感器串聯(lián)接入電網(wǎng)，電壓互感器采集的信號(hào)再通過霍爾型電壓傳感器變換送到模數(shù)采集器中，電流互感器采集的信號(hào)再經(jīng)過霍爾型電流傳感器變換送到模數(shù)采集器中。9.如權(quán)利要求1_6、8任一項(xiàng)所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，控制單元包括處理器、數(shù)模采集器、數(shù)字量開入模塊、數(shù)字量開出模塊、還包括GPS定位授時(shí)模塊、北斗衛(wèi)星定位授時(shí)模塊、通訊模塊、光照檢測模塊中的任意一個(gè)或任意二個(gè)以上的組合。10.如權(quán)利要求1_6、8任一項(xiàng)所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)線端接口或出線端接口為三相四線制或三相三線制接線方式，采用絕緣子和銅排組成。11.如權(quán)利要求1-6、8任一項(xiàng)所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述的用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)安裝在光伏發(fā)電電站系統(tǒng)總并網(wǎng)母線和電網(wǎng)電壓之間，適用光伏發(fā)電站系統(tǒng)有且只有一個(gè)總并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)。12.如權(quán)利要求1_6、8任一項(xiàng)所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述的用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)串聯(lián)接入光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)和電網(wǎng)母線之間，適用光伏發(fā)電站系統(tǒng)有多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)的系統(tǒng)。13.如權(quán)利要求11所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，并網(wǎng)母線電壓為三相交流電壓1kV或者35kV電網(wǎng)系統(tǒng)。14.如權(quán)利要求12所述的一種應(yīng)用于光伏電站的智能型節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，并網(wǎng)母線電壓為三相交流電壓1kV或者35kV電網(wǎng)系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK205429758SQ201521031979
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月13日
【發(fā)明人】呂大偉, 管鳳強(qiáng), 陳霞, 李天香
【申請人】北京風(fēng)光天賦科技有限公司