一种具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统，包括设置在光伏发电系统中光伏接入点处的无功自平衡控制装置，无功自平衡控制装置的一端与光伏接入点连接，另一端与光伏并网逆变器连接，无功自平衡控制装置检测所述光伏接入点的功率因数，并将检测到的功率因数发送给光伏并网逆变器以控制调节光伏并网逆变器的输出功率因数实现无功自平衡。本实用新型专利技术具有结构简单、成本低、能够实现光伏发电系统无功自平衡且供电性能好等优点。

A distributed photovoltaic reactive power control system with self balancing function

【技术实现步骤摘要】
一种具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统
本技术涉及分布式光伏发电系统
，尤其涉及一种具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统。
技术介绍
分布式光伏电站位于用户附近，靠近负荷端，有利于降低光伏电能线损以及调节终端电压。但是在分布式光伏电站接入之后，往往会出现用户原配电网关口点功率因数不合格的情况，造成功率因数低的原因主要是光伏接入后，光伏发电系统发出有功电能，且存在吸收部分无功电能的可能性，造成关口点处从电网吸收的有功减少，甚至吸收无功电能增加，从而使得功率因数下降。为实现无功补偿，现有技术中分布式光伏发电系统中通常会设置无功控制装置，而分布式光伏发电系统接入用户变压器380V低压侧母线，若光伏接入点位于无功控制装置的CT上口，光伏系统将不影响原系统无功补偿装置，但是光伏发电系统吸收的无功无法补偿，可能导致用户关口点功率因数降低；若光伏接入点位于无功控制装置的CT下口，希望通过原配电系统无功补偿装置补偿光伏系统需要的无功电能，当光伏系统的输出电流通过该CT流入电网时，无功补偿控制器检测到该电流，但是需要无功补偿控制器具有四象限功能，如若不然控制装置则会出现控制逻辑紊乱情况，造成不利影响。中国专利申请201810383422.X公开一种分布式光伏电站无功补偿装置及方法，该分布式光伏电站无功补偿装置包括具有无功功率可调功能的光伏逆变器、光伏阵列、TSC、AVC、变压器、负荷、低压母线和中高压母线，光伏逆变器、光伏阵列、TSC和负荷接入第一母线再经由变压器并入第二母线。但是该方案必须采用特定的具备四象限功能的TSC，若是采用普通只具有一、四象限的TSC，光伏系统接入后改变原母线的潮流方向，可能会导致普通TSC控制器误动作，且采用AVC控制调节光伏逆变器，当原母线上功率因数较低时，光伏逆变器无功补偿能力可能不足以满足系统无功需求。中国专利申请201410310096.1公开一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备及方法，该方案通过集中控制器接收高压电网的当前状态数据，确定高压电网的无功补偿信息，以及集中控制器接收所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息，之后根据该当前工作状态信息和所确定的无功补偿信息确定输出的无功补偿调度指令，从而控制该光伏逆变器输出无功补偿电流。但是该方案未考虑原无功补偿系统，会影响原无功补偿系统的运行，且是采集变压器高压侧电压及电流信号以确定无功补补偿信息，检测到的无功功率是变压器损耗、光伏系统无功功率、负荷无功功率之和，所有无功需求都依靠光伏逆变器进行补偿，光伏逆变器无功补偿能力有限，具有一定局限性。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本技术提供一种结构简单、成本低、供电性能好的具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：一种具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统，包括设置在光伏发电系统中光伏接入点处的无功自平衡控制装置，所述无功自平衡控制装置的一端与所述光伏接入点连接，另一端与光伏并网逆变器连接，所述无功自平衡控制装置检测所述光伏接入点的功率因数，并将检测到的功率因数发送给所述光伏并网逆变器以控制调节所述光伏并网逆变器的输出功率因数实现无功自平衡。进一步的，所述无功自平衡控制装置包括依次连接的采样单元、光耦隔离单元、主控单元以及数据通信单元，所述采样单元采集所述光伏接入点的电能信号，经过所述光耦隔离单元传输给所述主控单元，所述主控单元接收采集的所述光伏接入点的电压、电流信号，输出对应的功率因数，通过所述数据通信单元发送给所述光伏并网逆变器。进一步的，所述采样单元包括相互连接的采样滤波电路以及采样芯片，所述采样滤波电路采集所述光伏接入点的电压、电流信号，经所述采样芯片后输出采集到的电压、电流信号。进一步的，所述采样芯片采用三相电能测量芯片。进一步的，所述主控单元采用MCU。进一步的，所述数据通信单元包括RS485通信接口、红外通信接口、WIFI通信接口中一种或多种。进一步的，所述无功自平衡控制装置还包括用于存储所述光伏并网逆变器的功率因数的存储单元，所述存储单元与所述主控单元连接。进一步的，所述无功自平衡控制装置还包括用于显示信息的显示单元，所述显示单元与所述主控单元连接。