控制光伏电站运行的方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种光伏电站(200)，所述光伏电站包括将太阳能电池产生的直流转换成交流的光伏逆变器(110)。光伏逆变器(110)的输出被提供给与电网的互连点(204)。互连点处的仪表(205)可被读取以检测电网上光伏逆变器(110)的输出。光伏电站(200)包括具有状态机(400)的电站控制器(202)。电站控制器(202)被配置成调节光伏逆变器(110)的设定点以控制光伏电站(200)的输出。电站控制器(202)还被配置成软起动并软停止光伏电站(200)的自动电压调节(AVR)以防止扰动AVR。

【技术实现步骤摘要】
控制光伏电站运行的方法和设备本申请是基于申请日为2012年6月12日、申请号为201280031384.2(国际申请号为PCT/US2012/042076)、专利技术创造名称为“控制光伏电站运行的方法和设备”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及光伏电站。
技术介绍
光伏电站采用光伏系统以用太阳辐射来发电。光伏系统可包括太阳能电池板的阵列，其中每个太阳能电池板包括互连的太阳能电池。太阳能电池包括P型和N型扩散区。冲击在太阳能电池上的太阳辐射产生迁移至扩散区的电子和空穴，从而在扩散区之间形成电压差。在背接触太阳能电池中，扩散区和与它们相连的金属触片均位于太阳能电池的背面上。触片允许将外部电路连接到太阳能电池上并由太阳能电池供电。光伏逆变器将由太阳能电池产生的直流转换成适于在互连点(POI)处联接至电网的交流。光伏电站在POI处的输出(如无功功率、有功功率和功率因数)被控制在特定值的范围内以满足要求。本专利技术的实施例涉及用于控制光伏电站的运行以控制POI或其它传送节点处的光伏电站输出的方法和设备。
技术实现思路
在一个实施例中，一种控制光伏电站运行的方法包括使用多个太阳能电池产生直流。使用光伏逆变器，将所述太阳能电池产生的直流转换成交流。将所述光伏逆变器的输出连接到电网。所述光伏电站被检测出产生超过所述光伏电站的最大容许输出限值的光伏电站输出。响应于检测到所述光伏电站产生超过所述光伏电站的最大容许输出限值的光伏电站输出，将所述光伏逆变器的设定点可变限值从第一逆变器设定点限值降低至第二逆变器设定点限值。在另一个实施例中，一种控制光伏电站运行的方法包括检测所述光伏电站的有功功率输出低于最小有功功率产生水平。响应于检测到所述光伏电站的有功功率输出低于所述最小有功功率产生水平，将所述光伏电站的光伏逆变器的无功功率设定点降低至单位功率因数。在另一个实施例中，一种光伏电站包括：多个太阳能电池；光伏逆变器，所述光伏逆变器被配置为将所述多个太阳能电池产生的直流转换成交流；仪表，所述仪表被配置成检测与电网的互连点处的所述光伏逆变器的输出；以及包括状态机的电站控制器。所述电站控制器被配置成读取所述仪表，以检测第一运行状态下互连点处的所述光伏电站的输出，并且当所述光伏电站的输出超过最大容许输出时，将所述光伏逆变器的设定点可变限值动态地从第一逆变器设定点限值调节至第二逆变器设定点限值。在另一个实施例中，一种光伏电站包括：多个太阳能电池；光伏逆变器，所述光伏逆变器被配置为将所述多个太阳能电池产生的直流转换成交流；仪表，所述仪表被配置为在与电网的互连点处检测所述光伏逆变器的输出；以及电站控制器。所述电站控制器被配置成读取所述仪表以检测所述互连点处的所述光伏电站的有功功率输出，以将所述光伏电站的有功功率输出与最小有功功率产生水平进行比较，并且响应于检测到所述光伏电站的有功功率输出低于所述最小有功功率产生水平，将所述光伏逆变器的无功功率设定点降低至单位功率因数。本领域的普通技术人员在阅读包括附图和权利要求书的本公开全文之后，本专利技术的这些和其他特征对于他们而言将是显而易见的。附图说明当结合以下附图考虑时，通过参见具体实施方式和权利要求书可以更完全地理解所述主题，其中在所有附图中，类似的附图标记是指类似的元件。图1示意性示出根据本专利技术的实施例的光伏电站的部件。图2示意性示出根据本专利技术的实施例的光伏电站的附加部件。图3示意性示出根据本专利技术的实施例的光伏电站的更多细节。图4示出根据本专利技术的实施例的光伏电站的自动电压调节的状态机的状态图。图5至图7示出根据本专利技术的实施例的控制光伏电站运行的方法的流程图。图8示出根据本专利技术的实施例的控制光伏电站运行的方法的流程图。图9示出根据本专利技术的实施例的控制光伏电站运行的方法的流程图。图10示出根据本专利技术的实施例的控制光伏电站运行的方法的流程图。图11示出根据本专利技术的实施例的控制光伏电站运行的方法的流程图。具体实施方式在本专利技术中，提供了许多具体的细节，例如设备、部件和方法的例子，从而获得对本专利技术实施例的全面理解。然而，本领域的普通技术人员将会认识到，本专利技术可以在没有所述具体细节中的一者或多者的情况下实施。在其他情况下，未示出或描述熟知的细节，以避免混淆本专利技术的方面。图1示意性示出根据本专利技术的实施例的光伏电站200的部件。图1的实例中所示的光伏电站200的部件包括多个汇流箱112、多个太阳能电池板114、和光伏逆变器110。光伏电站可包括多个光伏逆变器，但为了清楚起见，图1中只示出了一个。太阳能电池板114包括安装在同一框架上的电连接的太阳能电池。在一个实施例中，每个太阳能电池板114包括多个串联的背接触太阳能电池115。也可采用前接触太阳能电池。为了清楚起见，图1中只标出了背接触太阳能电池115中的一些。光伏串包括如图1中的多个串联的太阳能电池板114。