光伏电站用同步电机对并网装置制造方法及图纸

光伏电站用同步电机对并网装置，包括光伏电场、光伏逆变器、同步机并网系统、传感器模块、控制模块、电网；光伏电场产生的电能经过光伏逆变器逆变后与同步机并网系统连接并入电网；同步机并网系统输出信号经过第一传感器模块采集数据后反馈给控制模块；第二传感器模块采集所述电网的电压角频率、电压相位信号反馈给控制模块；控制模块根据第一传感器、第二传感器采集的电参数输出SPWM波控制光伏逆变器中开关管的导通关断。本发明专利技术在光伏逆变器输出端接陷波器电路，大大降低了逆变器输出噪音，同时采用了同步机并网系统，从而达到光伏电源平滑并入电网实现了无过大冲击电网的目的。

【技术实现步骤摘要】
光伏电站用同步电机对并网装置
本技术涉及一种并网装置，尤其是涉及一种光伏电站用同步电机对并网装置。
技术介绍
为了保护全球环境，降低化石能源比例，使用新能源发电替换传统火力发电厂，提高新能源的比例是一个重要手段，高渗透率新能源电力系统是未来电力系统发展的大趋势。然而，新能源的快速发展也带来了一些新的挑战。新能源发电一般通过电力电子变换器接入电网，与传统的并网方式(如火电机组)相比，这种方法具有控制快速灵活的特点，但也存在着非线性和惯性不足的缺陷。随着新能源发电的不断渗透，电网中将出现大量并网型电力电子逆变器。相反，传统同步发电机的比例会降低，从而降低电网的旋转备用容量和转动惯量，进而危及电网的频率稳定性。现有的改进都着眼于逆变器的控制策略上，但是上述控制改进方法并不能从根本上改变电力电子逆变器的缺陷。对于光伏发电，要进行虚拟惯性控制必须额外配置储能环节，其成本将大大增加，不利于产业的发展。现有技术，如中国专利申请(申请号：201810134504.0)公开了一种研究高渗透率新能源电力系统的实验装置和方法，所述实验装置由驱动电源和MGP系统组成，驱动电源分别与MGP系统和本地负荷相连，MGP系统连接电网和负载；其中MGP系统的同步电动机通过机械连接与同步发电机相连，组成同步电机对通过并网端并入电网，MGP系统还包括测量装置，联接到同步电机对测量点；所述方法包括：研究高渗透率新能源电力系统中多换流器的并联运行；研究系统的惯性和频率稳定性、电压稳定性、小干扰稳定和阻尼、暂态功角稳定、MGP系统并网和离网特性、新能源的谐波。然而，该现有技术仅仅停留在实验阶段，并且仅仅给出一个设计思路，没有详细阐述实现其专利技术所要解决的技术问题并达到其技术效果所采取的控制方法没有阐述。再如中国专利申请(申请号：201910670167.1)公开一种适用于多变流器驱动的多绕组同步电机对系统，以及另外一篇中国专利申请(申请号：201910774237.8)公开了一种基于新能源同步机的新能源并网控制系统和方法，这两篇专利申请都是通过采用复杂的机构算法，对新能源、逆变器以及发电机输出端采样后进行一定的控制算法以实现其各自的目的，这种技术手段的实施必然会在实际应用中造成维修困难，增加社会成本，不利于广泛推广和应用。此外，中国专利(申请号：CN2012205047941)公开了一种模拟同步发电机的三相并网同步逆变器，该同步逆变器包括直流电源、三相逆变器、滤波器、隔离变压器、控制器、交流电流检测电路、交流电压检测电路、直流侧电压检测电路、上位机，其特征在于，所述三相逆变器包括三组并联的IGBT模块；所述直流电源、三相逆变器、滤波器、隔离变压器依次连接，所述交流电流检测电路、交流电压检测电路、直流侧电压检测电路均与所述控制器连接，所述控制器通过驱动保护模块驱动所述IGBT模块；所述直流侧电压检测电路与所述三相逆变器输入端连接，所述交流电流检测电路与所述三相逆变器输出端连接，所述交流电压检测电路与所述滤波器连接；所述控制器通过锁相环电路并接入所述滤波器与所述隔离变压器之间；所述控制器与所述上位机双向连接。然而，该逆变器供给电源并不是新能源，并且在实际应用中输出噪声大，没有采取适合的滤波器，此外，该现有技术并不是采用同步机并网系统实现并网的，并不能达到光伏电能平滑并入电网中的目的。
技术实现思路
为了解决现有技术中的不足，本技术的目的是提供一种光伏电站用同步电机对并网装置，以达到结构简单，设计合理，适用于广泛应用和推广。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：光伏电站用同步电机对并网装置，包括光伏电场、光伏逆变器、同步机并网系统、传感器模块、控制模块、电网；光伏电场产生的电能经过光伏逆变器逆变后与同步机并网系统连接并入电网；所述同步机并网系统输出信号经过第一传感器模块采集数据后反馈给控制模块；第二传感器模块采集所述电网的电压角频率、电压相位信号反馈给控制模块；所述控制模块根据第一传感器、第二传感器采集的电参数输出SPWM波控制光伏逆变器中开关管的导通关断；其特征为：所述光伏逆变器输出端接陷波器电路，所述陷波器电路包括陷波滤波器和低通滤波器；所述陷波滤波器与低通滤波器一端连接，所述陷波滤波器阻抗为Z(s)＝(s/Ct)/(s2+1/LtCt)；陷波滤波器的转折频率为：其中fct应当与逆变器开关频率一致，C,L为并联电容、电感值；所述低通滤波器的另一端与同步机并网系统同步电动机连接；所述同步机并网系统由一台同步电动机和一台同步发电机的转子同轴相连组成；所述同步电动机和光伏逆变器连接，光伏电场与光伏逆变器连接；同步发电机与电网连接。