[发明专利]用于并网光伏发电站的换流并网装置及系统

说明书

本发明涉及太阳能发电控制技术领域，特别涉及一种用于并网光伏发电站的换流并网装置，包括变流单元，所述的变流单元包括过电压保护器、电容、电感以及桥式电路，变流单元的输入端正、负极分别通过过电压保护器接地，电容串联在变流单元的输入端正、负极之间；变流单元的输入端正、负极即构成桥式电路的输入端正、负极，桥式电路的输出端通过电感串联；还公开了由该装置构成的系统。该装置简化了原有系统，降低了工程造价，提高了工作可靠性，在实现原基本功能的基础上还可以实现潮流控制、电能质量控制等许多额外功能，使电网获得更高的稳定性，实现更加灵活的输电方式，为智能电网提供更有效的控制手段。

技术领域

本发明涉及太阳能发电控制技术领域，特别涉及一种用于并网光伏发电站的换流并网装置及系统。

背景技术

以风能和太阳能等为代表的高效、清洁、可再生能源发电技术受到世界各国的高度重视，如何将这些电源安全地接入系统，需要解决大功率、高效和高质量的能量转换和控制问题。太阳能光伏发电对优化能源结构、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要意义。截止2018年底国内光伏装机容量已达174.63GW。无疑提高光伏发电站的安全经济运行水平具有巨大的现实意义。传统的大中型光伏电站如图3所示，其必须配置逆变器，将太阳能光伏电池发出的直流电转换为交流电，为了并网远距离输送还需配置变压器以及电网要求的无功补偿装置，这种结构需要配置诸多零部件，结构较为繁琐和复杂，工程造价高且工作不够可靠。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种用于并网光伏发电站的换流并网装置，可实现高效、高质量的能源转换和控制。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种用于并网光伏发电站的换流并网装置，包括N个变流单元，所述的变流单元包括过电压保护器R_i1、R_i2以及电容C_i1、C_i2、C_i3、C_i4以及电感L_i1、L_i2以及N个桥式电路，其中下标i∈[1,N]；第i个变流单元的输入端正、负极分别通过过电压保护器R_i1、R_i2接地，电容C_i1、C_i2串联在第i个变流单元的输入端正、负极之间；第i个变流单元的输入端正、负极即构成第i个桥式电路的输入端正、负极，第1个桥式电路的输出端正极通过电感L₁₁连接本装置输出端正极，第N个桥式电路的输出端负极通过电感L_N2连接本装置输出端负极，第i个桥式电路的输出端负极和第i+1个桥式电路的输出端正极之间串联有电感L_i2和L_(i+1)1；电容C₁₃、C₁₄、…、C_N3、C_N4串联在本装置输出端正负极之间；电容C_i1、C_i2之间与电容C_i3、C_i4之间通过导线短接。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本装置可实现直流向交流的逆变、调相，交流系统的变频、变压，亦即实现大功率电力电子装置在PQ平面的四象限运行，进而实现高效的电网电能转换、电能质量的控制；无需再配传统的逆变器、变压器、无功补偿装置(SVG)等，该装置简化了原有系统，降低了工程造价，提高了工作可靠性，在实现常规电力逆变器、电力变压器、无功补偿装置的电能直流/交流形态变换、电压等级变换、电气隔离、能量传递和无功补偿等基本功能的基础上还可以实现潮流控制、电能质量控制等许多额外功能，使电网获得更高的稳定性，实现更加灵活的输电方式，为智能电网提供更有效的控制手段。

本发明的另一个目的在于提供一种用于并网光伏发电站的换流并网系统，保证电网安全、稳定、经济的运行。