[发明专利]光伏微网发电系统的自动投切控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统智能控制，尤其涉及一种光伏微网发电系统的自动投切控制装置。

背景技术

随着社会经济的发展，能源与环境成为全球面临的重要问题。能源短缺、环境恶化日益突显，开发利用绿色能源成为世界各国解决能源危机与环境恶化的最有效途径。太阳能以其资源丰富、清洁无污染成为开发利用前景较好的可再生能源。光伏并网发电技术作为光伏发电的主要方式越来越受到人们的认可和关注，并逐渐成为光伏发电应用的主流。分布式发电(DG)由于具有污染少、能源利用效率高、安装地点灵活等多方面优点得以快速发展，但是大量DG接入电网也产生了一些不良影响。

光伏并网需要解决的是逆变、并网、谐波控制等问题。目前，常用的方法是根据光伏电池的工作特性，将最大功率跟踪(MPPT)控制应用于控制器的充电电路中，实现了光伏电池最大效率的输出，先进行高频升压，数字信号处理器(DSP)产生SPWM脉冲驱动逆变电路后并网。控制器实现了光伏电池最大效率的利用，并且最大限度地降低了逆变部分的谐波畸变率。但存在的问题是：(1)DSP芯片处理能力有限，同时完成电压、电流监控、逆变驱动、谐波控制、投切等精确控制，技术要求含量高，可靠性低，需要研究更高处理性能的芯片，或者大规模增加投入。(2)在以火电、水电、核电等传统能源为骨干，以平衡方式接入的新能源发电系统，光伏微网发电系统作为配电网的有益补充，其投切需要从总体上进行宏观控制，根据负荷水平和光伏微网发电能力，选择最为适合的光伏微网系统投入电网，做到资源的合理分配、节约成本，目前这部分内容尚空白。(3)若需要做到宏观调控，必须各个光伏微网系统进行监控，并将数据送至后台经专家系统决策后做出最优判断，如何解决信息传输系统因其效率低下、反应迟钝、传输信息单一，以及后台智能决策系统的开发也是解决光伏系统有效并网的关键问题。

专利文献CN201410449595提供了一种光伏发电单元的在线投切方法、装置及系统，公开的方法包括获取直流母排的母线电压与直流-直流变换器的输出电压；计算母线电压与直流-直流变换器的输出电压的电压差；比较电压差的幅值与预设值；若幅值小于预设值，则将光伏发电单元通过缓冲电路投切到直流母排；若幅值大于或者等于预设值，则光伏发电单元进入等待投切状态。公开的实施例能够减小光伏发电单元投切时的冲击电流，使得脱离直流母排的光伏发电单元平稳地在线投入光伏直流供电系统，从而提高公共直流母排供电系统的经济可行性。公开阐述了光伏发电单元的在线投切方法及装置，从电压差角度考虑，操作简单，可实施性强，但未从全网角度考虑，如果仅是从电压考虑，将光伏系统并网后，会产生能源过剩。

专利文献CN201110296814.0公开了一种即插即用光伏发电并网系统检测装置，其包括电源电路、光伏电池接入电路、蓄电池接入电路、变器接入电路、负载选择器、光伏电池检测负载电路、逆变器检测静态负载电路、逆变器动态负载电路及DSP处理器，公开的检测装置的优点包括即插即用，通过采集数据，确定发电系统故障；实现光伏电池板、逆变器在多样负载工作条件下的检测并且检测的同时可以满足多个待测光伏电池间的切换，实现多个光伏电池发电状态的比较和检测，极大的提高了光伏电池检测的效率和准确性；脉冲发生装置和延时装置可以根据不同发电装置所对应的实际负载状况进行设定，使模拟的负载与真实情况更为接近，增加了检测的准确性。公开的检测装置检测了多个参数，确定故障，可进行光伏系统电池切换，但未见阐述光伏系统投入电网的投切方法。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种光伏微网发电系统的自动投切控制装置，从全网角度考虑，检测多个电量参数，并结合后台专家资源库，进行决策，选择最优组合的光伏系统投入并网运行，避免能源浪费，确保电能质量。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种光伏微网发电系统的自动投切控制装置，包括测量控制单元、4G无线通信网络、后台决策系统，其中，测量控制单元通过4G无线通信网络连接到后台决策系统，通过4G无线通信网络，测量控制单元将电网信息数据发送给后台决策系统，同时后台决策系统将后台决策系统指令下发到测量控制单元；

测量控制单元包括数字信号处理器、显示模块、按键模块、数据存储器、4G接口模块、控制输出接口、实时时钟电路、电能计量芯片、AD转换电路、数据采集模块以及电压互感器、电流互感器，其中显示模块、按键模块、数据存储器、4G接口模块、控制输出接口、实时时钟电路、电能计量芯片、AD转换电路分别通信连接到数字信号处理器并受数字信号处理器控制；