光伏并网发电系统技术方案

本实用新型专利技术具体涉及一种光伏并网发电系统，本实用新型专利技术的光伏并网发电系统，包括：光伏阵列和至少两个光伏逆变器；第一开关元件组，包括若干与光伏逆变器数目相同的开关元件，每个开关元件串联于对应的光伏逆变器和光伏阵列之间；电能质量治理装置，用于改善电网的电能质量；第二开关元件，串联于电能质量治理装置和电网之间；上位机，包括检测控制模块和谐波分析模块，用于对光伏逆变器和电能质量治理装置进行协调控制，通过合理组合不同的光伏逆变器工作使光伏逆变器工作在尽可能大的输出功率范围内，再配合电能质量治理装置，在不影响发电效果的情况下有效的解决谐波超标的问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

光伏并网发电系统
本技术涉及新能源
，具体涉及一种光伏并网发电系统。
技术介绍
随着全球能源危机和节能减排战略计划的推进，可再生能源大量接入微网给本地负荷供电已是大势所趋，其中并网光伏发电系统以其环保、低噪声、适用范围广等特点而备受青睐。不同于传统电源，光伏发电系统的输出功率存在间歇性和不确定性，并采用大量的电力电子换流装置和复杂的控制策略运行，这带来了新的电能质量问题。当逆变器不是按照额定功率工作时，谐波污染问题会随输出功率降低而变得突出起来，电流畸变率可能超标；当逆变器独立运行时，微网中还可能存在大量非线性负荷，带来了谐波污染及无功不足等问题；尤其是在光伏阵列提供的能量远远不能使逆变器以额定功率运行时，由于大功率逆变器开关频率低，电流畸变更加严重，如果不加以处理，光伏逆变器反而变成谐波源。针对光伏逆变系统带来的电能质量问题，目前有以下的解决方法I、对光伏系统并网逆变器的控制策略进行了改进和功能拓展，使其能同时实现有功功率输出、谐波抑制及无功功率补偿三重功能的复用，使逆变器同时具有发电和谐波抑制功能，在发电的同时治理谐波。2、当光照充足时，系统可以工作在单独的光伏并网发电状态，逆变器只向电网注入正弦基波电流，提高并网发电的利用率；当光照不足或晚上时，让逆变器工作在单独的有源电力滤波状态，向电网注入大小相等方向相反的谐波电流，改善电网电能质量。以上2种方法的不足主要是第I种方法在硬件参数设计上需要兼顾两种功能，参数需折衷处理，可能发电和谐波治理两种效果都不好，最重要的是影响光伏发电功能这个用户最关注的功能，特别是逆变器发出的谐波治理会影响到电能计算精度，严重时计量装置无法工作，逆变器将失去发电运行的意义，牺牲光伏电站核心利益；第2种方法也存在硬件参数设计的折衷问题，而且实际情况可能是电流谐波比较大不仅出现在光照不足时，而在逆变器工作在额定功率一半以下时也可能出现，这取决于逆变器的设计要求。因此需要一种新的方法来改善逆变器输出电流谐波超标的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种发电效率高、谐波治理效果好的光伏并网发电系统。为实现上述目的，本技术提供了一种光伏并网发电系统，包括光伏阵列，用于对太阳能进行转换，输出直流电能；至少两个光伏逆变器，用于将光伏阵列输出的直流电能转换成交流电能，提供给电网；第一开关元件组，包括若干与光伏逆变器数目相同的开关元件，每个开关元件串联于对应的光伏逆变器和光伏阵列之间；电能质量治理装置，用于改善电网的电能质量；第二开关元件，串联于电能质量治理装置和电网之间；上位机，包括检测控制模块和谐波分析模块，检测控制模块用于根据光伏阵列输出的直流电能特性，控制第一开关元件组中的开关元件接通或断开使至少两个光伏逆变器的部分或者全部工作，以使处于工作状态的光伏逆变器的输出功率满足预设的功率值；谐波分析模块，用于分析光伏逆变器输出的电流谐波情况，当谐波超过预设值时，控制第一开关元件组中的部分开关元件断开使部分光伏逆变器停止工作或者控制第二开关元件接通使电能质量治理装置工作。进一步的，所述的至少两个光伏逆变器为功率等级不同的光伏逆变器。可以按照光伏阵列的输出功率，合理配置光伏逆变器容量，按照从较小容量到较大容量配置多个光伏逆变器组合，这样可以使逆变器组合更加灵活，便于选择，在防治谐波的同时，使光伏阵列输出的电能得到最优利用，提高发电量。进一步的，所述系统还包括第三开关元件组，包括若干与光伏逆变器数目相同的开关元件，每个开关元件串联于对应的光伏逆变器和电网之间。这样在光伏逆变器不工作时，可以将光伏逆变器和电网切断，避免光伏逆变器对电网产生干扰。