一种多路并网发电系统及其控制方法技术方案

本申请公开了一种多路并网发电系统及其控制方法，在减少各升压变压器的空载损耗的前提下，降低了系统成本。该系统中的多路能量转换装置各自通过一路升压变压器并联至同一条集电线路，所述集电线路的一端通过一开关器件接入电网，所述开关器件的分合闸由一控制单元控制。所述控制单元在判断得到各能量转换装置均进入非运行状态时，向所述开关器件发出分闸指令；在所述开关器件分闸状态下，至少一路能量转换装置在满足启动条件时作为电压源启动运行，建立交流电压，使得所述开关器件两端电压相位差和幅值差均稳定在误差允许范围内，然后所述控制单元向所述开关器件发出合闸指令以及其余能量转换装置作为电流源启动运行，向电网输送能量。

【技术实现步骤摘要】
一种多路并网发电系统及其控制方法
本专利技术涉及电力电子
，更具体地说，涉及一种多路并网发电系统及其控制方法。
技术介绍
在某些应用场合下，能量转换装置将前级电源的能量(例如太阳能、风能或电池储能等)进行转换之后，需要通过升压变压器将能量馈送到电网中。在前级电源的能量供应不足的情况下，能量转换装置进入非运行状态，而此时升压变压器若是仍与电网相连接则会产生很大的空载损耗。因此，现有技术在升压变压器与电网之间增设了一开关器件，该开关器件的分合闸由一控制单元控制，如图1所示，在能量转换装置非运行时切断升压变压器与电网的连接，从而减少空载损耗。上述增设开关器件的方案是专门针对单路并网发电系统设计的。而对于多路并网发电系统来说，多路电源各自通过一路能量转换装置、一路升压变压器并联至同一条集电线路L1，然后实现电网，如图2所示，如果为每一条并网支路都单独设置一个开关器件和一个控制单元，则系统硬件成本太高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种多路并网发电系统及其控制方法，以实现在减少各升压变压器的空载损耗的前提下，降低系统硬件成本。一种多路并网发电系统，其中，多路能量转换装置各自通过一路升压变压器并联至同一条集电线路，所述集电线路的一端通过一开关器件接入电网，所述开关器件的分合闸由一控制单元控制；所述控制单元在判断得到各能量转换装置均进入非运行状态时，向所述开关器件发出分闸指令；在所述开关器件分闸状态下，至少一路能量转换装置在满足启动条件时作为电压源启动运行，建立交流电压，使得所述开关器件两端电压相位差和幅值差均稳定在误差允许范围内，然后所述控制单元向所述开关器件发出合闸指令以及其余能量转换装置作为电流源启动运行，向电网输送能量。可选的，所述控制单元通过与集控室或者各能量转换装置进行信息交互，来判断各能量转换装置是否均进入非运行状态。可选的，在上述公开的任一种多路并网发电系统中，所述使得所述开关器件两端电压相位差和幅值差均稳定在误差允许范围内，是指：使得电压源的相位和幅值稳定在预设水平；所述预设水平是指：电压源输出电压的相位θm与电网电压的相位θTp满足θTp＝θm+Δθ，并且电压源输出电压的幅值Um与电网电压的幅值UTp满足UTp＝k*Um；其中，Δθ为所述开关器件两端电压之间的允许相位偏差，k为电压扰动系数，k的取值由所述开关器件两端电压之间的允许幅值偏差以及电压源交流侧的升压变压器的变比共同决定。可选的，在上一多路并网发电系统中，电压源启动运行过程中，以自身实际输出电压的幅值和相位作为反馈来闭环调节自身实际输出电压的幅值和相位，或者以同一并网支路上的升压变压器的励磁电压的幅值和相位作为反馈来闭环调节自身实际输出电压的幅值和相位，或者以其余任一路能量转换装置交流侧电压的幅值和相位作为反馈来闭环调节自身实际输出电压的幅值和相位。可选的，在上述公开的任一种多路并网发电系统中，所述其余能量转换装置作为电流源启动运行，包括：其余能量转换装置在所述开关器件合闸前作为电流源启动运行；或者，其余能量转换装置在所述开关器件合闸后作为电流源启动运行；或者，将其余能量转换装置分为两批，一批在所述开关器件合闸前作为电流源启动运行、另一批在所述开关器件合闸后作为电流源启动运行。可选的，在上述公开的任一种多路并网发电系统中，所述开关器件合闸后，电压源切换为电流源继续投入运行。可选的，在上述公开的任一种多路并网发电系统中，所述至少一路能量转换装置在满足启动条件时作为电压源启动运行，包括：一路能量转换装置在满足启动条件时作为电压源启动运行；或者，多路能量转换装置在满足启动条件时均作为电压源一起启动运行，互为备用；或者，先让一路能量转换装置在满足启动条件时作为电压源启动运行，若这一路能量转换装置作为电压源启动运行后不能建立符合要求的交流电压，再让另外一路或多路能量转换装置在满足启动条件时均作为电压源一起启动运行。可选的，在上述公开的任一种多路并网发电系统中，在电压源启动运行过程中，通过电压互感器实时采样电网电压的幅值和相位。可选的，在上述公开的任一种多路并网发电系统中，所述电压互感器连接在所述多路并网发电系统的环网与电网之间，所述控制单元为所述环网中的一个节点，所述环网的取电方式包括：经过所述电压互感器从电网取电。可选的，在上述公开的任一种多路并网发电系统中，所述开关器件为高压接触器或者分接开关器件。一种多路并网发电系统的控制方法，其中，在所述多路并网发电系统中，多路能量转换装置各自通过一路升压变压器并联至同一条集电线路，所述集电线路的一端通过一开关器件接入电网，所述开关器件的分合闸由一控制单元控制；所述控制方法包括：所述控制单元在判断得到各能量转换装置均进入非运行状态时，向所述开关器件发出分闸指令；在所述开关器件分闸状态下，至少一路能量转换装置在满足启动条件时作为电压源启动运行，建立交流电压，使得所述开关器件两端电压相位差和幅值差均稳定在误差允许范围内，然后所述控制单元向所述开关器件发出合闸指令以及其余能量转换装置作为电流源启动运行，向电网输送能量。从上述的技术方案可以看出，本专利技术让各路并网支路共用一个开关器件和一个控制单元，降低了系统硬件成本。在系统并网发电时，所述控制单元在各能量转换装置均进入非运行状态后控制所述开关器件分闸，切断了各升压变压器与电网的连接，从而减少了各升压变压器的空载损耗。在系统离网后，至少一路能量转换装置在满足启动条件时作为电压源启动运行，一方面使集电线路电压的相位和幅值与电网电压的相位和幅值近似相等，一方面为系统提供电压幅值和频率支撑，这样开关器件闭合瞬间就不会产生电流冲击，系统也可以平稳地恢复到并网发电状态，保证正常供电。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术公开的一种单路并网发电系统结构示意图；图2为现有技术公开的一种多路并网发电系统结构示意图；图3为本专利技术实施例公开的一种多路并网发电系统结构示意图；图4为本专利技术实施例公开的又一种多路并网发电系统结构示意图；图5为本专利技术实施例公开的一种多路并网发电系统的控制方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图3所示，本专利技术实施例公开了一种多路并网发电系统，其中：多路能量转换装置各自通过一路升压变压器并联至同一条集电线路L1，集电线路L1的一端通过一开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多路并网发电系统，其特征在于，多路能量转换装置各自通过一路升压变压器并联至同一条集电线路，所述集电线路的一端通过一开关器件接入电网，所述开关器件的分合闸由一控制单元控制；/n所述控制单元在判断得到各能量转换装置均进入非运行状态时，向所述开关器件发出分闸指令；/n在所述开关器件分闸状态下，至少一路能量转换装置在满足启动条件时作为电压源启动运行，建立交流电压，使得所述开关器件两端电压相位差和幅值差均稳定在误差允许范围内，然后所述控制单元向所述开关器件发出合闸指令以及其余能量转换装置作为电流源启动运行，向电网输送能量。/n

