分布式光伏系统的安全控制机制技术方案

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于管理光伏发电站(photovoltaic electricity productionplant)的控制的系统。更具体地，本专利技术提出了用于光伏发电装备的控制和安全性机制，所述机制不需要任何用于其各种部件与彼此通信的集成通信系统。
技术介绍
在一种已知的方式中，光伏发电机(photovoltaic generator)由光伏电池板(panel)和逆变器构成。逆变器用于将来自光伏电池板的直流电转换为供配电网络使用的交流电。为了形成光伏发电站，光伏电池板被串联连接以增加电压并形成光伏电池板串(string),所述光伏电池板串并联连接以增加电力并形成组(group)。在逆变器的输入处可 以并联连接若干个组以形成光伏发电机。光伏电站的这种组织模式显出各种局限。首先，由于树、墙等引起的在光伏电池板上的任何阴影将改变电气特性并降低在其中包括被遮挡的电池板的串的电力生产。因为再也无法保证电压的平衡，所以这个串将干扰包括其在内的组中的其他串。在组成电池板的光伏电池上的尘埃也可以导致此类表现。此外，形成所述光伏发电机的光伏组件(photovoltaic module)必须总是具有一致的特性。所使用的光伏组件的任何特性上的不匹配都可以导致发电机的生产率的降低，尽管是在一个次要的程度上。因为电压是由光伏串或组设定的，所以另一个缺陷在于即使逆变器停止或处于从配电网络断开的情况下，电压总是存在于光伏电池板所提供的DC母线上。这增加了电气安全性问题，例如当应急小组在电站(plant)上操作时。为了克服这些约束，一种想法在于将电力转换器与光伏组件组合。借助于这些转换器，实际上可能降低一个光伏组件对发电机的其他组件的生产率的影响。在现有技术中，已经开发了包括电力转换器的光伏发电机。专利申请US2009/0150005特别描述了这些解决方案。该文献描述了一种光伏发电机，其实现光伏电池板中所集成的DC/DC电力转换器，且该DC/DC电力转换器并联到由所述电池板提供的DC母线。根据该技术，使用额外的中央组件经由集成于由光伏电池板提供的电力母线中的通信网络驱动整个电站。专利申请US2009/0150005的公开描述了经由所述通信网络的光伏组件的控制。另一已知技术依赖(rely)DC/DC电力转换器的使用以提高光伏电池板的电压到由所述电池板提供并由逆变器调节的母线电压，例如在250V到340V之间。每个光伏组件借助通信组件经由载波电流通信以便传送电气值并接收根据情况的启动或停止指令。专利申请WO 2009/082708因此公开了集成通信网络的使用，通过载波电流或无线地通信以控制光伏发电机的电力转换器。全部这些已知光伏系统的分布结构的主要缺陷在于光伏电池板中所集成的电子设备的复杂性，其导致电力生产上的故障的不利可能。属于现有技术的系统及上述系统依靠于它们的集成通信系统的正确操作，因为正是该系统授权电力的生产。此功能所需的电子部件因而对系统是关键性的且促使调低光伏发电系统的可用性和生产率。因此本专利技术的目的是对现存技术提出替代解决方案，其通过控制在整个操作阶段都具有安全表现且无需求助于通信系统的光伏发电装备的系统。
技术实现思路
本目的是通过一种用于控制光伏发电装备的系统来完成的，其包括至少ー个DC/DC微转换器，其连接到DC母线和连接到光伏组件；逆变器，用于将来自所述DC母线的直流电转换为供配电网络使用的交流电；而且，所述至少ー个微转换器包括用于独立地确定注入到所述DC母线的所述电力电平作为所述DC母线的电压电平的函数的装置；当所述DC母线的电压小于低阈值电压 Va或大于高阈值电压Vd时，所述至少ー个微转换器停止从所述光伏组件向DC母线的电力的注入；而且，根据本专利技术的所述系统包括用于管理所述DC母线的装置，所述用于管理所述DC母线的装置被配置以当所述DC母线的电压小于最低电压Vm吋，向所述DC母线注入电カ，直到达到所述最低电压Vm，从所述最低电压Vm的电平起，中断所述电カ的注入。有利地，所述至少一个微转换器被配置以当DC母线的电压介于第一电压Vb和第二电压Vc之间时，向DC母线注入来自光伏组件的最大电カ；当DC母线的电压小于低阈值电压Va或大于高阈值电压Vd时，停止向DC母线注入来自光伏组件的电カ；其中0〈Va〈Vm〈Vb〈Vc〈Vd。有利地，用于管理DC母线的装置可被配置成使得，当DC母线的电压大于阈值电压Vs，所述阈值电压Vs大于第二电压Vc且小于高阈值电压Vd吋，所述用于管理DC母线的设备触发至少等于两倍逆变器启动时间的超时，并且在所述超时的结尾，启动借助于合适的放电系统放电DC母线的过程。根据本专利技术的一个实施例，所述用于管理DC母线的装置被包含在逆变器中。根据本专利技术的另ー个实施例，用于管理DC母线的特定设备不同于逆变器且供应有电力，其形成所述用于管理DC母线的装置。有利地，用于管理DC母线的设备包括所述用于对DC母线放电的系统。有利地，用于管理DC母线的设备还包括用于只在白天时间启动根据本专利技术的设备的天文时钟(astronomical clock)。有利地，所述至少一个微转换器还被配置以当DC母线的电压小于低阈值电压Va或大于高阈值电压Vd时被自动地置于待命模式。附图说明參照附图，其他特征和优点将在下面的详细描述中变得清晰，附图表示-图IA:表示根据本专利技术的设备的第一实施例的简单图示；-图IB:表示根据本专利技术的设备的第二实施例的简单图示；-图2:表示被注入给系统的DC母线的电力的图示，其使能根据将被描述的本专利技术的设备的全面操作；-图3A到3D:基于图2的图示的图示，且使能根据将被描述的本专利技术的设备的各种操作阶段。具体实施例方式图IA和图IB表示本专利技术的两个主要实施例。关于每个光伏组件PV，存在关联的DC/DC升压微转换器C。这些微传唤器C并联连接并且连接到中央逆变器INV、INV’。根据图IA的实施例，根据本专利技术的设备包括特定的最佳逆变器INV’。根据图IB的实施例，根据本专利技术的设备包括标准逆变器INV，其关联叫做“DC母线 管理器”的特定组件MNG，该特定组件对应于管理DC母线BUS的装置MNG。在这两种情况下，特定物项-特定逆变器INV’或DC母线管理器MNG驱动并调节DC母线BUS。微转换器C在电流源模式下操作并从光伏组件PV中汲取电力以便供应电力到逆变器INV、INV’，该逆变器INV、INV’将电力注入到配电网络R。关于原理，本专利技术的一个基本特征在于以下事实每个微转换器C能够仅通过读取DC母线BUS上的电压电平而无需求助于与逆变器INV’或DC母线管理器MNG通信的任何系统就能够独立地决定其运行模式。在以下的描述中，描述图IB的特殊实施例的操作，其中根据专利技术的设备包括DC母线管理器MNG。显然的是，可以完美地变换以下描述的操作到图IA的情况，其中特定逆变器INV’包括管理DC母线BUS的装置。图2表示根据本专利技术的设备的一般操作的图示。更具体地，图2表示具有如下的图示 纵坐标被注入到DC母线BUS的电力P 〇来自光伏组件PV，经由微转换器C，对应于图示上的电力Epv ；或〇来自DC母线管理器MNG，对应于图示上的电力Em， 横坐标DC母线BUS的电压V。因此，只要DC母线管理器MNG的电压电平低，DC母本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制光伏发电装备的系统，包括：至少一个DC/DC微转换器（C），其连接到DC母线（BUS）和连接到光伏组件（PV）；逆变器（INV、INV’），用于将来自所述DC母线（BUS）的直流电转换为供配电网络（R）使用的交流电；其特征在于：所述至少一个微转换器（C）包括用于独立地确定注入到所述DC母线（BUS）的所述电力电平作为所述DC母线（BUS）的电压电平的函数的装置；当所述DC母线（BUS）的电压小于低阈值电压Va或大于高阈值电压Vd时，所述至少一个微转换器（C）停止从所述光伏组件（PV）向DC母线（BUS）的电力的注入；所述系统另外包括用于管理DC母线（MNG，INV’）的装置，其特征在于，所述用于管理所述DC母线（MNG，INV’）的装置被配置以当所述DC母线（BUS）的电压小于最低电压Vm时，向所述DC母线（BUS）注入电力，直到达到所述最低电压Vm，从所述最低电压Vm的电平起，中断所述电力的注入。