进一步的，所述电能质量治理装置与电网之间依次串联第二开关元件、第三开关元件组中与最小功率等级光伏逆变器串联的开关元件。电能质量治理装置可以按最小容量的逆变器来配置，当谐波超标时优先切断容量较大的光伏逆变器而不启用电能质量治理装置，当只剩最小容量的光伏逆变器工作时，才启用电能质量治理装置来治理谐波污染等问题。当然电能质量治理装置也可以直接通过第二开关与电网相连，但是作为优选的方案，将电能质量治理装置通过第二开关直接接在最小容量的光伏逆变器支路上相对来说可以节省线缆，降低成本。本技术还提供了与上述技术方案基于同一专利技术思想的另一光伏并网发电系统，包括光伏阵列，用于对太阳能进行转换，输出直流电能；至少两个光伏逆变器，用于将光伏阵列输出的直流电能转换成交流电能，提供给电网；第一开关元件组，包括若干与光伏逆变器数目相同的开关元件，每个开关元件串联于对应的光伏逆变器和光伏阵列之间；电能质量治理装置，用于改善电网的电能质量；第二开关元件，串联于电能质量治理装置和电网之间；所述每个光伏逆变器包括检测控制模块和谐波分析模块，检测控制模块用于检测光伏阵列输出的直流电能特性，并根据该直流电能特性控制第一开关元件组中与之串联的开关元件接通或者断开，使光伏逆变器工作或者不工作，以使其工作时的输出功率达到预设的功率值；谐波分析模块，用于分析光伏逆变器输出的电流谐波情况，当谐波超过预设值时，控制第一开关元件组中与之串联的开关元件，使其停止工作或者控制第二开关元件使电能质量治理装置工作。进一步的，所述的至少两个光伏逆变器为功率等级不同的光伏逆变器。可以按照光伏阵列的输出功率，合理配置光伏逆变器容量，按照从较小容量到较大容量配置多个光伏逆变器组合，这样可以使逆变器组合更加灵活，在防治谐波的同时，使光伏阵列输出的电能得到最优利用，提高发电量。进一步的，所述系统还包括第三开关元件组，包括若干与光伏逆变器数目相同的开关元件，每个开关元件串联于对应的光伏逆变器和电网之间。这样在光伏逆变器不工作时，可以将光伏逆变器和电网切断，避免光伏逆变器对电网产生干扰。进一步的，所述电能质量治理装置通过依次串联的第二开关元件、第三开关元件组中的一个开关元件与电网相连。电能质量治理装置可以按最小容量的逆变器来配置，当谐波超标时优先切断容量较大的光伏逆变器而不启用电能质量治理装置，当只剩最小容量的光伏逆变器工作时，才启用电能质量治理装置来治理谐波污染等问题。当然电能质量治理装置也可以直接通过第二开关与电网相连，但是作为优选的方案，将电能质量治理装置通过第二开关直接接在最小容量的光伏逆变器支路上相对来说可以节省线缆，降低成本。由上述技术方案可知，通过合理组合不同的光伏逆变器工作使光伏逆变器工作在尽可能大的输出功率范围内，再配合电能质量治理装置，在不影响发电效果的情况下有效的解决谐波超标的问题。附图说明图I是本技术的第一实施例的连接示意图；图2是本技术的第三实施例的连接示意图；图3是本技术的第五实施例的连接示意图；图4是本技术的第七实施例的连接示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。如图I所示，为本技术的一种光伏并网发电系统的第一实施例，包括光伏阵列11和至少两个光伏逆变器13，所述至少两个光伏逆变器13中的每个光伏逆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏并网发电系统，其特征在于，包括：光伏阵列，用于对太阳能进行转换，输出直流电能；至少两个光伏逆变器，用于将光伏阵列输出的直流电能转换成交流电能，提供给电网；第一开关元件组，包括若干与光伏逆变器数目相同的开关元件，每个开关元件串联于对应的光伏逆变器和光伏阵列之间；电能质量治理装置，用于改善电网的电能质量；第二开关元件，串联于电能质量治理装置和电网之间；上位机，包括检测控制模块和谐波分析模块，检测控制模块用于根据光伏阵列输出的直流电能特性，控制第一开关元件组中的开关元件接通或断开使至少两个光伏逆变器的部分或者全部工作，以使处于工作状态的光伏逆变器的输出功率满足预设的功率值；谐波分析模块，用于分析光伏逆变器输出的电流谐波情况，当谐波超过预设值时，控制第一开关元件组中的部分开关元件断开使部分光伏逆变器停止工作，或者控制第二开关元件接通使电能质量治理装置工作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，张兴，倪华，陶磊，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：