[发明专利]一种具有无功功率补偿系统的光伏发电系统

说明书

本发明涉及一种具有无功功率补偿系统的光伏发电系统，所述光伏发电系统包括：多个用于产生直流电的光伏组件；多个用于将所述直流电转换为交流电的功率转换器；多个无功功率补偿系统；所述光伏组件包括多个呈阵列排布的太阳能电池片，所述太阳能电池片为硅基异质结太阳能电池。本发明的光伏发电系统具有无功功率补偿系统，降低电能损耗，同时采用硅基异质结太阳能电池，制造成本低且光电转换效率优异。

技术领域

本发明涉及配电与用电技术领域，特别是涉及一种具有无功功率补偿系统的光伏发电系统。

背景技术

电力网络用于各种用途的电力输送和配电。电力网络包括互相互连以产生，传输和分配电力的多个装置。电力网络在运行期间经历由不同发电装置的有功和无功功率的产生的变化以及在电力网络中的不同负载下的有功和无功功率的可变消耗引起的电压变化。连接大量可再生能源的电力网络在互连点及其附近可能会产生大的和快速的电压变化，导致电压调节装置（例如有载分接变换变压器和电容器）的过度运行。由于电压调节装置的运行速度有限，电力网络中的所有网络总线上不能始终保持恒定的电压。机械开关变压器水龙头和电容器的过度运行导致开关设备的维护和使用寿命的减少。减轻上述电压变化的一种方法是提供具有或不具有电压下降特性的闭环控制器。控制器调节无功电源，以使用机械开关电抗器和电容器以及诸如静态VAR补偿器（SVC）和静态同步补偿器（STATCOM）等动态装置来补偿电压变化。更具体地说，在一些可再生能源发电系统中，闭环控制器调节功率转换器的工作功率因数，以调节无功功率以减轻电压变化。然而，在该过程中，闭环控制器可能不期望地与电力网络中的其它电压控制器相互作用。此外，闭环控制器倾向于补偿网络和连接负载的无功功率需求，这导致无功电源中的损耗增加，并且其动态能力的次优化利用。

用于减轻电力网络中的电压变化的替代方法是单独地补偿每个发电装置的自感应电压变化。基于导致恒定功率因数运算的近似电压降方程来计算用于补偿自感应电压变化所需的无功功率的量。然而，这种方法在高功率条件下往往不准确，并且可能导致电力网络中的过度补偿，导致不期望的电压变化和增加的损耗。另一种方法是基于准确的电压降方程来计算无功功率量，这导致可变的功率因数运算。然而，这种方法在计算上是复杂的并且需要额外的数据。因此，需要一个改进的系统来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种具有无功功率补偿系统的光伏发电系统。

为实现上述目的，本发明提出的一种具有无功功率补偿系统的光伏发电系统，所述光伏发电系统包括：多个用于产生直流电的光伏组件；多个用于将所述直流电转换为交流电的功率转换器；多个无功功率补偿系统；

所述无功功率补偿系统执行如下操作:

1)基于光伏发电系统中的至少一个功率转换器的状态来计算无功功率的所需值;

2)基于所述无功功率的所需值生成无功功率指令;

3)将所述无功功率指令发送到产生所述无功功率的所需值的所述功率转换器中，以补偿由所述光伏发电系统中的所述功率转换器引起的电压变化；

所述光伏组件包括多个呈阵列排布的太阳能电池片，所述太阳能电池片为硅基异质结太阳能电池，所述硅基异质结太阳能电池按照如下步骤制备：

（a）对P型硅片进行清洗；

（b）采用金属离子辅助化学刻蚀法在所述P型硅片的上表面制备P型硅纳米线阵列；

（c）将含有所述P型硅纳米线阵列的所述P型硅片浸入硫化氨的水溶液中，作为阳极，并在硫化氨的水溶液中放置铂电极，作为阴极，进行电镀硫化处理，以得到硫化钝化层；

（d）在所述P型硅纳米线阵列的表面通过化学气相沉积法制备铁电钝化薄膜；

（e）随后在所述铁电钝化薄膜的表面通过PECVD法制备N型非晶硅薄膜；