[发明专利]大功率集中式光伏并网发电协调控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能光伏发电技术领域，涉及一种大功率集中式光伏并网发电协调控制系统，本发明还涉及一种大功率集中式光伏并网发电协调控制方法。

背景技术

太阳能光伏发电作为新能源发电的重要组成部分，对缓解能源危机起着积极的作用，而大功率集中式光伏并网发电协调控制系统作为光伏发电系统的主要形式，其并网电能的质量对大电网的电能质量有很大影响，因此国家标准GB/T19939-2005也对光伏并网发电系统的并网电流谐波有一定的要求，其中一条是总谐波电流应小于逆变器额定输出电流的5%。

针对大功率集中式光伏并网发电控制系统存在的对并网电流谐波的严格要求，现有的大功率集中式光伏并网发电控制系统通常采用两台或两台以上并网逆变器并联的智能主从结构，其控制系统实时监视光伏阵列的实际输出功率，从而决定需要投入的逆变器数量，提高了设备效率以及设备冗余性。由于逆变器根据光伏阵列实际输出功率投入运行，逆变器产生的并网电流谐波有所降低，所以可以部分抑制系统的并网电流谐波，而实际系统在弱光即光伏阵列实际输出功率较小情况下的并网电流THD还会超过5%，这会对大电网的电能质量产生不利影响，而且其规模越大，不利影响也就越大，这必然会阻碍大功率集中式光伏并网发电控制系统在光伏电站中的进一步应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种大功率集中式光伏并网发电协调控制系统，解决了现有技术中大功率集中式光伏并网发电控制系统，在弱光情况下并网电流THD超过5%的问题。

本发明的另一目的是提供一种大功率集中式光伏并网发电协调控制方法。

本发明采用的技术方案是，一种大功率集中式光伏并网发电协调控制系统，包括一台主逆变器和至少一台从逆变器，主逆变器作为主机，各台从逆变器都作为从机。主逆变器和各台从逆变器之间通过CAN总线进行通信。主逆变器具有较小的容量，兼有并网发电模式和谐波补偿模式，从逆变器数量为两个以上时要求有相同的容量，并且只具有并网发电模式。

本发明采用的另一技术方案是，一种大功率集中式光伏并网发电协调控制方法，依赖于上述的协调控制系统，按照以下方式实施协调控制：

1）光伏阵列实际输出功率增加的情况

假设系统的初始状态为停机状态

若光伏阵列实际输出功率增加到大于5%从逆变器一额定输出功率且小于从逆变器一额定输出功率的最佳比例B，则系统启动，谐波抑制接触器闭合，并网接触器闭合，主逆变器工作在并网发电模式，此时主逆变器的并网电流能够满足THD<5%的要求，从逆变器一、从逆变器二和从逆变器三都停止工作，

若光伏阵列实际输出功率继续增加到大于从逆变器一额定输出功率的最佳比例B且小于从逆变器一额定输出功率的最佳比例A，则主逆变器通过CAN总线命令从逆变器一工作，并网接触器一闭合，从逆变器一承担全部光伏阵列实际输出功率，此时从逆变器一的并网电流不能满足THD<5%的要求，所以谐波抑制接触器断开，主逆变器切换到谐波补偿模式，以从逆变器一作为补偿对象进行有源滤波，使得谐波电流仅在主逆变器和从逆变器一之间流动，从而减小流入电网的谐波电流，使补偿后的总并网电流达到THD<5%的要求，

若光伏阵列实际输出功率继续增加到大于从逆变器一额定输出功率的最佳比例A且小于从逆变器一额定输出功率，此时从逆变器一的并网电流虽然能够满足THD<5%的要求，为了得到更好的电能质量，主逆变器依然工作在谐波补偿模式，

若光伏阵列实际输出功率继续增加到大于从逆变器一额定输出功率且小于两倍的从逆变器一额定输出功率，则主逆变器通过CAN总线命令从逆变器二工作，并网接触器二闭合，再将光伏阵列实际输出功率平均分配给从逆变器一和从逆变器二，此时从逆变器一和从逆变器二的总并网电流虽然能够满足THD<5%的要求，为了得到更好的电能质量，主逆变器依然工作在谐波补偿模式，

若光伏阵列实际输出功率继续增加到大于两倍的从逆变器一额定输出功率且小于三倍的从逆变器一额定输出功率，则主逆变器通过CAN总线命令从逆变器三工作，并网接触器三闭合，再将光伏阵列实际输出功率平均分配给从逆变器一、从逆变器二和从逆变器三，此时从逆变器一、从逆变器二和从逆变器三的总并网电流虽然能够满足THD<5%的要求，为了得到更好的电能质量，主逆变器依然工作在谐波补偿模式，

如果从逆变器不止三台，则其他从逆变器的工作方式和从逆变器三的工作方式类似；

2）光伏阵列实际输出功率减小的情况