一种分布式光伏发电厂计量和均衡系统技术方案

本发明专利技术涉及光伏发电的技术领域，特别是涉及一种分布式光伏发电厂计量和均衡系统，其能够灵活调度组合太阳能板的的串联和并联，消除了低电压太阳能板的内耗，避免拓扑电路和电器件的耗能，提高了太阳能模块的输出功率；包括电压检测模块，电压检测模块检测太阳能模块中的多个太阳能板的实时输出电压，低于阈值的太阳能板不参与计量和均衡，分级模块将高于阈值的多个太阳能板按照电压高低分成若干等级，均衡模块将同等级的太阳能板分成若干组进行串联，串联后多组太阳能板的电压达到标准输出电压，将多组太阳能板并联，逆变模块将并联的多组太阳能板转换成交流电，计量模块计量太阳能模块输出电量。模块输出电量。模块输出电量。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式光伏发电厂计量和均衡系统


[0001]本专利技术涉及光伏发电的
，特别是涉及一种分布式光伏发电厂计量和均衡系统。

技术介绍

[0002]分布式光伏发电厂中的设置有大量的太阳能板，太阳能板之间经过串联升压之后，在并联形成较高的电流，而由于老化程度不同、内阻不同和灰尘云影遮挡等原因，每块太阳能板发电电压和电流均有差异，容易造成坏点故障，因此需要将太阳能板的电压进行均衡，以提高太阳能板的可靠性和电厂的发电稳定性。
[0003]例如申请号“CN202111582195.1”提出的一种带自均衡功能的光伏逆变器，该装置能够将三至四个太阳能板进行自动均衡；例如申请号“CN202011029729.3”提出的一种基于串联光伏模块环形功率均衡系统的功率均衡方法，该方法模块化串联光伏直流变换器的环形功率均衡拓扑及其效率寻优策略，能够在光伏功率失配的工况下维持电压均衡，在此基础上，通过效率优策略能够最大限度地降低整体所需传输的失配功率，从而减小传输损耗，提高拓扑效率，并且减小能够减少器件所受电流应力。
[0004]鉴于现有技术中同组的光伏发电太阳能板的内阻和老化情况基本相同，电压的差别主要是太阳能板被遮蔽造成的，而遮蔽的情况各有不同，上述现有技术的思路是将高电压的太阳能板的功率补充至低电压的太阳能板，实现电压均衡的目的，提出一种不同思路的方案，无需均衡逆变器也无需拓扑电路，能够将太阳能模块中电压相同的多个太阳能板进行重新串联达到标准输出电压后再将多组太阳能板并联，以使整个太阳能模块达到最佳的输出功率，从而实现主动均衡，将具有实用性。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种能够灵活调度组合太阳能板的的串联和并联，消除了低电压太阳能板的内耗，避免拓扑电路和电器件的耗能，提高了太阳能模块的输出功率的分布式光伏发电厂计量和均衡系统。
[0006]本专利技术的一种分布式光伏发电厂计量和均衡系统，包括电压检测模块，电压检测模块检测太阳能模块中矩阵式布置的多个太阳能板的实时输出电压，将检测到的电压值与设定的阈值进行比较，低于阈值的太阳能板不参与计量和均衡，包括分级模块，分级模块将高于阈值的多个太阳能板按照电压高低分成若干等级，包括均衡模块，均衡模块将同等级的太阳能板分成若干组进行串联，串联后多组太阳能板的电压达到标准输出电压，将多组太阳能板并联，还包括逆变模块，逆变模块将并联的多组太阳能板转换成交流电，还包括计量模块，计量模块计量太阳能模块输出电量；电压检测模块实时检测太阳能模块的多个太阳能板的电压并将低于阈值的太阳能板剔除均衡的范围，从而有效避免所述的太阳能板的电阻造成的消耗，分级模块将高于阈值的太阳能板根据电压分级，分级后尽量使最多数量的太阳能板参与均衡，均衡模块将太阳能板串联后并联实现主动均衡，而且无需通过拓扑
电路和均衡电器件将高电压的太阳能的功率向低电压的太阳能板补充，逆变模块将太阳能模块的输出总电压进行逆变，只需一个逆变模块，计量模块只需对太阳能模块的输出总功率进行计量，只需设置一个，简化设备结构，降低成本，与现有技术相比，通过主动将太阳能板进行分级重组后串联或并联，提供另一种均衡思路，消除了低电压太阳能板的内耗，避免拓扑电路和电器件的耗能，提高了太阳能模块的输出功率，简化结构，降低成本。
[0007]优选的，电压监控模块包括时钟单元、电压传感器、存储器和控制芯片，存储器用于录入电压阈值、监控程序、分级数据和电压检测值，在时钟单元的作用下，控制芯片依次通过电压传感器检测太阳能模块中多个太阳能板的实时电压并与储存器中的电压阈值比较，将高于阈值的太阳能板信息储存在存储器中；通过监控程序设定检测多个太阳能板的检测时序，时钟单元保证上述监控程序准时运行，将检测到高于阈值的太阳能板的信息输入存储器中，上述信息在系统中共享，每次检测电压后信息同步更新，有利于后续太阳能板的电压分级。