【技术特征摘要】
2011.06.15 FR 11551901.一种用于控制光伏发电装备的系统，包括 至少一个DC/DC微转换器(C)，其连接到DC母线(BUS)和连接到光伏组件(PV)；逆变器(INV、INV’)，用于将来自所述DC母线(BUS)的直流电转换为供配电网络(R)使用的交流电； 其特征在于 所述至少一个微转换器(C)包括用于独立地确定注入到所述DC母线(BUS)的所述电力电平作为所述DC母线(BUS)的电压电平的函数的装置； 当所述DC母线(BUS)的电压小于低阈值电压Va或大于高阈值电压Vd时，所述至少一个微转换器(C)停止从所述光伏组件(PV)向DC母线(BUS)的电力的注入； 所述系统另外包括用于管理DC母线(MNG，INV’ )的装置，其特征在于，所述用于管理所述DC母线(MNG，INV’)的装置被配置以当所述DC母线(BUS)的电压小于最低电压Vm时，向所述DC母线(BUS)注入电力，直到达到所述最低电压Vm，从所述最低电压Vm的电平起，中断所述电力的注入。2.根据权利要求I的系统，其特征在于，所述至少一个微转换器(C)被配置以 当所述DC母线(BUS)的电压介于第一电压Vb和第二电压Vc之间时，向所述DC母线(BUS)注入来自所述光伏组件(PV)的最大电力； 当所述DC母线(BUS)的电压小于低阈值电压Va或大于高阈值电压Vd时，停止向所述DC母线(...

【专利技术属性】
技术研发人员：J艾克拉贝，C佩蒂特，Y让让，A阿尔梅达，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：