可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统，涉及光伏并网发电【技术领域】，包括光伏发电系统A、直流汇流储能系统B、同步并网逆变系统C、多支路集线升压补偿系统D和监测监控采集调度系统E；所述可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统还包括用于多模块组合扩容的升压并网扩容变电系统F；该系统通过升压并网扩容变电系统F，实现多模块电站组合并网扩容、升级为储能发电站或者风光互补储能发电站，适用于1MW光伏模块电站的构建，特别利用本模块化电站组网扩容构建功率更大的光伏发电站。
【专利说明】可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及光伏并网发电【技术领域】，具体是可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统。
【背景技术】
[0002]现有的光伏电站由于存在设计缺陷，在组合扩容时往往出现系统布局杂乱、电缆铺设交错、设备使用重叠等现象，造成光伏电站系统的发电成本升高，稳定性、可靠性、安全性、维护性大大降低。我们经过多个光伏电站实例研究发现，至今仍未见有一个规范、优化、通用、可以任意组合不同功率光伏电站的设计方案和实施方案。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0005]可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统，由光伏发电系统A、直流汇流储能系统B、同步并网逆变系统C、多支路集线升压补偿系统D、监测监控采集调度系统E和用于多模块组合扩容的升压并网扩容变电系统F组成；所述光伏发电系统A发出的直流电能经过直流汇流储能系统B汇流，并输送给同步并网逆变系统C，实现DC-AC的逆变转换，直流变换成交流后经多支路集线升压补偿系统D升压并网，并受监测监控采集调度系统E调控，由光伏发电系统A、直流汇流储能系统B、同步并网逆变系统C、多支路集线升压补偿系统D和监测监控采集调度系统E组成的光伏模块电站10设计功率一般以IMW为宜，当多个并联组合扩容时，还需要通过独立的升压并网扩容变电系统F进行多支路并网接入35KV电力网；
[0006]所述光伏发电系统A由太阳能电池板阵列01构成，太阳能电池板阵列01由250W-350W功率段的标准太阳电池组件经16级串联、16级并联组成一个汇流方阵，共16个汇流方阵并联组成IMW光伏发电模块，太阳能电池板阵列01包括固定式方阵和由阳光自动跟踪设施02控制的跟踪式阵列010，固定式方针和跟踪式阵列010构成互补，跟踪式阵列010通过动态跟踪阳光，实现早晚的太阳能电池板发电功率的补偿，固定式方阵与跟踪式方阵的功率配比为1/2?1/5，具体配比根据模块功率及建造成本来决定；
[0007]所述直流汇流储能系统B由直流汇接管线设施03构成，直流汇接管线设施03由电气连接的汇流箱030、汇流线031、直流母线汇接器40、直流母线032和管线033构成，汇流箱030直流输出经汇流线031汇入直流母线汇接器40，再由耐压YJY23-lkV 3x185直流汇接母线20输出；所述直流汇流储能系统B两端还设有直流母线I/O接口(1、2);所述直流汇接管线设施03，在多模块并联扩容时还包括直流母线环接器30，通过直流母线环接器30便于外接储能装置50 ；
[0008]所述同步并网逆变系统C由电气连接的直流配电开关设备04、分路断路器040、同步并网逆变机组05、交流配电开关柜050和自供电配电设备06构成；所述同步并网逆变机组05共2台，型号为SPWM-500kW，它们构成二单元同步并联作为DC-AC逆变核心，直流配电开关设备04将一直流输入分为两分路输出配电柜，分路断路器040将分流后的电流分别输入两台同步并网逆变机组05，通过两台交流配电柜050逆变后，并入交流升压变电设备07 ;所述直流配电开关设备04配置光伏专用防雷器041，具备雷击防护告警功能；所述同步并网逆变系统C具有防浪涌能力；所述同步并网逆变机组05至少有一对直流输入接线端子接口，并网逆变器交流输出侧至少有一路三相交流输出接线端子接口 ；所述交流配电开关柜050至少有三相输入接线端子接口和三相输出接线端子接口，输入输出之间设置受过流检测保护控制的交流断路装置；
