具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统，包括光伏发电系统阵列、第一断路器、三相逆变器、滤波器、参数检测模块、负载、第二断路器、变压器、电网、控制器，光伏发电系统阵列输出的电流依次经第一断路器、三相逆变器和滤波器输入参数检测模块的输入端，参数检测模块一路与负载连接，另一路通过变压器、第二断路器与电网连接，参数检测模块检测第二断路器的开关信号，以及参数检测模块和负载耦合点处的电压V和频率f，并将其输出至控制器的输入端，所述控制器的输出端一路与逆变器连接，为逆变器提供PWM信号，一路与第一断路器连接。将低电压穿越和防孤岛保护共存以实现增强光伏电站系统稳定性和安全性的优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统，包括光伏发电系统阵列、第一断路器、三相逆变器、滤波器、参数检测模块、负载、第二断路器、变压器、电网、控制器，光伏发电系统阵列输出的电流依次经第一断路器、三相逆变器和滤波器输入参数检测模块的输入端，参数检测模块一路与负载连接，另一路通过变压器、第二断路器与电网连接，参数检测模块检测第二断路器的开关信号，以及参数检测模块和负载耦合点处的电压V和频率f，并将其输出至控制器的输入端，所述控制器的输出端一路与逆变器连接，为逆变器提供PWM信号，一路与第一断路器连接。将低电压穿越和防孤岛保护共存以实现增强光伏电站系统稳定性和安全性的优点。【专利说明】具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统
本技术涉及光伏发电领域，具体地，涉及一种具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统。
技术介绍
低电压穿越技术(LVRT)最早是在风力发电系统中提出来的，对于光伏发电系统是指光伏并网点电压跌落的时候，光伏设备能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直至电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间(区域)。随着太阳能光伏发电装机比例的快速增加，电网对于并网光伏电站的低电压穿越能力有了更高的要求。光伏电站必须能够在外部电网故障、特别是电网电压骤降故障时不间断并网运行。低电压穿越能力被认为是光伏并网设备设计制造技术上的最大挑战之一，直接关系到光伏发电的大规模应用。孤岛效应是分布式发电系统需要注意的问题，光伏并网发电系统同样需要考虑。孤岛效应涉及到公共电力系统中的一个区域，当电网故障，要求分布式的系统停止供电时，但是分布式系统的供电装置仍然在带负载工作，形成一个电力公司无法控制的电力孤岛。为了保护光伏并网发电系统、电网的稳定和电网维护人员的安全，需要在光伏并网系统中设置孤岛保护功能。而孤岛检测主要分为基于通信的孤岛检测和局部孤岛检测。基于通信的孤岛检测主要有连锁跳闸和电力线载波通信。局部孤岛检测主要分为被动式和主动式,被动式通过检测并网发电装置与电网接口处电压或频率的异常来检测孤岛效应。而现在光伏电站只具备低电压穿越功能或者防孤岛保护一种功能，对光伏电站构成很大的威胁。因光伏电站低电压穿越与防孤岛保护之间存在的矛盾，在低电压穿越过程中孤岛保护发生误动作从而威胁电网安全稳定运行，光伏电站孤岛时逆变器的低电压穿越能力容易导致防孤岛保护拒动，从而造成设备损害，威胁检修人员人身安全；而孤岛检测主要分为基于通信的孤岛检测和局部孤岛检测。基于通信的孤岛检测主要有连锁跳闸和电力线载波通信。局部孤岛检测主要分为被动式和主动式，被动式通过检测并网发电装置与电网接口处电压或频率的异常来检测孤岛效应。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对上述问题，提出一种具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统，将低电压穿越和防孤岛保护共存以实现增强光伏电站系统稳定性和安全性的优点。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是:一种具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统，包括光伏发电系统阵列、第一断路器、三相逆变器、滤波器、参数检测模块、负载、第二断路器、变压器、电网、控制器，所述光伏发电系统阵列输出的电流依次经第一断路器、三相逆变器和滤波器输入参数检测模块的输入端，所述参数检测模块一路与负载连接，另一路通过变压器、第二断路器与电网连接，所述参数检测模块检测第二断路器的开关信号，以及参数检测模块和负载耦合点处的电压V和频率f，并将其输出至控制器的输入端，所述控制器的输出端一路与逆变器连接，为逆变器提供PWM信号，一路与第一断路器连接。