一种光伏发电余电上网的无功补偿智能管控系统技术方案

本发明专利技术提供一种光伏发电余电上网的无功补偿智能管控系统，光伏发电机构包括光伏发电板、MPPT模块、开关模块、控制器以及无功功率计算模块；光伏发电板通过逆变器和LCL滤波电路连接至电网；无功功率计算模块连接至LCL滤波电路与电网之间，获取上网电流值和上网电压值，并计算的无功功率，并将计算得到的无功功率发送给控制器；控制器根据获取的光伏发电电流和电压值以及上网电流值和上网电压值，判断上网的无功功率是否满足要求，如未满足要求启动无功补偿装置，对上网的无功功率进行补偿。系统实现分布式光伏发电的无功智能管控，提高光伏上网平均功率因数。光伏上网平均功率因数。光伏上网平均功率因数。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏发电余电上网的无功补偿智能管控系统


[0001]本专利技术涉及光伏发电上网
，尤其涉及一种光伏发电余电上网的无功补偿智能管控系统。

技术介绍

[0002]现有的自发自用、余电上网分布式光伏发电装置无功补偿主要有以下方面问题：
[0003]现有的无功补偿管控装置无谐波治理装置，受谐波影响大，无法准确补偿，造成安装有自发自用、余电上网分布式光伏发电装置的客户功率因数低。
[0004]现有的无功补偿管控装置无法监控自发自用、余电上网分布式光伏发电装置运行状况，所投无功补偿容量是用网负荷的无所需无功负荷，与客户实际无功补偿需要不符。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种光伏发电余电上网的无功补偿智能管控系统，系统实现有安装有自发自用、余电上网分布式光伏发电装置的客户的无功智能管控，提高客户功率因率。
[0006]包括：多个光伏发电机构；
[0007]光伏发电机构包括光伏发电板、MPPT模块、开关模块、控制器以及无功功率计算模块；光伏发电板通过逆变器和LCL滤波电路连接至电网；
[0008]光伏发电板的输出端连接有电容C1；
[0009]MPPT模块连接到光伏发电板的输出端；MPPT模块的输出端与开关模块第一输入端连接；开关模块第二输入端连接参考值；
[0010]开关模块输出端与控制器连接；无功功率计算模块连接至LCL滤波电路与电网之间，获取上网电流值和上网电压值，并计算的无功功率，并将计算得到的无功功率发送给控制器；
[0011]控制器根据获取的光伏发电电流和电压值以及上网电流值和上网电压值，判断上网的无功功率是否满足要求，如未满足要求启动无功补偿装置，对上网的无功功率进行补偿。
[0012]进一步需要说明的是，逆变器将光伏发电板输出的电压进行升高，并达到预设电压值；
[0013]逆变器采用的是电皮型全桥逆变电路，经过LCL滤波电路与电网相连。
[0014]LCL滤波电路用于将逆变器输出的PWM电压波形转变成连续的电流量并入电网；
[0015]LCL滤波电路还用于滤除系统中的高次开关频率，保持对系统中的高次谐波进行高阻，维持对谐波电流的低阻效应。
[0016]进一步需要说明的是，系统中还可以设置谐波检测电路对检测非线性负载中的谐波含量，并作为指令电流信号送到控制器中，控制器为DSP处理芯片，控制逆变器IGBT开关管的开通和关断，补偿电流谐波。
[0017]进一步需要说明的是，控制器采用PWM控制方式，控制电流有效值，并实现无功补
偿；控制器产生PWM脉冲算法可以触发无功补偿装置产生光伏上网所需的无功补偿电流。
[0018]控制器使用三角载波控制算法，控将指令电流和实际补偿电流的差值作为控制信号，经调节环节后再与高频三角波进行比较；
[0019]控制器判断差值与三角波的交点，确定逆变器的导通与关断时刻。
[0020]进一步需要说明的是，每个光伏发电机构通信连接有一个分布式光伏智能终端，分布式光伏智能终端获取每个光伏发电机构的发电状态及上网数据，并进行显示供监控人员查看；
[0021]分布式光伏智能终端还与光伏发电监控服务器通信连接，将光伏发电机构的发电状态及上网数据发送给上位机。
[0022]光伏发电监控服务器用于获取每个光伏发电机构的运行数据，根据预设条件配置形成预设频率下光伏发电机构回路阻抗矩阵，对光伏发电机构回路阻抗矩阵的逆矩阵做光伏发电特征值分解，记录光伏发电过程中各特征值的绝对值；遍历全部可能发生谐波谐振的频率，形成光伏发电过程中特征值的绝对值分布情况；
[0023]根据各特征值的绝对值大小判断光伏发电过程中是否存在谐波。
[0024]进一步需要说明的是，光伏发电机构还包括：电流速断保护装置，电流速断保护装置用于当电网与光伏发电机构之间发生短路故障时，切断光伏并网开关和光伏进线开关。
[0025]进一步需要说明的是，光伏发电机构还包括：故障解列装置以及防孤岛装置；
[0026]故障解列装置用于实现光伏电源和电网之间的故障解列。