[0008]优选的，分级模块与电压检测模块的存储器连接，分级模块将存储器中高于阈值的太阳能板根据电压进行分级，分级后剔除一部分太阳能板，使每一级包含的太阳能板串联后的总电压为标准电压的整数倍，将通过分组的太阳能板的信息存储入存储器中的共享部分；光伏太阳能板收到的光照强度达到一定值后，太阳能板的输出电压会趋于稳定，通过剔除一部分太阳能板，有利于将同一级的太阳能板分成若干包含相同数量太阳能板的组，分组信息储存在储存器中的共享信息中，并跟随电压检测模块的检测工作同步更新。
[0009]优选的，均衡模块与电压检测模块的存储器中连接，均衡模块中设置有调度单元、两个母线板和若干开关，两个母线板分别与太阳能模块中的多个太阳能板的正电极和负电极连接，调度单元与母线板之间设置有若干开关，调度单元获取储存器中的共享信息控制相应开关打开，实现同组的多个太阳能板的重新串联，并使多组串联的太阳能板并联，并联后的正电极和负电极与逆变模块连接；调度单元获取存储器中的共享信息，根据分组信息控制相应的开关打开，同时调度单元内的电路连通情况根据分组信息改变，从而将多个太阳能板进行重新串联和并联，实现电压均衡。
[0010]优选的，若干开关设置为微型继电器，均衡模块的调度单元设置为调度芯片和PLC系统，调度芯片设置有若干引脚，引脚与若干开关的控制端连接，若干开关的接线端与PLC系统连接；调度芯片处理获取存储器中的共享信息，并输出控制信号控制相应的开关打开，同时调度芯片控制PLC系统中的电器元件动作使PLC系统中的电路连通情况根据分组信息改变，从而将多个太阳能板进行重新串联和并联，实现太阳能模块中多个太阳能板的电压均衡。
[0011]优选的，PLC系统设置有输出正电极和输出负电极，所述的正负电极与逆变模块连接；PLC系统由太阳能模块自供电，逆变模块根据需要设置在太阳能模块上或者设置在分布式电厂中，设置在太阳能模块上便于灵活调度，设置在分布式电厂中，能够简化结构，降低成本。
[0012]优选的，计量模块与分布式电厂的控制器连接，计量模块安装在太阳能模块上，计量模块与电压检测模块中的存储器连接，储存器存储太阳能模块各时段的输出功率，存储时长不少于一周；计量模块将计量结果实时发送到分布式电厂的控制中，同时将计量结果存入储存器中，在储存器中对比历史数据，当发现实时数据与历史数据偏差超过设定值时，
向电厂控制器发出警报，工作人员到达现场清理太阳能模块的灰尘等遮蔽物，或检修排除故障。
[0013]优选的，将此系统能够提升应用到整个分布式电厂的控制器中，从而将多组太阳能模块作为一个单位，对整个电厂中的所有太阳能模块进行均衡调度，实现分布式电厂的稳定输出。
[0014]与现有技术相比本专利技术的有益效果为：电压检测模块实时检测太阳能模块的多个太阳能板的电压并将低于阈值的太阳能板剔除均衡的范围，从而有效避免所述的太阳能板的电阻造成的消耗，分级模块将高于阈值的太阳能板根据电压分级，分级后尽量使最多数量的太阳能板参与均衡，均衡模块将太阳能板串联后并联实现主动均衡，而且无需通过拓扑电路和均衡电器件将高电压的太阳能的功率向低电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式光伏发电厂计量和均衡系统，其特征在于，包括电压检测模块，电压检测模块检测太阳能模块中矩阵式布置的多个太阳能板的实时输出电压，将检测到的电压值与设定的阈值进行比较，低于阈值的太阳能板不参与计量和均衡，包括分级模块，分级模块将高于阈值的多个太阳能板按照电压高低分成若干等级，包括均衡模块，均衡模块将同等级的太阳能板分成若干组进行串联，串联后多组太阳能板的电压达到标准输出电压，将多组太阳能板并联，还包括逆变模块，逆变模块将并联的多组太阳能板转换成交流电，还包括计量模块，计量模块计量太阳能模块输出电量。2.如权利要求1所述的一种分布式光伏发电厂计量和均衡系统，其特征在于，电压监控模块包括时钟单元、电压传感器、存储器和控制芯片，存储器用于录入电压阈值、监控程序、分级数据和电压检测值，在时钟单元的作用下，控制芯片依次通过电压传感器检测太阳能模块中多个太阳能板的实时电压并与储存器中的电压阈值比较，将高于阈值的太阳能板信息储存在存储器中。3.如权利要求1所述的一种分布式光伏发电厂计量和均衡系统，其特征在于，分级模块与电压检测模块的存储器连接，分级模块将存储器中高于阈值的太阳能板根据电压进行分级，分级后剔除一部分太阳能板，使每一级包含的太阳能板串联后的总电压为标准电压的整数倍，将通过分组的太阳能板的信息存储入存储器中的共享部分。4.如权利要求1所述的一种分布式光伏发电厂计量和均...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈晨，臧文强，柴从信，李新，朱嘉华，张梅，李懿，付洋辉，刘彤，贾晓枫，葛颂，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司淮北供电公司，
类型：发明
国别省市：