进一步的，所述无功自平衡控制装置还包括用于控制所述显示单元的显示模式的模式控制单元，所述模式控制单元与所述主控单元连接。进一步的，所述无功自平衡控制装置还包括用于为各单元提供电源的供电单元，所述供电单元的电源输入端接入分光伏发电系统的相电压。与现有技术相比，本技术的优点在于：本技术通过在分布式光伏发电系统中光伏接入点处设置无功自平衡控制装置，由无功自平衡控制装置检测光伏接入点的功率因数，检测到的功率因数再发送给光伏并网逆变器以调节光伏并网逆变器的输出功率因数，使得提高该光伏接入点处的功率因数，从而可以提高光伏发电系统自身功率因数，使得光伏系统自身功率接近1，实现分布式光伏发电系统的自平衡，由于只是调节光伏接入点处的功率因数，不会影响原有配电系统无功补偿装置和原负荷的正常运行，用户关口点在光伏系统接入前功率因数合格的情况下，能够保障接入光伏系统后该关口点仍然保持功率因数合格，确保分布式光伏发电系统良好的供电性能。附图说明图1是本实施例具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统的结构示意图。图2是本实施例中无功自平衡控制装置的结构示意图。图例说明：1、光伏并网逆变器；2、光伏接入点；3、无功自平衡控制装置；31、采样单元；32、光耦隔离单元；33、主控单元；34、数据通信单元；35、存储单元；36、显示单元；37、模式控制单元；38、供电单元。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本技术作进一步描述，但并不因此而限制本技术的保护范围。如图1所示，本实施例具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统包括设置在光伏发电系统中光伏接入点2处的无功自平衡控制装置3，无功自平衡控制装置3的一端与光伏接入点2连接，另一端与光伏并网逆变器1连接，无功自平衡控制装置3检测光伏接入点2的功率因数，并将检测到的功率因数发送给光伏并网逆变器1以控制调节光伏并网逆变器1的输出功率因数实现无功自平衡。光伏发电系统接入用户低压侧母线后，光伏发电系统拓扑结构固定不变，光伏发电系统可以看作是一个具有固定阻抗值的电流源。本实施例通过在分布式光伏发电系统中光伏接入点2处设置无功自平衡控制装置3，由无功自平衡控制装置3检测光伏接入点2的功率因数，检测到的功率因数再发送给光伏并网逆变器1以调节光伏并网逆变器1的输出功率因数，使得提高该光伏接入点2处的功率因数，从而可以提高光伏发电系统自身功率因数，使得光伏系统自身功率接近1，实现分布式光伏发电系统的自平衡，由于只是调节光伏接入点2处的功率因数，不会影响原有配电系统无功补偿装置和原负荷的正常运行，用户本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统，其特征在于：包括设置在光伏发电系统中光伏接入点（2）处的无功自平衡控制装置（3），所述无功自平衡控制装置（3）的一端与所述光伏接入点（2）连接，另一端与光伏并网逆变器（1）连接，所述无功自平衡控制装置（3）检测所述光伏接入点（2）的功率因数，并将检测到的功率因数发送给所述光伏并网逆变器（1）以控制调节所述光伏并网逆变器（1）的输出功率因数实现无功自平衡。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统，其特征在于：包括设置在光伏发电系统中光伏接入点（2）处的无功自平衡控制装置（3），所述无功自平衡控制装置（3）的一端与所述光伏接入点（2）连接，另一端与光伏并网逆变器（1）连接，所述无功自平衡控制装置（3）检测所述光伏接入点（2）的功率因数，并将检测到的功率因数发送给所述光伏并网逆变器（1）以控制调节所述光伏并网逆变器（1）的输出功率因数实现无功自平衡。


2.根据权利要求1所述的具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统，其特征在于：所述无功自平衡控制装置（3）包括依次连接的采样单元（31）、光耦隔离单元（32）、主控单元（33）以及数据通信单元（34），所述采样单元（31）采集所述光伏接入点（2）的电能信号，经过所述光耦隔离单元（32）传输给所述主控单元（33），所述主控单元（33）接收采集的所述光伏接入点（2）的电压、电流信号，输出对应的功率因数，通过所述数据通信单元（34）发送给所述光伏并网逆变器（1）。


3.根据权利要求2所述的具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统，其特征在于：所述采样单元（31）包括相互连接的采样滤波电路（311）以及采样芯片（312），所述采样滤波电路（311）采集所述光伏接入点（2）的电压、电流信号，经所述采样芯片（312）后输出采集到的电压、电流信号。


4.根据权利要求3所述的具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统，其特征在于：所述采样芯片（312）采用三相电能...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴恒亮，李建，翟文杰，程宇旭，陈嘉贵，武宇龙，孙艳明，万运琪，朱立，高峰，
申请(专利权)人：株洲变流技术国家工程研究中心有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43