【技术特征摘要】
1.一种多路并网发电系统，其特征在于，多路能量转换装置各自通过一路升压变压器并联至同一条集电线路，所述集电线路的一端通过一开关器件接入电网，所述开关器件的分合闸由一控制单元控制；
所述控制单元在判断得到各能量转换装置均进入非运行状态时，向所述开关器件发出分闸指令；
在所述开关器件分闸状态下，至少一路能量转换装置在满足启动条件时作为电压源启动运行，建立交流电压，使得所述开关器件两端电压相位差和幅值差均稳定在误差允许范围内，然后所述控制单元向所述开关器件发出合闸指令以及其余能量转换装置作为电流源启动运行，向电网输送能量。


2.根据权利要求1所述的多路并网发电系统，其特征在于，所述控制单元通过与集控室或者各能量转换装置进行信息交互，来判断各能量转换装置是否均进入非运行状态。


3.根据权利要求1所述的多路并网发电系统，其特征在于，所述使得所述开关器件两端电压相位差和幅值差均稳定在误差允许范围内，是指：使得电压源的相位和幅值稳定在预设水平；
所述预设水平是指：电压源输出电压的相位θm与电网电压的相位θTp满足θTp＝θm+Δθ，并且电压源输出电压的幅值Um与电网电压的幅值UTp满足UTp＝k*Um；其中，Δθ为所述开关器件两端电压之间的允许相位偏差，k为电压扰动系数，k的取值由所述开关器件两端电压之间的允许幅值偏差以及电压源交流侧的升压变压器的变比共同决定。


4.根据权利要求3所述的多路并网发电系统，其特征在于，电压源启动运行过程中，以自身实际输出电压的幅值和相位作为反馈来闭环调节自身实际输出电压的幅值和相位，或者以同一并网支路上的升压变压器的励磁电压的幅值和相位作为反馈来闭环调节自身实际输出电压的幅值和相位，或者以其余任一路能量转换装置交流侧电压的幅值和相位作为反馈来闭环调节自身实际输出电压的幅值和相位。


5.根据权利要求1所述的多路并网发电系统，其特征在于，所述其余能量转换装置作为电流源启动运行，包括：
其余能量转换装置在所述开关器件合闸前作为电流源启动运行；
或者，其余能量转换装置在所述开关器件合闸后作为电流源启动运行；

【专利技术属性】
技术研发人员：相国华，程林，丁杰，潘年安，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34