[0009]所述多支路集线升压补偿系统D是基于光伏模块电站10的同步并网逆变机组05的并网逆变器与交流升压变电设备07的分裂式箱式升压变压器构成的逆变升压电路，及包含高压母线汇接器070、高压母线071、RSVG补偿器072构成的升压补偿系统与当把这个系统当做一个支路，由多个支路组合构成的多支路集线系统再组合构成的一体系统；所述多支路集线升压补偿系统D中逆变交流在分裂式箱式升压变压器输入侧分别经两回路三相三角形输入，输入侧至少有两路三输入接线端子接口，升压侧为一回路三相三线星形输出，经高压母线汇接器070接入高压母线071，而高压母线071设有两个高压双向OUT接口(4、5)便于扩容，升压侧为三相三线星形输出接口，作为1丽模块电站使用时箱变升压器将逆变交流升压至35KV高压，并在高压输出侧接入RSVG补偿器072，再经高压母线汇接器070接入35KV电力线；所述多支路集线升压补偿系统D中，多个支路设有直流输电系统YJY23-lkV 3x185直流母线032经直流母线汇接器40汇接构成直流集线输电回路，高压输电系统YJY23-26/35kV 3x50的35KV高压母线071经高压母线汇接器070输出构成高压集电输电回路，当并联组合扩容时高压输电系统则通过光伏模块电站10的YJY23-26/35kV3x50高压母线071经集电母线汇接器70汇接于YJY23_26/35kV 3x75高压集电母线60上，再接入RSVG补偿器072构成升压变电装置100，经集电母线汇接器70汇接到YJY23-26/35kV 3x150高压总线101构成高压集线输电回路，最后并入35KV电力网，集电母线汇接器70包含高压母线汇接器070全部功能，与直流母线汇接器40是相同的装置和相同的布设；
[0010]所述监控采集调度系统E由电气连接的监测监控调度设备09、监控总线090、总线连接器091和监控总线接口 3构成；所述监控采集调度系统E，电网工频信号取至RSVG补偿器072回路的前端电力线路侧，通过外供电配电设备08从35kV电力线路侧回接入系统侧的监测监控调度设备09，并经监控总线090和总线连接器091分别与汇流箱030、阳光跟踪补偿阵列02、直流配电开关设备04、同步并网逆变机组05和交流升压变电设备07构成电气连接，多个光伏模块电站10并联扩容时通过监控总线接口 3实现并联。
[0011]所述升压并网扩容变电系统F，是基于交流升压变电设备07的基础而构建的独立系统，在多模块并联扩容时交流升压变电设备07被分离出来单独配置；所述升压并网扩容变电系统F由高压母线071、高压集电母线60、集电母线汇接器70、高压总线101、RSVG补偿器072、外供电配电设备08和监控总线接口 3构成；所述升压并网扩容变电系统F，采用“模块化集成，多支路并网”时，高压母线071将作为支线与高压集电母线60连接构成多支路并网，并省去独立模块电站中外供电配电设备08，而将其移至35KV升压并网扩容变电系统F中合并一套设备使用，并网升压等级一般为35KV并向下兼容1KV也可升级110KV，多支路并网按10兆瓦为一个支路单元设置为宜；所述升压并网扩容变电系统F，当采用独立光伏模块电站10时通过分裂式升压变压加RSVG补偿方式构成升压变电系统并入35KV电力网，当用于多模块并联组合时交流升压变电设备07将升级为升压并网扩容变电系统F并通过35KV高压母线071、高压集电母线60和集电母线汇接器70汇接入升压变电装置100，再经高压总线101并网实现多支路集线并网扩容，各支路的RSVG补偿器072和外供电配电设备08将被省去，而改为在升压并网扩容变电系统F中集中补偿和集中供电模式，无功补偿系数一般设定在总功率的1/10左右为宜，从而构成35KV并网扩容变电系统。
[0012]所述可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统，多模块并联组合超级光伏电站时，由电气连接的光伏模块电站10、直流汇接母线20、直流母线环节器30、直流母线汇接器40、储能装置50、高压集电母线60、集电母线汇接器70、集控线80、监控设备90、升压变电装置100和高压总线101构成，它由直流汇接母线20、高压集电母线60和集控线80三条线路将多个光伏模块电站10经直流母线I/O接口(1、2)、监控总线接口 3和高压双向OUT接口(4、5)对应并联组合，再与35KV升压并网扩容变电系统F的升压变电装置100构成的电气连接，最后并入35KV电力网，直流汇接母线20、高压集电母线60和集控线80三线互不交叉，并通过直流汇接母线20并联起多个光伏模块电站10和储能装置50实现储能及并网扩容发电。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:1.