一组太阳能电池板114电连接到汇流箱112，其中太阳能电池板114为串联连接的。电连接汇流箱112，以使得光伏串中的所有太阳能电池板114为串联的。例如，光伏串的输出电连接到逆变器110，逆变器110将由太阳能电池115产生的直流(DC)转换成适于递送至公用电网的交流(AC)。图2示意性示出根据本专利技术的实施例的光伏电站200的附加部件。图2示出了结合图1描述的逆变器110。为清楚起见，图2中未示出太阳能电池板114。在图2的实例中，光伏电站200的部件位于光伏变电站210和逆变器台220中。逆变器台220为逆变器所在的大体区域。逆变器台220通常设置为远离变电站210(其远离与电网的互连点(POI)204)。通信模块201允许逆变器110和设置在变电站210中的部件之间的数据通信。逆变器台220还可包括未明确示于图2中的附加部件，例如模数转换器、数模转换器、和用于支持逆变器110的操作的其他部件。在一个实施例中，使用监视控制和数据采集系统(SCADA)来控制光伏电站200的运行，其中电站控制器202充当中央控制计算机。在一个实施例中，逆变器110、电站控制器202、和变电站计算机203根据ModbusTCP/IP通信协议进行通信。在该实施例中，通信模块201包括提供光伏电站200的部件之间的数据通信链路的以太网交换机。也可通过模拟信令(例如通过提供用于信号的单独配线)来执行监测和控制。在图2的实例中，逆变器台220中的升压变压器将逆变器110的AC输出电压升高至较高的电压以用于分配到变电站210。另外，在图2的实例中，变电站210中的发电机升压(GSU)变压器将从逆变器台220接收的AC电压进一步地升压并且随后将其连接到POI204，以用于分配到电网(未示出)。变电站计算机203允许对变电站210进行控制和监测。变电站计算机203可被构造成用于控制保护电路和通过仪表205来读取POI204处的电压。仪表205可包括常规的电表或其他感测元件，诸如RMS发送器。变电站210中的电站控制器202可包括被配置为有助于控制POI204处(或附近)的电压、功率因数、有功功率或无功功率的专用或通用计算机。在图2的实例中，电站控制器202包括状态机400，状态机400用于动态限制光伏电站200的无功功率、功率因数、和/或逆变器端子电压，并且用于使自动电压调节软起动且缓和地停本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制光伏电站的方法，所述方法包括：为光伏逆变器提供无功功率设定点，所述光伏逆变器将由多个太阳能电池产生的直流电转换成交流电；检测在所述光伏电站至电网的互连点(POI)处的所述光伏电站的有功功率输出；将所述光伏电站的所述有功功率输出与最小有功功率产生水平进行比较；以及响应于检测到所述光伏电站的所述有功功率输出低于所述最小有功功率产生水平，将所述无功功率设定点改变为单位功率因数。

【技术特征摘要】
2011.06.27 US 13/169,9781.一种控制光伏电站的方法，所述方法包括：为光伏逆变器提供无功功率设定点，所述光伏逆变器将由多个太阳能电池产生的直流电转换成交流电；检测在所述光伏电站至电网的互连点(POI)处的所述光伏电站的有功功率输出；将所述光伏电站的所述有功功率输出与最小有功功率产生水平进行比较；以及响应于检测到所述光伏电站的所述有功功率输出低于所述最小有功功率产生水平，将所述无功功率设定点改变为单位功率因数。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：使用仪表检测所述光伏电站在所述POI处的输出；以及读取所述仪表以检测所述光伏电站的所述有功功率输出。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：响应于检测到所述光伏电站的所述有功功率输出高于启动有功功率产生水平，提高所述无功功率设定点。4.根据权利要求2所述的方法，还包括：使用补偿器接收和处理来自所述仪表的读数。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述补偿器包括比例-积分(PI)补偿器。6.一种控制光伏电站的方法，所述方法包括：为光伏逆变器提供设定点可变限值，所述光伏逆变器将由多个太阳能电池产生的直流电转换成交流电；检测在第一运行状态下与电网的互连点(POI)处的所述光伏电站的输出；以及当所述光伏电站的所述输出超过所述光伏电站的最大容许无功功率或功率因数时，将所述设定点可变限值动态地从第一逆变器设定点调节至第二逆变器设定点以降低关于所述光伏逆变器的无功功率输出的限值。7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述POI处检测到的所述光伏电站的所述输出包括无功功率输出，并且所述设定点可变限值包括逆变器无功功率设定点。8.根据权利要求6所述的方法，其中在所述POI处检测到的所述光伏电站的所述输出包括功率因数输出，并且所述设定点可变限值包括逆变器功率因数设定点。9.根据权利要求6所述的方法，其中使用仪表检测在所述POI处的所述光伏电站的所述输出。10.根据权利要求9所述的方法，还包括：在补偿器中接收并处理所述仪表的读数。11.根据权利要求10所述的方法，还包括：在所述补偿器中接收并处理所述仪表的所述读数之后，将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔斯·约翰逊，
申请(专利权)人：太阳能公司，
类型：发明
国别省市：美国,US