优选为：所述第一传感器采集的电参数包括同步电机并网系统输出有功功率，该有功功率与基准参考有功功率比较后，经过PI控制器后输出相位调整量。优选为：所述第一传感器采集的电参数包括同步发电机输出电压、电流信号。优选为：第二传感器采集电网电压频率f，将电压频率f与频率参考值fref的偏差Δf经下垂控制得到ΔP，将ΔP与参考功率Pref相加得到机械功率Pm。优选为：所述光伏逆变器为电压源型光伏逆变器。有益效果：本技术在光伏逆变器输出端接陷波器电路，大大降低了逆变器输出噪音，同时采用了同步机并网系统，从而达到光伏电源平滑并入电网实现了无过大冲击电网的目的；该并网装置结构简单，实现真正的并网接入，提高了新能源灵活并网、接受调度的能力，显著降低弃风、弃光容量，从而降低了新能源投资成本。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本技术光伏电站用同步电机对并网装置结构示意图。图2是本技术光伏电站用同步电机对并网装置逆变器-同步电动机系统与陷波器电路结构图。图3是本技术光伏电站用同步电机对并网装置中同步机并网系统建模结构；图4是本技术光伏电站用同步电机对并网装置中的系统机械模型框图。其中，附图中参数含义如下：Δθ：相位调整量；ωg：电网电压的角频率；θg：电网电压相位；Pref：同步发电机输出有功功率参考值；Δf：频率调节量；JM是转子转动惯量，ωn是电机转速；WM转子动能；同步电机的惯性大小可以用惯性时间常数H；SNg是同步发电机的额定容量；逆变器的惯性时间常数HC。具体实施方式光伏电站用同步电机对并网装置，包括光伏电场、光伏逆变器、同步机并网系统、传感器模块、控制模块、电网；其特征为：光伏电场产生的电能经过光伏逆变器逆变后与同步机并网系统连接并入电网；所述同步机并网系统输出信号经过第一传感器模块采集数据后反馈给控制模块；第二传感器模块采集所述电网的电压角频率、电压相位信号反馈给控制模块；所述控制模块根据第一传感器、第二传感器采集的电参数输出具有一定占空比的SPWM波控制光伏逆变器中开关管的导通关断。所述第一传感器采集的电参数为同步机并网系统输出有功功率，该有功功率与基准参考有功功率比较后，经过PI控制后输出相位调整量。光伏电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.光伏电站用同步电机对并网装置，包括光伏电场、光伏逆变器、同步机并网系统、传感器模块、控制模块、电网；所述光伏电场产生的电能经过光伏逆变器逆变后与同步机并网系统连接并入电网；所述同步机并网系统输出信号经过第一传感器模块采集数据后反馈给控制模块；第二传感器模块采集所述电网的电压角频率、电压相位信号反馈给控制模块；所述控制模块根据第一传感器、第二传感器采集的电参数输出SPWM波控制光伏逆变器中开关管的导通关断；其特征为：所述光伏逆变器输出端接陷波器电路，所述陷波器电路包括陷波滤波器和低通滤波器；所述陷波滤波器与低通滤波器一端连接，所述陷波滤波器阻抗为Z(s)＝(s/C

【技术特征摘要】
1.光伏电站用同步电机对并网装置，包括光伏电场、光伏逆变器、同步机并网系统、传感器模块、控制模块、电网；所述光伏电场产生的电能经过光伏逆变器逆变后与同步机并网系统连接并入电网；所述同步机并网系统输出信号经过第一传感器模块采集数据后反馈给控制模块；第二传感器模块采集所述电网的电压角频率、电压相位信号反馈给控制模块；所述控制模块根据第一传感器、第二传感器采集的电参数输出SPWM波控制光伏逆变器中开关管的导通关断；其特征为：所述光伏逆变器输出端接陷波器电路，所述陷波器电路包括陷波滤波器和低通滤波器；所述陷波滤波器与低通滤波器一端连接，所述陷波滤波器阻抗为Z(s)＝(s/Ct)/(s2+1/LtCt)；陷波滤波器的转折频率为：其中fct应当与逆变器开关频率一致，C,L为并联电容、电感值；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永章，王颢雄，徐大可，盛德刚，戴罡，
申请(专利权)人：大全集团有限公司，南京大全电气研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32