该系统将太阳能电池板固定式方阵按一定的配比加设跟踪补偿方阵实现互补，同时在低压侧设置直流母线、直流汇接母线、直流母线接口、高压侧设置高压母线和高压母线接口，并且还设有监控总线的监控总线接口和升压并网扩容变电系统F的升压变电装置，从而可以实现多模块电站组合并网扩容、升级为储能发电站或者风光互补储能发电站，这种结构设计高、低压线路分明、互不交叉，任何时候也不会因为地震或者其他自然因素、人为因素造成高低压干扰与搭接的可能，提高了电气可靠性；2.该系统设计的高、低压线路互不交叉，可以通过PVC埋管穿线方式进行布设而无需修建水泥预置电缆壕沟布线，必要地条件下直流侧的管线还可以采用镀锌钢管，一方面代替PVC管，另一方面直接作为光伏电池方阵的直流负极之用，正极电缆及控制电缆则从管中穿行，可以大大降低电缆的铺设建造成本，可用于低成本光伏发电系统的构建。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统的系统方框图。
[0015]图2为可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统的电气原理图。
[0016]图3为可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统中升压变电装置的方框图。
[0017]图4为可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统中直流汇接管线设施示意图。
[0018]图5为由可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统并联组合超级光伏电站的方框图。
[0019]图6为由可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统中直流母线汇接器示意图。
[0020]图7为由可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统中直流母线环节器示意图。
[0021]图8为由可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统中集电母线汇接器示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023]请参阅图1，本实用新型实施例中，可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统，由光伏发电系统A、直流汇流储能系统B、同步并网逆变系统C、多支路集线升压补偿系统D、监测监控采集调度系统E和用于多模块组合扩容的升压并网扩容变电系统F组成；所述光伏发电系统A发出的直流电能经过直流汇流储能系统B汇流，并输送给同步并网逆变系统C，实现DC-AC的逆变转换，直流变换成交流后经多支路集线升压补偿系统D升压并网，并受监测监控采集调度系统E调控，由光伏发电系统A、直流汇流储能系统B、同步并网逆变系统C、多支路集线升压补偿系统D和监测监控采集调度系统E组成的光伏模块电站10设计功率一般以IMW为宜，当多个并联组合扩容时，还需要通过独立的升压并网扩容变电系统F进行多支路并网接入35KV电力网。
[0024]所述光伏发电系统A由太阳能电池板阵列01构成，如图2所示，太阳能电池板阵列01由250W-350W功率段的标准太阳电池组件经16级串联、16级并联组成一个汇流方阵，共16个汇流方阵并联组成1丽光伏发电模块，太阳能电池板阵列01包括固定式方阵和由阳光自动跟踪设施02控制的跟踪式阵列010，固定式方针和跟踪式阵列010构成互补，跟踪式阵列010通过动态跟踪阳光，实现早晚的太阳能电池板发电功率的补偿，固定式方阵与跟踪式方阵的功率配比为1/2?1/5，具体配比根据模块功率及建造成本来决定，补偿配比为1/2时，补偿效果最好，但建造成本高，补偿配比越低，成本越低，但补偿效果越差，低于1/5时，补偿效果不明显；所述太阳能电池板阵列01通过并网逆变器的最高输入电压、最低工作电压决定太阳电池板工作电压及串联的数量，通过最大并网额定功率确定太阳能电池板串、并联的数量；所述固定式方阵受光面随地形正南布置，并与水平面之间具有一定的夹角，使其保持太阳光直射，阵列间距的设计值满足在冬至日太阳高度角最低时，光伏电池组件上的日照时间最长即可；所述跟踪式阵列010建在较为独立和光照优越的位置，以便高效跟踪日照；传统的光伏电站的太阳能电池板阵列01都是通过汇流箱030输出直接与直流配电开关设备04或者与并网逆变器的多个接线排端子构成电气连接，这意味着该光伏阵列只能独立工作，因此，多个方阵组合扩容时任何一个方阵中并网逆变器出现故障停机，则该方阵的电能无法供给其他方阵实现功率均衡，另外当一个方阵区正好被云彩遮光无功率输出或者功率低于门限值时，则该并网逆变器将被迫停止工作或者造成不稳定重启。
