用具有开通或关断自灭弧功能、长寿命、尚性能的尚压接触器，其中尚压接触器有低阻抗带真空灭弧能力的机械触点K1和控制线圈。该高压接触器控制电压为AC380V，也可为AC220V，也可为DC220，也可为DC110V，由控制系统单元根据系统状态信息，控制其闭合或关断。电力电子开关采用晶闸管组，晶闸管组由反并联高压晶体管对多级串并联连接组成，反并联高压晶体对组受控于控制单元，触发信号为一组互补的脉冲信号。如图所示，根据光伏电站并网电压等级及所述装置安装位置的不同，所含的串并联高压晶体管对个数不同，反并联高压晶体管对可串联N个，然后并联Μ组，M、N为自然数。例如，若装置应用于10KV并网等级、装置安装在高压侧，只需要10~12对反并联晶体管对串联连接即可；若装置应用于35KV并网等级、装置安装在低压侧母线上，需要22~24对反并联晶体管串联连接即可。若装置安装在光伏电站有多个并网点光伏并网逆变系统中时，无需并联；若装置安装在只有一个并网点的光伏发电电站中时，可以通过并联晶闸管，此时并联个数Μ大于等于2。
[0023]当光伏电站不发电时，断开机械开关，光伏发电电站系统与并网母线系统脱离，节省电站内接入大量的升压变自身的铜损、铁损造成光伏发电电站不发电时的耗电。当光伏电站需要发电并网接入大电网时，根据电网电压的相位，控制晶体管组开通时刻，柔性控制并网电压的切入，最大化减小因光伏并网系统接入造成对大电网的冲击。所含的电力电子器件开关为高压晶体管组，其受控于控制单元，触发信号为一组互补的脉冲信号，机械开关作为电力电子式开关的旁路开关，根据控制单元指令，自行旁路动作。当系统完成正常接入的切换后，电力电子式开关退出，机械式开关闭合，能量主要从低接触阻抗触点的机械开关流过。结合电子式开关开通、关断速度快，可以柔性控制其通断，机械开关工作可靠、功耗低二者的优点，通过二者的结合形成的主体开关单元，解决了电力电子式开关功耗大、需要加装散热系统，机械开关响应速度慢、无法柔性控制其通断的缺点，并将其成功应用于光伏发电电站领域。在能够柔性控制的同时降低自身功耗，解决光伏电站自身不发电时，仍需要消耗大量电能的问题。
[0024]本发明所述的一种应用于光伏电站的智能柔性开关装置，其主要应用于光伏发电站并网接入口升压变的高压侧或者上一级变压器的低压侧，根据电站状态自行决策或者接受远方调度中心指令，控制光伏电站发电系统是否接入电网或者和电网脱离，从而有效降低电站不发电时，电站内大容量变压器、大容量逆变器自身的损耗，为电站运营方带来巨大的节能收益。
[0025]如图2所示，应用于光伏电站的智能柔性开关装置安装在光伏发电电站系统总并网母线和电网电压之间，安装于光伏发电站并网接入口升压变的高压侧，适用光伏发电站系统有且只有一个总并网点系统。其中总并网母线电压为三相交流10kV母线或者35kV母线电网系统，电网电压为三相交流llOkV母线或者35kV母线电网系统。根据电站状态自行决策或者接受远方调度中心指令，控制光伏电站发电系统是否接入电网或者和电网脱离i
[0026]如图3所示，智能柔性开关装置也可安装在有多个光伏发电逆变器系统的光伏发电电站中，开关装置串联安装在每个光伏发电逆变系统和电网系统之间，并网点电网系统电压为三相交流10kV母线或者35kV母线电网系统。智能柔性开关装置能根据电站状态自行决策或者接受远方调度中心指令，控制光伏电站发电系统是否接入电网或者和电网脱离。