[0027]防孤岛装置用于监测光伏发电机构的孤岛状态，当光伏发电机构进入孤岛状态时，立即断开与电网连接。
[0028]从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：
[0029]本专利技术提供的光伏发电余电上网的无功补偿智能管控系统实现分布式光伏发电的无功智能管控，提高光伏上网平均功率因数。
[0030]本专利技术提供的光伏发电余电上网的无功补偿智能管控系统通过在现有无功补偿采样回路中加装消谐、整流模块，提高现有装置的数据采样的准确性，提高现有无功补偿装置的控制准确率，提高客户的功率因率。
[0031]系统通过在现有无功补偿采样回路中加装判别，实现采样数据的方向差别，在客户无用电负荷时，自发自用、余电上网分布式光伏发电装置正常发电时，准确的进行无功装置管控。
[0032]通过实现与分布式光伏数据共享，准确投切无功。能对光伏发电上网数据进行消谐、整流。准确进行无功补偿。还实现数据共享，数据监控功能。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对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。
[0034]图1为光伏发电余电上网的无功补偿智能管控系统示意图。
具体实施方式
[0035]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。
[0036]本专利技术提供一种光伏发电余电上网的无功补偿智能管控系统，如图1所示，包括：多个光伏发电机构；
[0037]光伏发电机构包括光伏发电板1、MPPT模块2、开关模块3、控制器4以及无功功率计算模块5；光伏发电板1通过逆变器6和LCL滤波电路7连接至电网；光伏发电板1的输出端连接有电容C1；
[0038]MPPT模块2连接到光伏发电板1的输出端；MPPT模块2的输出端与开关模块3第一输入端连接；开关模块3第二输入端连接参考值；开关模块3输出端与控制器4连接；无功功率计算模块5连接至LCL滤波电路7与电网之间，获取上网电流值和上网电压值，并计算的无功功率，并将计算得到的无功功率发送给控制器4；控制器4根据获取的光伏发电电流和电压值以及上网电流值和上网电压值，判断上网的无功功率是否满足要求，如未满足要求启动无功补偿装置，对上网的无功功率进行补偿。
[0039]作为本专利技术的一种实施例，逆变器6将光伏发电板1输出的电压进行升高，并达到预设电压值；逆变器6采用的是电皮型全桥逆变电路，经过LCL滤波电路7与电网相连。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电余电上网的无功补偿智能管控系统，其特征在于，包括：多个光伏发电机构；光伏发电机构包括光伏发电板、MPPT模块、开关模块、控制器以及无功功率计算模块；光伏发电板通过逆变器和LCL滤波电路连接至电网；光伏发电板的输出端连接有电容C1；MPPT模块连接到光伏发电板的输出端；MPPT模块的输出端与开关模块第一输入端连接；开关模块第二输入端连接参考值；开关模块输出端与控制器连接；无功功率计算模块连接至LCL滤波电路与电网之间，获取上网电流值和上网电压值，并计算的无功功率，并将计算得到的无功功率发送给控制器；控制器根据获取的光伏发电电流和电压值以及上网电流值和上网电压值，判断上网的无功功率是否满足要求，如未满足要求启动无功补偿装置，对上网的无功功率进行补偿。2.根据权利要求1所述的光伏发电余电上网的无功补偿智能管控系统，其特征在于，逆变器将光伏发电板输出的电压进行升高，并达到预设电压值；逆变器采用的是电皮型全桥逆变电路，经过LCL滤波电路与电网相连。3.根据权利要求1所述的光伏发电余电上网的无功补偿智能管控系统，其特征在于，LCL滤波电路用于将逆变器输出的PWM电压波形转变成连续的电流量并入电网；LCL滤波电路还用于滤除系统中的高次开关频率，保持对系统中的高次谐波进行高阻，维持对谐波电流的低阻效应。4.根据权利要求1所述的光伏发电余电上网的无功补偿智能管控系统，其特征在于，系统中还可以设置谐波检测电路对检测非线性负载中的谐波含量，并作为指令电流信号送到控制器中，控制器为DSP处理芯片，控制逆变器IGBT开关管的开通和关断，补偿电流谐波。5.根据权利要求1所述的光伏发电余电上网的无功补偿智能管控系统，其特征在于，控制器采用PWM控制方式，控制电流有效值，并实现无功补偿；控制器产生PWM脉冲算法...

【专利技术属性】
技术研发人员：张延涛，王晓明，丁男，康立帅，钱福如，郑成振，孙文雨，朱琳，高文广，李琦，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司莒县供电公司，
类型：发明
国别省市：