[发明专利]光伏并网模拟系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能发电领域，尤其涉及光伏并网模拟系统及控制方法。

背景技术

随着传统能源的过渡开采和利用，全世界正面临着能源枯竭的现状。同时，传统能源的使用在很大程度上造成了全球气候变暖、生态环境恶化等问题。为了节约资源和保护环境，世界各国不断呼吁利用风能、太阳能等清洁能源进行发电，造就了太阳能光伏产业的迅猛发展。

光伏发电系统可分为离网光伏发电系统和并网光伏发电系统，其中，并网光伏发电系统比离网型光伏发电系统投资减少25％。将光伏发电系统以微网的形式接入到大电网并网运行，与大电网互为支撑，是提高光伏发电规模的重要技术出路，通过并网能够扩张太阳能使用的范围和灵活性。光伏发电并网就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网，供用户使用。

随着光伏装机容量在区域电网中占的比重越来越高，新能源发电规模接入电网后对电网安全稳定运行的影响日益显著。但由于光伏并网设备设置在太阳能资源丰富的户外开阔地区，因此当出现雷电出现时，会对光伏并网系统造成严重影响，甚至会造成整个电网的瘫痪。因此，在构建光伏并网系统时，必须考虑到雷电对光伏设备和电网的影响。由于光伏系统造价较高，不能将光伏系统直接置于雷电当中进行测试，且自然环境中的雷电毫无规律不能很好的研究雷电到底对光伏并网系统会造成什么样的影响。

因此，有必要提出一种光伏并网模拟系统及控制方法，以研究雷电对光伏并网系统的影响，避免实际应用中雷电对光伏并网系统造成损坏。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的一个目的在于，提出一种光伏并网模拟系统，以解决现有技术中无法使用光伏并网系统研究雷电对光伏设备和电网的影响的问题。

本发明的另一个目的在于，提出一种光伏并网模拟系统控制方法，该方法应用在上述光伏并网模拟系统上，以研究雷电对光伏并网系统的影响。

(二)技术方案

为了达到上述目的，一方面，本发明采用的主要技术方案包括：

光伏并网模拟系统，包括光伏组件模拟单元、并网逆变器模拟单元、氢燃料电池组件模拟单元，所述光伏组件模拟单元和氢燃料电池组件模拟单元通过并网逆变器模拟单元接入到电网模拟单元；

还包括雷电模拟发生器、雷电监测模拟单元和设置于各个单元上的模拟避雷器，所述雷电监测模拟单元包括将所述并网逆变器模拟单元的交流输出端设置为防雷箱一级保护；

所述雷电监测模拟单元还包括模拟控制器和模拟避雷监测器，所述模拟避雷监测器包括直接雷击模拟监测器和间接雷击模拟监测器，所述直接雷击模拟监测器用于监测直接雷击后光伏并网模拟系统受到的雷击电流的强度、雷击电压的极性、雷击次数；

所述间接雷击模拟监测器用于监测雷击发生后所述模拟避雷器的损坏情况；

所述氢燃料电池组件模拟单元包括依次连接的电解水装置、氢气储罐和氢燃料电池，所述氢燃料电池与所述并网逆变器模拟单元相连接，所述氢燃料电池产生的电能通过所述并网逆变器模拟单元接入所述电网模拟单元。

进一步的，所述并网逆变器模拟单元与电网模拟单元之间设置有模拟滤波器；

所述模拟滤波器用于对所述并网逆变器模拟单元输出的交流电进行滤波，以获得与所述电网模拟单元相匹配的波形。

进一步的，所述模拟滤波器与电网模拟单元之间设置有模拟防逆流器。

进一步的，还包括总控制器，所述总控制器分别与所述光伏组件模拟单元、并网逆变器模拟单元、氢燃料电池组件模拟单元、雷电模拟发生器、雷电监测模拟单元和模拟避雷器相连接并对其分别进行控制；

所述总控制器控制所述雷电模拟发生器随机产生模拟雷电，所述总控制器控制所述雷电监测模拟单元对产生的模拟雷电进行监测。

优选的，所述直接雷击模拟监测器中用于监测直接雷击的探头选用罗哥夫斯基线圈。

进一步的，还包括报警装置，所述报警装置与所述总控制器相连接；

当所述模拟避雷器发生损坏或雷击电流的强度超过安全值时，所述总控制器控制报警装置进行报警。

为了达到上述目的，另一方面，本发明采用的主要技术方案包括：

光伏并网模拟系统控制方法，所述控制方法应用在如上所述的光伏并网模拟系统上，首先，总控制器控制光伏组件模拟单元、并网逆变器模拟单元、电网模拟单元、氢燃料电池组模拟单元和模拟避雷器进行工作；

接着，控制器控制雷电模拟发生器随机产生模拟雷电，同时，控制器控制雷电监测模拟单元进行监测；