[0027]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种应用于光伏电站的智能柔性开关装置，用于光伏发电电站系统中，其特征在于，包括: 包括机械开关和电力电子开关，用于控制光伏电站发电系统是否接入电网或者和电网脱离； 机械开关采用具有开通或关断自灭弧功能的高压接触器，包括机械触点(K1)和控制线圈； 电力电子开关采用晶闸管组，由反并联高压晶体管对串并联连接组成。2.如权利要求1所述的一种应用于光伏电站的智能柔性开关装置，其特征在于，晶闸管组的触发信号为一组互补的脉冲信号。3.如权利要求2所述的一种应用于光伏电站的智能柔性开关装置，其特征在于，根据光伏电站并网电压等级及所述装置安装位置的不同，晶闸管组所含的串并联高压晶体管对个数不同。4.如权利要求3所述的一种应用于光伏电站的智能柔性开关装置，其特征在于，晶闸管组所含的反并联高压晶体管对串联N个，然后并联Μ组，Μ、Ν为自然数。5.如权利要求4所述的一种应用于光伏电站的智能柔性开关装置，其特征在于，若装置应用于光伏发电电站并网点电压等级为10KV电网系统中时，只需要10~12对反并联晶体管对串联连接即可；若装置应用于光伏发电电站并网点电压等级为35KV电网系统中时，需要22~24对反并联晶体管对串联连接即可。6.如权利要求5所述的一种应用于光伏电站的智能柔性开关装置，其特征在于，若装置安装在光伏电站有多个并网点光伏并网逆变系统中时，无需并联；若装置安装在只有一个并网点的光伏发电电站中时，可以通过并联晶闸管，此时并联组数Μ大于等于2。7.如权利要求1-6任一项所述的一种应用于光伏电站的智能柔性开关装置，其特征在于，当光伏电站满足并网发电条件时，节能系统根据电网电压的相位，控制电力电子开关开通时刻，柔性控制并网电压的切入。8.如权利要求7所述的一种应用于光伏电站的智能柔性开关装置，其特征在于，当光伏电站完成正常接入大电网的切换后，电力电子开关退出，机械式开关闭合，能量主要从机械开关流过。9.如权利要求1-8任一项所述的一种应用于光伏电站的智能柔性开关装置，其特征在于，所述的用于光伏电站的智能型开关安装在光伏发电电站系统总并网母线和电网电压之间，适用光伏发电站系统有且只有一个总并网点系统，并网点母线电压为三相交流10kV母线或者35kV母线电网系统。10.如权利要求1-8任一项所述的一种应用于光伏电站的智能柔性开关装置，其特征在于，所述的用于光伏电站的智能型开关串联安装在每个光伏发电逆变系统和电网系统之间，适用光伏发电站系统有多个并网点的系统，并网点母线电压为三相交流10kV母线或者35kV母线电网系统。
【专利摘要】本发明提供一种应用于光伏电站的智能柔性开关装置，用于光伏发电电站系统中，包括：进线端接口；三相电流、电压采集检测单元，用于检测三相并网电流、电压状态信息，将所述检测信息送入控制单元；主体开关单元，包括机械开关和电力电子开关，用于控制光伏电站发电系统是否接入电网或者和电网脱离；控制单元，用于对整个系统自动运行监控，并根据接收的所述三相电流、电压采集单元检测的电流、电压状态信号和控制单元内的控制信息，控制主体开关单元切换的开通/断开；出线端接口；所述智能型节能系统通过控制单元，控制智能型节能系统根据光伏电站状态自行运行，在能够柔性控制的同时降低自身功耗，从而有效降低电站不发电时，电站内大容量变压器、大容量逆变器自身的损耗，为电站运营方带来巨大的节能收益。
【IPC分类】H02J3/38, H02J13/00
【公开号】CN105375525
【申请号】CN201510921390
【发明人】吕大伟, 管凤强, 陈霞, 李天香
【申请人】北京风光天赋科技有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月13日