根据本技术的优选实施例，所述控制器包括检测与控制模块与PWM发生器，所述检测与控制模块的输入端与上述参数检测模块的输出端连接，所述检测与控制模块的输出端分别与PWM发生器和第一断路器连接，所述PWM发生器的输出端与上述三相逆变器的输入端连接。根据本技术的优选实施例，所述检测与控制模块采用DSP处理器。根据本技术的优选实施例，所述参数检测模块至少包括用来检测电压信号V的电压互感器和用来检测频率信号f的三相锁相环电路。本技术的技术方案具有以下有益效果:本技术的技术方案，通过检查电网断路器的开关信号，以及电压信号V和频率信号f，通过控制器的判定，并通过控制第一断路器，实现了孤岛判定和防孤岛保护功能，而通过设置三相逆变器实现了低电压穿越的功能，从而将低电压穿越和防孤岛保护功能共存，达到了增强光伏电站系统稳定性和安全性的目的。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。【专利附图】【附图说明】图1为本技术实施例所述的具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统的原理框图；图2为本技术实施例所述的具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统的工作过程流程图。【具体实施方式】以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，一种具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统，包括光伏(PV)发电系统阵列、第一断路器、三相逆变器、滤波器、参数检测模块、负载、第二断路器、变压器、电网、控制器，光伏发电系统阵列输出的电流依次经第一断路器、三相逆变器和滤波器输入参数检测模块的输入端，参数检测模块一路与负载连接，另一路通过变压器、第二断路器与电网连接，参数检测模块检测第二断路器的开关信号，以及参数检测模块和负载耦合点处的电压V和频率f，并将其输出至控制器的输入端，控制器的输出端一路与逆变器连接，为逆变器提供PWM信号，一路与第一断路器连接。参数检测模块和负载耦合点即图中的PCC处，及分布式电源与电网的公共耦合点。控制器包括检测与控制模块与PWM发生器，检测与控制模块的输入端与参数检测模块的输出端连接，检测与控制模块的输出端分别与PWM发生器和第一断路器连接，PWM发生器的输出端与上述三相逆变器的输入端连接。检测与控制模块采用DSP处理器。参数检测模块至少包括用来检测电压信号V的电压互感器和用来检测频率信号f的三相锁相环电路。以断开光伏电站。当光伏电站系统接收到第二断路器的断开信号时，或结合本地检测的电压信号V和频率信号f符合则判定孤岛发生，控制器发送跳闸信号控制第一断路器断开，切断分布式发电系统。当光伏电站装置未接受到第二断路器的断开信号，且本地检测到电压信号V跌落时则三相逆变器实现低电压穿越。正常运行时第一断路器、三相逆变器、断路器都导通运行。当电路中由于某种故障使第二断路器断开时，能够通过数检测模块和控制器检测到该事件的发生，并且控制第一断路器断开。如图2所示，具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统的具体工作过程如下，参数检测模块检测电压信号V和频率信号f，并将电压信号V和频率信号f作为检测与控制模块的输入信号；检测与控制模块接收数检测模块传来的电压信号V和频率信号f进行阀值判断，并通过PWM发生器产生PWM控制信号；如电压和频率任何一个值超过了预先设定阀值5个周期，则发送跳闸信号控制第一断路器，从而使整个电站系统停止运行。 检测与控制模块检测过程具体如下:1)参数检测模块采集的第二断路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统，其特征在于，包括光伏发电系统阵列、第一断路器、三相逆变器、滤波器、参数检测模块、负载、第二断路器、变压器、电网、控制器，所述光伏发电系统阵列输出的电流依次经第一断路器、三相逆变器和滤波器输入参数检测模块的输入端，所述参数检测模块一路与负载连接，另一路通过变压器、第二断路器与电网连接，所述参数检测模块检测第二断路器的开关信号，以及参数检测模块和负载耦合点处的电压V和频率f，并将其输出至控制器的输入端，所述控制器的输出端一路与逆变器连接，为逆变器提供PWM信号，一路与第一断路器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚旭，李雪明，李晓虎，曹银利，刘克权，汤奕，康毅，王耿，张柏林，徐宏雷，樊红五，陈永华，陈勇，杨海，
申请(专利权)人：国家电网公司， 甘肃省电力公司， 南京南瑞集团公司，
类型：新型
国别省市：北京;11