[0025]所述直流汇流储能系统B由直流汇接管线设施03构成，直流汇接管线设施03由电气连接的汇流箱030、汇流线031、直流母线汇接器40、直流母线032和管线033构成，如图4所示，汇流箱030直流输出经汇流线031汇入直流母线汇接器40，再由耐压YJY23-lkV3xl85直流汇接母线20输出；所述直流汇流储能系统B两端还设有直流母线I/O接口(1、2);所述直流汇接管线设施03，在多模块并联扩容时还包括直流母线环接器30，通过直流母线环接器30便于外接储能装置50 ;所述汇流箱030可承受最大串联太阳能电池板总开路电压为1000V以上(含1000V)，有16对正、负极接线端子，每路电池串列的允许最大电流> 10A，正极对地、负极对地、正负极之间还应设置额定电流> 15kA，最大电流彡40kA, Up值在5kV以内的防雷装置，具备智能检测单元、RS485接口及无线(为ZIGBEE通信)接口 ；按传统的设计每一路汇流箱030直流输出单独接入并网逆变器或者通过各汇流箱030输出接口串接最后由一路接入，这种做法存在诸多技术问题，比如串接法必须做到每增加一个汇流箱030其串接电缆截面积需要成倍递增，否则电流密度无法保证汇流的功率，而采用增设直流母线032及直流母线汇接器40后，汇流箱030至直流母线032的连线距离可以做到最短，而且保持统一的接入长度减小压降，直流母线032在接入并网逆变器的同时还可以与其他单元并接，从而可以把多个太阳能电池板阵列01在直流侧汇接起来，这样的设计带的好处是便于相邻多个太阳能电池板阵列01之间实现多云光照环境下的直流功率动态补偿均衡，另外由于设有直流母线032、直流汇接母线20、直流母线环接器30接入储能装置50可以方便升级成储能电站，还可以升级成风光互补储能电站。
[0026]所述同步并网逆变系统C由电气连接的直流配电开关设备04、分路断路器040、同步并网逆变机组05、交流配电开关柜050和自供电配电设备06构成；如图2所示，所述同步并网逆变机组05共2台，型号为SPWM-500kW，它们构成二单元同步并联作为DC-AC逆变核心，直流配电开关设备04将一直流输入分为两分路输出配电柜，分路断路器040将分流后的电流分别输入两台同步并网逆变机组05，通过两台交流配电柜050逆变后，并入交流升压变电设备07，这样的解决方案，使系统更加安全稳定可靠，尤其是交流输出端任何一台逆变器故障，都不会影响另一台工作正常工作；所述直流配电开关设备04至少有三对直流输入接线端子接口，两对直流输出接线端子接口，端子排额定电压应不低于DC1000V，两对直流输出各配两分路直流断路器040，额定电流容量1250A，功率容量大于1MW，其中三对直流输入接线端子中间一对始终为本单元直流汇流接入，左右两对分别为外单元直流汇流接口，这样就构成了直流母线032，采用这种设置完全避免输入输出电缆交叉，直流配电开关设备04配置光伏专用防雷器041,具备雷击防护告警功能,标称放电电流大于40kA,残压小于5kV;所述同步并网逆变系统C具有防浪涌能力，能承受模拟雷击电压波形10/700US，幅值为5kV的冲击5次，模拟雷击电流波形8/20 μ s，幅值为20kA的冲击5次，每闪冲击间隔为lmin，设备仍能够正常工作；所述同步并网逆变机组05至少有一对直流输入接线端子接口，端子排额定电压应不低于DC1000V，并网逆变器交流输出侧至少有一路三相交流输出接线端子接口，逆变输出交流电压一般为50Hz (60Hz)相电压AC315V，不排除采用其他标准交流电压，端子排额定电压应不低于AC1000V;所述交流配电开关柜050至少有三相输入接线端子接口和三相输出接线端子接口，输入输出之间设置受过流检测保护控制的交流断路装置；传统模式一般采用两直流配电柜加两逆变器加两交流配电柜结构，简称“222”组合，或两直流配电柜加两逆变器加一交流配电柜结构，简称为“221”组合，或一直流配电柜加两逆变器加一交流配电柜结构，简称为“ 121”组合，这几种结构都存在各自的技术缺陷，“222”结构设备重叠成本高，“221”结构设备适中但技术不合理，“ 121”结构设备精简但存技术缺陷，另外除“222”组合外，其他结构一旦某台逆变器故障就会全部停机，而本实用新型中采用了一直流两分路配电柜加两逆变器加两交流配电柜模式，简称“122”组合，根据逆变器三相桥式驱动原理可知，这种结构任何一路直流配电设备、并网逆变器或者交流配电设备出现故障都不会影响另一路并网逆变器的正常工作。
