[发明专利]一种分布式混合新能源的发电与并网控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源发电与电气技术领域，涉及一种分布式混合新能源的发电与并网控制装置及方法。

背景技术

随着中国经济和科学技术的快速发展，我国的新能源发电呈现出快速发展态势，尤其是风力和太阳能发电技术日趋受到重视。在我国的新能源并网装机总容量中，风电并网容量位居榜首。然而，单一的风能或单一的太阳能在无风和阴雨天以及恶劣的气候条件下均无法保证电能的连续供应，因而单一风能发电或单一的太阳能发电具有间歇性、随机性、可调度性差的特点。在电网接纳能力不能自行调理的情况下，大规模新能源发电并网会造成配电网中电能质量的下降，影响用电设备以及威胁用户的生命安全，因此为了保证配电网的稳定性，需保证新能源发电的稳定性以及接入电网的可靠性。目前研究的风光互补技术，虽然能一定程度上减少风能和太阳能发电的输出电压的波动，但需要储能蓄电池不断地充放电来维持，而蓄电池的长期不断充放电将减少蓄电池使用寿命，进而将给系统稳定性带来一定的风险。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种分布式混合新能源的发电与并网控制装置及方法。

本发明的技术方案：

一种分布式混合新能源的发电与并网控制装置，包括：

发电单元、发电端反馈式控制单元、逆变器、线路滤波器、断路器和并网端断路控制单元；

发电单元包括：风能发电单元、太阳能发电单元、燃料电池发电单元、燃气轮机发电单元和直流汇流单元；风能发电单元的输出端、太阳能发电单元的输出端、燃料电池发电单元的输出端和燃气轮机发电单元的输出端均连接直流汇流单元的输入端，直流汇流单元的输出端连接逆变器的输入端；

发电端反馈式控制单元包括传感器模块、电压互感器、电流互感器、数据采样模块、A／D转换器、RAM和微处理器；传感器模块的输入端分别连接风能发电单元的输出端、太阳能发电单元的输出端、燃料电池发电单元的输出端和燃气轮机发电单元的输出端；传感器模块有4组，且每组传感器模块包括温度传感器、风速传感器、气压传感器和光强传感器，各传感器模块分别与其对应的各发电单元置于同一环境，各传感器的输出端连接数据采样模块的输入端；电压互感器的输入端和电流互感器的输入端均连接直流汇流单元的输出端，电压互感器的输出端及电流互感器的输出端均连接数据采样模块的输入端；数据采样模块包括多路开关、采样保持电路和可编程增益控制放大器，多路开关的输入端作为数据采样模块的输入端分别连接各传感器的输出端、电压互感器的输出端和电流互感器的输出端，多路开关的输出端连接采样保持电路的输入端，采样保持电路的输出端连接可编程增益控制放大器的输入端，可编程增益控制放大器的输出端作为数据采样模块的输出端连接A／D转换器的输入端；A／D转换器的输出端分别连接RAM的输入端和微处理器的输入端，微处理器的输出端分别连接多路开关的地址选择端、采样保持电路的控制端、可编程增益控制放大器的控制端、A／D转换器的控制端、RAM的控制端、燃料电池发电单元的输入端及燃气轮机发电单元的输入端；

逆变器的输出端连接线路滤波器的输入端；线路滤波器的输出端连接断路器的输入端；断路器的输出端接入电网；

并网端断路控制单元包括信号采集模块、信号调制模块、DSP处理单元和上位机；信号采集模块的输入端分别连接逆变器的输出端及电网的输入端，信号采集模块的输出端连接信号调制模块的输入端；信号调制模块的输出端连接DSP处理单元的输入端；DSP处理单元的输出端分别连接断路器的控制端、逆变器的输入端及上位机的输入端。

风能发电单元、太阳能发电单元、燃料电池发电单元及燃气轮机发电单元均独立发电，风能发电单元及太阳能发电单元为主发电单元，燃气轮机发电单元及燃料电池发电单元为补偿发电单元。

发电端反馈式控制单元实时检测直流汇流单元的实际输出电压、实际输出电流和实际输出功率，根据实际输出电压与额定电压之差、实际输出电流与额定电流之差和实际输出功率与额定功率之差，实时调整燃气轮机发电单元的气体体积流速、燃料电池发电单元的燃料电池组数和每组燃料电池数，以补偿实际输出电压与额定电压之差、实际输出电流与额定电流之差和实际输出功率与额定功率之差。

并网端断路控制单元实时采集逆变器与并网点间的电压信号和电流信号，根据并网条件及并网稳定性系数判断是否并网并根据判断结果控制断路器的通断。

信号采集模块包括多个交流电压互感器和多个交流电流互感器。

采用分布式混合新能源的发电与并网控制装置来控制分布式混合新能源发电与并网的方法，包括如下步骤：