[发明专利]一种太阳能光伏并网系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电技术领域，尤其涉及一种太阳能光伏并网系统。

背景技术

近年来，随着煤炭、石油等不可再生能源的匮乏，能源问题越来越受到世界各国的重视。太阳能作为一种极具潜力的新能源，是太阳内部不断的核聚变反应而产生的能量。研究和实践表明，直接由太阳辐射到地球上的能量非常丰富，分布广泛，可以再生，而且不污染环境，每40秒钟就有相当于210亿桶石油的能量，相当于全球一天所消耗的能源，所以太阳能是国际社会公认的不可再生能源的理想替代源。按能量转换的方式，太阳能利用主要在以下三个领域上进行：光热转换领域(太阳能热水器、太阳灶、太阳房、太阳能热力发电等)、光电转换领域(太阳能光伏发电系统)和光化学转换领域(太阳能制氢等)。其中光伏发电是太阳能利用的主要形式。

光伏发电系统通过配合容量适合的逆变器连接到公共电网上，就可以实现并网发电，形成太阳能光伏并网发电系统。太阳能光伏并网发电系统不需要蓄电池储能，在白天日照充足情况下，逆变器将光伏发电系统所发的直流电逆变成正弦交流电，产生的交流电除了提供本地交流负载，多余电力提供给公共电网；夜间或阴天情况，本地交流负载则直接从电网获取所需电力。现有的太阳能光伏并网发电系统按照并网方式分主要有集中式并网发电系统和分散式并网发电系统。集中式并网发电系统的功率容量通常在兆瓦级以上，它充分利用荒漠地区丰富和相对稳定的太阳能资源构建大型光伏电站并接入高压输电系统供给远距离负载，但是由于其需要依赖长距离输电线路送电入网，同时自身也是电网的一个较大的干扰源，存在输电线路损耗、电压跌落、无功补偿等比较复杂的问题，使其很难得以广泛应用。分散式并网发电系统的功率容量在千瓦级至百千瓦级之间，倡导就近发电、就近并网、就近转换以及就近使用的原则，不仅能有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。因此，目前应用最为广泛的是分散式并网发电系统。然而由于现有的分散式并网发电系统存在的问题有光伏模块与并网逆变器之间的结构复杂、逆变器性能不稳定而影响整个系统的稳定性、经过逆变器逆变成正弦交流电直接接入公共电网造成电网电压范围波动大且不稳定的影响以及缺乏现有配电自动化系统对发电系统进行统一监管的功能因此需要加以改进。

发明内容

本发明的目的提供一种太阳能光伏并网系统，尤其是一种分散式光伏并网发电系统，该系统整体结构设计巧妙，有效提高了光伏利用率，运行安全可靠，能够保证供电的稳定性，系统中还配置了便于与配电自动化系统进行信息交互的主控制器，控制可靠性高，能对公共电网的电能质量和安全稳定起到积极的作用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种太阳能光伏并网系统，接入交流电网，包括并网发电单元、并网逆变器、主控制器、双向电能计量装置、配电开关和隔离变压器，所述并网发电单元与并网逆变器相连，并网逆变器通过配电开关与双向电能计量装置相连，双向电能计量装置通过隔离变压器接入至交流电网，在隔离变压器和交流电网之间设置有安全保护装置；所述并网发电单元包括至少两个光伏阵列，每个光伏阵列上配置有光伏防雷汇流箱，所有光伏防雷汇流箱的输出端与所述并网逆变器的输入端相连，所述光伏防雷汇流箱通过光伏汇流检测装置与主控制器相连；所述并网逆变器通过设置在逆变器内的逆变控制装置与主控制器相连，所述隔离变压器通过设置在变压器内的变压器测控保护装置与主控制器相连，所述双向电能计量装置和配电开关也与主控制器相连，所述主控制器包括数据采集模块、数据处理模块和人机交互模块。

作为本发明的一种改进，还包括电网电压采集器和比较器，所述电网电压采集器与交流电网接口相连，用于采集电网电压信号，所述电网电压信号包括电网电压幅值信号和电网电压相位信号；所述比较器与电网电压采集器相连，用于根据电网电压信号对所述并网逆变器的输出电压的相位和频率进行修正。