[0027]所述多支路集线升压补偿系统D是基于光伏模块电站10的同步并网逆变机组05的并网逆变器与交流升压变电设备07的分裂式箱式升压变压器构成的逆变升压电路，及包含高压母线汇接器070、高压母线071、RSVG补偿器072构成的升压补偿系统与当把这个系统当做一个支路，由多个支路组合构成的多支路集线系统再组合构成的一体系统；所述多支路集线升压补偿系统D中逆变交流在分裂式箱式升压变压器输入侧分别经两回路三相三角形输入，输入侧至少有两路三输入接线端子接口，升压侧为一回路三相三线星形输出，经高压母线汇接器070接入高压母线071，而高压母线071设有两个高压双向OUT接口(4、5)便于扩容，升压侧为三相三线星形输出接口，作为1丽模块电站使用时箱变升压器将逆变交流升压至35KV高压，并在高压输出侧接入RSVG补偿器072，再经高压母线汇接器070接入35KV电力线；所述多支路集线升压补偿系统D中，多个支路设有直流输电系统YJY23-lkV 3x185直流母线032经直流母线汇接器40汇接构成直流集线输电回路，高压输电系统YJY23-26/35kV 3x50的35KV高压母线071经高压母线汇接器070输出构成高压集电输电回路，当并联组合扩容时高压输电系统则通过光伏模块电站10的YJY23-26/35kV3x50高压母线071经集电母线汇接器70汇接于YJY23_26/35kV 3x75高压集电母线60上，再接入RSVG补偿器072构成升压变电装置100，经集电母线汇接器70汇接到YJY23-26/35kV 3x150高压总线101构成高压集线输电回路，最后并入35KV电力网，集电母线汇接器70包含高压母线汇接器070全部功能，与直流母线汇接器40是相同的装置和相同的布设，主要用于35KV及以上高压线的布设，其绝缘强、抗电强度的要求将随之提闻。
[0028]所述监控采集调度系统E由电气连接的监测监控调度设备09、监控总线090、总线连接器091和监控总线接口 3构成；所述监控采集调度系统E，电网工频信号取至RSVG补偿器072回路的前端电力线路侧，通过外供电配电设备08从35kV电力线路侧回接入系统侧的监测监控调度设备09，并经监控总线090和总线连接器091分别与汇流箱030、阳光跟踪补偿阵列02、直流配电开关设备04、同步并网逆变机组05和交流升压变电设备07构成电气连接，实现供电、采样等功能，监测监控系统采用总线通讯，微机管理系统实现对工频、电流、电压、功率、温度、湿度、环境等多参数的采集与监控，同时实现并网电力的远程调度，多个光伏模块电站10并联扩容时通过监控总线接口 3实现并联。
[0029]所述升压并网扩容变电系统F，是基于交流升压变电设备07的基础而构建的独立系统，在多模块并联扩容时交流升压变电设备07被分离出来单独配置，如图3所示；所述升压并网扩容变电系统F由高压母线071、高压集电母线60、集电母线汇接器70、高压总线101、RSVG补偿器072、外供电配电设备08和监控总线接口 3构成；所述升压并网扩容变电系统F，采用“模块化集成，多支路并网”时，高压母线071将作为支线与高压集电母线60连接构成多支路并网，并省去独立模块电站中外供电配电设备08，而将其移至35KV升压并网扩容变电系统F中合并一套设备使用，并网升压等级一般为35KV并向下兼容1KV也可升级110KV，多支路并网按10兆瓦为一个支路单元设置为宜；所述升压并网扩容变电系统F，当采用独立光伏模块电站10时通过分裂式升压变压加RSVG补偿方式构成升压变电系统并入35KV电力网，当用于多模块并联组合时交流升压变电设备07将升级为升压并网扩容变电系统F并通过35KV高压母线071、高压集电母线60和集电母线汇接器70汇接入升压变电装置100，再经高压总线101并网实现多支路集线并网扩容，各支路的RSVG补偿器072和外供电配电设备08将被省去，而改为在升压并网扩容变电系统F中集中补偿和集中供电模式，无功补偿系数一般设定在总功率的1/10左右为宜，从而构成35KV并网扩容变电系统。
