一种用于光伏电站的调频控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于光伏电站的调频控制系统，包括控制器以及分别与所述控制器电连接的并网点母线测量模块、测频模块、通信模块；所述并网点母线测量模块用于采集并网点母线两侧的电压和电流值；所述测频模块用于采集并网点母线两侧的电网频率；所述控制器通过通信模块与光伏发电装置进行通信连接；所述光伏发电装置上设有调节机构，用于根据控制器下发的指令调节光伏发电装置的输出功率。本实用新型专利技术通过在光伏发电装置上设置调节机构，当电力系统频率超出正常范围时，可通过控制器控制调节机构调节光伏板接收到的光照强度，从而调节光伏发电装置的输出功率，以平衡电力系统的频率，保证电力系统安全、平稳运行。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光伏电站的调频控制系统
本技术属于新能源发电自动控制
，具体是一种用于光伏电站的调频控制系统。
技术介绍
太阳能作为一种可持续发展的新能源，以其无污染性和可再生性，越来越受到世界各国的广泛重视。近年来，我国的光伏发电产业得到了迅速的发展，光伏电站装机容量不断提高，光伏装机总量及占比多年保持快速增长势头，截至2018年底，全国光伏装机为1.74亿千瓦，占全国电源装机容量的百分之九。随着光伏产业迅速发展和光伏并网控制技术逐渐成熟，建设集中式并网光伏电站成为高效利用太阳能的有效方式。由于光伏电站的工作环境特殊且占地面积比较大，因此集中式光伏电站一般位于较为偏远地区。偏远地区负荷种类单一，网架结构薄弱，因此当集中式光伏电站并网容量扩大时，光伏输出功率的随机性和波动性将会增大电力系统调频的难度。另一方面，由于集中式光伏电站的并网将逐步取代系统中原有的同步发电机，电力系统等效惯性的降低将会导致负荷变化时出现严重的频率波动，危害局部地区的频率稳定性。因此，研究集中式光伏电站调频控制方法对于提高新能源并网容量和保证电力系统安全稳定运行具有重要的理论和应用价值。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于光伏电站的调频控制系统，解决现有技术中光伏电站不具备参与电网快速调频的能力，不能保证电力系统平稳运行的问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种用于光伏电站的调频控制系统，包括控制器以及分别与所述控制器电连接的并网点母线测量模块、测频模块、通信模块；所述并网点母线测量模块用于采集并网点母线两侧的电压和电流值；所述测频模块用于采集并网点母线两侧的电网频率；所述控制器通过通信模块与光伏发电装置进行通信连接；所述光伏发电装置上设有调节机构，用于根据控制器下发的指令调节光伏发电装置的输出功率。所述并网点母线测量模块和所述测量模块采集到的数据均传输到控制器，控制器基于获取的并网点母线两侧的电压和电流值，计算光伏电站的实时有功功率；并根据获取的电网频率，在电网频率超过预设的频率响应阈值时，基于当前获取的实时有功功率，计算出有功功率的目标调节值；再根据目标调节值控制调节机构调节光伏发电装置的输出功率，从而保证电力系统平稳运行。具体地，所述调节机构包括第一控制单元和电致变色薄膜，所述电致变色薄膜敷设在光伏发电装置的光伏板上，所述电致变色薄膜与第一控制单元电连接；所述第一控制单元与控制器通过通信模块无线通信连接；所述第一控制单元用于调节电致变色薄膜的透光率。通过第一控制单元调节施加在电致变色薄膜正负极两端的电压大小，可以改变电致变色薄膜的透光率，从而改变照射到光伏板上的光照强度，进而调节光伏发电装置的输出功率。可选地，所述调节机构包括安装架、步进电机和第二控制单元，所述光伏发电装置的光伏板通过步进电机转动安装在所述安装架上；所述步进电机与第二控制单元电连接；所述第二控制单元与控制器通过通信模块无线通信连接；所述第二控制单元用于控制步进电机调节光伏板的俯仰角。通过第二控制单元控制所述步进电机转动一定的角度，从而调节光伏板的俯仰角，进而调节光伏发电装置的输出功率。进一步地，所述光伏板的俯仰角为-45°～45°度可调；当所述光伏板正对太阳照射光线时，光伏板的输出功率最大；当所述光伏板背对太阳照射光线时，光伏板的输出功率最小。优选地，所述调节机构包括第一控制单元、电致变色薄膜、安装架、步进电机、第二控制单元；所述第一控制单元与电致变色薄膜电连接，所述电致变色薄膜敷设在光伏发电装置的光伏板上；所述光伏板通过步进电机安装在所述安装架上，所述步进电机与第二控制单元电连接；所述第一控制单元、第二控制单元分别与控制器通过通信模块无线通信连接。