[发明专利]一种基于添加联络开关结构的提高光伏发电汇集系统轻载效率的方法

权利要求书

1.一种基于添加联络开关结构的提高光伏发电汇集系统轻载效率的方法，其特征在于，包括：基于一套基于联络开关的装置，装置包括一套加装在两个相邻光伏阵列汇流母线间的联络开关，安装在联络开关与变流器之间的开关控制，反馈线，以及安装在两个变流器之间的通讯线；并且定义输入量包括变流器实时负载率L，启动变换器信号，联络开关开合状态反馈s；控制逻辑的包括进入轻载运行状态和退出轻载运行状态，具体是：

(1)进入轻载运行状态：将相连接的两个阵列标记为1号和2号阵列，其对应的两个变流器分别标记为变流器1号和变流器2号；两个阵列的变流器都可以直接获得自身的负载率，在本说明中标记为L1和L2；我们设定一个判断汇集系统是否进入轻载状态的触发阈值为Llow，逻辑等待时间Q；以1号阵列为例，在其变流器的控制器中运行L1与Llow的比较程序，当L1<Llow，并且持续时间T>Q时，该控制器可以判断本阵列进入轻载运行状态；进而该控制器会发出指令，使得联络开关闭合，然后经过延时时间delay1，本变流器输出功率降低为零，进入待机状态；若是小范围过云导致的短时功率波动，则L1<Llow的持续时间T<Q，变流器不会进入轻载运行状态；对于2号阵列，运行机理同上；

(2)退出轻载运行状态：在已经进入轻载运行模式的情况下，我们设定一个判断汇集系统是否退出轻载运行状态的负载率触发阈值为Lhigh，同样要设置一个逻辑等待时间Q；假设2号阵列进入了轻载运行状态，其变流器处于待机状态，联络开关处于闭合状态，将2号阵列的发电潮流转移到1号阵列的变流器上；若1号阵列的变流器控制器检测到L1>Lhigh，且持续时间T>Q，则可以判断这两个光伏阵列退出轻载运行状态；进而进行的操作是：通过与另一个变流器连接的通讯回路发送启动指令，使得2号阵列的变流器开机工作，并在延时一段时间delay2后，给联络开关发送分闸命令，从而使得联络开关断开；当上述假设条件倒转过来时，也将相同流程。

2.根据权利要求1所述的一种基于添加联络开关结构的提高光伏发电汇集系统轻载效率的方法，其特征在于，阈值Llow、Lhigh、Q的确定方法具体是：查阅汇集系统中的变流器技术手册，获得其负载-效率曲线；查阅联络开关使用线缆的技术手册，获得线缆阻抗和损耗特性数据，为制定联络开关定做阈值提供基础数据支撑；对于变流器的负载率—效率曲线，计算在负载率为X时闭合开关节省的功耗大小；不妨设曲线得当负载率为X时转换效率为η₁，此时输出功率为P_O1＝P_N×X，逆变器输入侧功率为作为对比，对于闭合后仍在运行的逆变器，负载率接近2X，由曲线查得当负载率为2X时转换效率为η₂，此时输出功率为P_O2＝P_N×X×2，逆变器输入侧功率为由查得的线缆阻抗和损耗特性数据求得线缆上的损耗功率为P_损＝I²×R，式中I为联络线路上的电流，在开关闭合，逆变器上的负载率为X时其中P_N为逆变器额定功率，U为汇流母线上电压；R的选取我们根据断开开关时的阈值负载率判断，即保证开关联络线上流过电流最大值时线路不会损坏，根据耐流度选择联络线型号后再根据联络线长度L后由电阻公式求出R；得出节省功率对负载率公式为

其中η₁和η₂可根据转换效率—负载率曲线拟合的公式近似用X表示；该式转化为ΔP＝f(X)，在已有光伏逆变器的转换效率—负载率曲线的情况下，可通过求该式的零点得到X0作为设置轻载闭合的Llow及Lhigh；令此式为0即可求得设置轻载闭合的L_LOW及L_LIGH；本说明在下述的具体实施方式中给出了一组算例，用以讲解上述阈值确定方法；通过代入对应的参数及负载效率曲线，参考该算例，可计算出其他具体应用中需要的上述阈值。