[0030]所述可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统，多模块并联组合超级光伏电站时，如图5?8所示，由电气连接的光伏模块电站10、直流汇接母线20、直流母线环节器30、直流母线汇接器40、储能装置50、高压集电母线60、集电母线汇接器70、集控线80、监控设备90、升压变电装置100和高压总线101构成，它由直流汇接母线20、高压集电母线60和集控线80三条线路将多个光伏模块电站10经直流母线I/O接口(1、2)、监控总线接口 3和高压双向OUT接口(4、5)对应并联组合，再与35KV升压并网扩容变电系统F的升压变电装置100构成的电气连接，最后并入35KV电力网，直流汇接母线20、高压集电母线60和集控线80三线互不交叉，并通过直流汇接母线20并联起多个光伏模块电站10和储能装置50实现储能及并网扩容发电。
[0031]由此可见，本实用新型将常见的光伏发电系统按IMW功率为单元设计成光伏模块电站，并将太阳能电池板固定式方阵按一定的配比加设跟踪补偿方阵实现互补，同时在低压侧设置直流母线032、直流汇接母线20及直流母线接口(1、2)、高压侧设置高压母线071和高压母线接口(4、5)，并且还设有监控总线090的监控总线接口 3和升压并网扩容变电系统F的升压变电装置100 ;由此带来的好处在于可以实现多模块电站组合并网扩容、升级为储能发电站或者风光互补储能发电站，这种结构设计高、低压线路分明、互不交叉，任何时候也不会因为地震或者其他自然因素、人为因素造成高低压干扰与搭接的可能，提高了电气可靠性；另外由于本实用新型设计的高、低压线路互不交叉可以通过PVC埋管穿线方式进行布设而无需修建水泥预置电缆壕沟布线，必要地条件下直流侧的管线还可以采用镀锌钢管，一方面代替PVC管，另一方面直接作为光伏电池方阵的直流负极之用，正极电缆及控制电缆则从管中穿行，可以大大降低电缆的铺设建造成本，这种方式可用于低成本光伏发电系统的构建。
[0032]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0033]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【权利要求】
1.可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统，包括光伏发电系统A、直流汇流储能系统B、同步并网逆变系统C、多支路集线升压补偿系统D和监测监控采集调度系统E ;其特征在于:所述可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统还包括用于多模块组合扩容的升压并网扩容变电系统F ;所述光伏发电系统A发出的直流电能经过直流汇流储能系统B汇流，输送给同步并网逆变系统C，经多支路集线升压补偿系统D升压并网，并受监测监控采集调度系统E调控，由光伏发电系统A、直流汇流储能系统B、同步并网逆变系统C、多支路集线升压补偿系统D和监测监控采集调度系统E组成光伏模块电站10，通过独立的升压并网扩容变电系统F进行多支路并网接入35KV电力网。
2.根据权利要求1所述的可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统，其特征在于:所述光伏发电系统A由太阳能电池板阵列(01)构成，太阳能电池板阵列(01)包括固定式方阵和由阳光自动跟踪设施(02)控制的跟踪式阵列(010)，固定式方阵与跟踪式方阵(010)的功率配比为1/2?1/5。
3.根据权利要求1所述的可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统，其特征在于:所述直流汇流储能系统B由直流汇接管线设施(03)构成，直流汇接管线设施(03)由电气连接的汇流箱(030)、汇流线(031)、直流母线汇接器(40)、直流母线(032)和管线(033)构成；所述汇流箱(030)直流输出经汇流线(031)汇入直流母线汇接器(40)，再由直流汇接母线(20)输出；所述直流汇流储能系统B两端还设有直流母线I/O接口(I)和直流母线I/O接口(2);所述直流汇接管线设施(03)还包括直流母线环接器(30)。
4.根据权利要求1所述的可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统，其特征在于:所述同步并网逆变系统C由电气连接的直流配电开关设备(04)、分路断路器(040)、同步并网逆变机组(05)、交流配电开关柜(050)和自供电配电设备(06)构成；所述同步并网逆变机组(05)共2台，直流配电开关设备(04)将一直流输入分为两分路输出配电柜，分路断路器(040)将分流后的电流分别输入两台同步并网逆变机组(05)，通过两台交流配电柜(050)逆变，并入交流升压变电设备(07);所述直流配电开关设备(04)配置光伏专用防雷器(041);所述同步并网逆变机组(05)至少有一对直流输入接线端子接口，并网逆变器交流输出侧至少有一路三相交流输出接线端子接口 ；所述交流配电开关柜(050)至少有三相输入接线端子接口和三相输出接线端子接口，输入输出之间设置受过流检测保护控制的交流断路装置。