当电力系统的频率超出正常范围时，可先通过调节电致变色薄膜的透光率来改变光伏发电装置的输出功率，若还是无法平衡电力系统的频率，再通过步进电机调节光伏板的俯仰角来改变光伏发电装置的输出功率，通过两级调频来平衡电力系统的频率，保证电力系统安全、平稳运行。具体地，所述通信模块采用RS-485无线通信模块，具有通信距离远、抗干扰能力强等优点。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术通过在光伏发电装置上设置调节机构，当电力系统频率超出正常范围时，可通过控制器控制调节机构调节光伏板接收到的光照强度，从而调节光伏发电装置的输出功率，以平衡电力系统的频率，保证电力系统安全、平稳运行。附图说明图1为本技术一种用于光伏电站的调频控制系统的结构示意框图；图2为本技术实施例1中电致变色薄膜在光伏板上的安装结构示意图；图3为本技术实施例2中光伏板通过步进电机安装在安装架上的结构示意图；图4为本技术实施例3中敷设有电致变色薄膜的光伏板通过步进电机安装在安装架上的结构示意图；图中：1、电致变色薄膜；2、光伏板；3、安装架；4、步进电机。具体实施方式下面将结合本技术中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1如图1所示，本实施例提供了一种用于光伏电站的调频控制系统，包括控制器以及分别与所述控制器电连接的并网点母线测量模块、测频模块、通信模块；所述并网点母线测量模块用于采集并网点母线两侧的电压和电流值；所述测频模块用于采集并网点母线两侧的电网频率；所述控制器通过通信模块与光伏发电装置进行通信连接；所述光伏发电装置上设有调节机构，用于根据控制器下发的指令调节光伏发电装置的输出功率。所述并网点母线测量模块和所述测量模块采集到的数据均传输到控制器，控制器基于获取的并网点母线两侧的电压和电流值，计算光伏电站的实时有功功率；并根据获取的电网频率，在电网频率超过预设的频率响应阈值时，基于当前获取的实时有功功率，计算出有功功率的目标调节值；再根据目标调节值控制调节机构调节光伏发电装置的输出功率，从而保证电力系统平稳运行。具体地，如图2所示，所述调节机构包括第一控制单元和电致变色薄膜1，所述电致变色薄膜1敷设在光伏发电装置的光伏板2上，所述电致变色薄膜1与第一控制单元电连接；所述第一控制单元与控制器通过通信模块无线通信连接；所述第一控制单元用于调节电致变色薄膜1的透光率。通过第一控制单元调节施加在电致变色薄膜1正负极两端的电压大小，可以改变电致变色薄膜1的透光率，从而改变照射到光伏板2上的光照强度，进而调节光伏发电装置的输出功率。具体地，所述通信模块采用RS-485无线通信模块，具有通信距离远、抗干扰能力强等优点。本实施例的调频原理为：当电力系统频率处于正常范围内时，所述第一控制单元控制电致变色薄膜1的透光率为60％～80％范围内；当电力系统频率超出正常范围，需要增加光伏发电装置的输出功率来平衡电力系统频率时，可通过第一控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光伏电站的调频控制系统，其特征在于，包括控制器以及分别与所述控制器电连接的并网点母线测量模块、测频模块、通信模块；所述并网点母线测量模块用于采集并网点母线两侧的电压和电流值；所述测频模块用于采集并网点母线两侧的电网频率；所述控制器通过通信模块与光伏发电装置进行通信连接；所述光伏发电装置上设有调节机构，用于根据控制器下发的指令调节光伏发电装置的输出功率。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于光伏电站的调频控制系统，其特征在于，包括控制器以及分别与所述控制器电连接的并网点母线测量模块、测频模块、通信模块；所述并网点母线测量模块用于采集并网点母线两侧的电压和电流值；所述测频模块用于采集并网点母线两侧的电网频率；所述控制器通过通信模块与光伏发电装置进行通信连接；所述光伏发电装置上设有调节机构，用于根据控制器下发的指令调节光伏发电装置的输出功率。


2.根据权利要求1所述的一种用于光伏电站的调频控制系统，其特征在于，所述调节机构包括第一控制单元和电致变色薄膜，所述电致变色薄膜敷设在光伏发电装置的光伏板上，所述电致变色薄膜与第一控制单元电连接；所述第一控制单元与控制器通过通信模块无线通信连接；所述第一控制单元用于调节电致变色薄膜的透光率。


3.根据权利要求1所述的一种用于光伏电站的调频控制系统，其特征在于，所述调节机构包括安装架、步进电机和第二控制单元，所述光伏发电装置的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓鹏，逯平，
申请(专利权)人：湖北天睿智电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42