5.根据权利要求1所述的可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统，其特征在于:所述多支路集线升压补偿系统D是由逆变升压电路和多支路集线系统构成的一体系统，所述逆变升压电路是由基于光伏模块电站(10)的同步并网逆变机组(05)的并网逆变器与交流升压变电设备(07)的分裂式箱式升压变压器构成的；所述多支路集线系统包含多个支路，每个支路均包含由高压母线汇接器(070)、高压母线(071)和RSVG补偿器(072)构成的升压补偿系统；所述多支路集线升压补偿系统D中逆变交流在分裂式箱式升压变压器输入侧分别经两回路三相三角形输入，输入侧至少有两路三输入接线端子接口，升压侧为一回路三相三线星形输出，经高压母线汇接器(070)接入高压母线(071)，高压母线(071)设有高压双向OUT接口(4)和高压双向OUT接口(4)，升压侧为三相三线星形输出接口 ；所述多支路集线升压补偿系统D中，多个支路设有直流输电系统直流母线(032)经直流母线汇接器(40)汇接构成直流集线输电回路，高压输电系统的高压母线(071)经高压母线汇接器(070)输出构成高压集电输电回路。
6.根据权利要求1所述的可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统，其特征在于:所述多支路集线升压补偿系统D，并联组合扩容时，高压输电系统通过光伏模块电站(10)的高压母线(071)，经集电母线汇接器(70)汇接于高压集电母线(60)上，再接入RSVG补偿器(072)构成升压变电装置(100)，经集电母线汇接器(70)汇接到高压总线(101)构成高压集线输电回路，最后并入35KV电力网，集电母线汇接器(70)包含高压母线汇接器(070)全部功能，与直流母线汇接器(40)是相同的装置和相同的布设。
7.根据权利要求1所述的可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统，其特征在于:所述监控采集调度系统E由电气连接的监测监控调度设备(09)、监控总线(090)、总线连接器(091)和监控总线接口(3)构成；所述监控采集调度系统E，电网工频信号取至RSVG补偿器(072)回路的前端电力线路侧，通过外供电配电设备(08)从35kV电力线路侧回接入系统侧的监测监控调度设备(09)，并经监控总线(090)和总线连接器(091)分别与汇流箱(030)、阳光跟踪补偿阵列(02)、直流配电开关设备(04)、同步并网逆变机组(05)和交流升压变电设备(07)构成电气连接，多个光伏模块电站(10)通过监控总线接口(3)实现并联。
8.根据权利要求1所述的可任意组合式光伏模块电站及升压并网扩容变电系统，其特征在于:所述升压并网扩容变电系统F，是基于交流升压变电设备(07)的基础而构建的独立系统，用于多模块并联扩容的交流升压变电设备(07)被分离出来单独配置；所述升压并网扩容变电系统F由高压母线(071)、高压集电母线(60)、集电母线汇接器(70)、高压总线(101)、RSVG补偿器(072)、外供电配电设备(08)和监控总线接口(3)构成；所述升压并网扩容变电系统F，高压母线(071)作为支线与高压集电母线(60)连接构成多支路并网，并省去独立模块电站中外供电配电设备(08)，而将其移至35KV升压并网扩容变电系统F中合并一套设备使用；所述升压并网扩容变电系统F，采用独立光伏模块电站(10)时，通过分裂式升压变压加RSVG补偿方式构成升压变电系统并入35KV电力网，用于多模块并联组合时，交流升压变电设备(07)升级为升压并网扩容变电系统F并通过高压母线(071)、高压集电母线(60)和集电母线汇接器(70)汇接入升压变电装置(100)，再经高压总线(101)并网实现多支路集线并网扩容，各支路的RSVG补偿器(072)和外供电配电设备(08)被省去，改为在升压并网扩容变电系统F中集中补偿和集中供电模式，无功补偿系数设定在总功率的1/10。
【文档编号】H02J3/38GK204012752SQ201420512434
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】邢尚林, 李智毅, 翟志丰, 韩立江 申请人:大唐乌拉特后旗新能源有限公司