中高压并网发电系统、中高压并网系统及其控制单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及并网发电技术领域，特别涉及一种中高压并网发电系统、中高压并网系统及其控制单元。
【背景技术】
[0002]对于大型光伏电站或分布式并网发电系统，逆变系统将光伏阵列直流能量进行逆变后再通过升压变压器馈送到中高压电网。常规光伏并网发电系统，在夜间或阴雨天等光照微弱时，仅逆变系统处于待机状态，而升压变压器一直与中高压电网相连，这样在系统待机时升压变压器将产生空载损耗。
[0003]为了降低整个发电系统的功率损耗，现有技术中存在一种中高压并网技术，将升压变压器作为逆变系统的一部分，升压变压器的输出端通过高压接触器或分接开关与中高压电网相连，高压接触器或分接开关由逆变系统的可控单元控制，进而实现中高压电网的投入和切除:在并网系统待机时切断升压变压器与中高压电网的连接，从而减少升压变压器空载损耗，提高系统整体效率;并在中高压电网投入前，先通过逆变系统的逆变单元直流侧能量对升压变压器进行励磁，建立和中高压电网同幅同相的电压，减少电网投入瞬间对升压变压器和高压器件的冲击，提高关键的使用寿命。
[0004]但是现有技术中的逆变系统需要通过三根连接线来采集升压变压器的输出电压，再通过另外三根连接线采集中高压电网的电压，待高压接触器或分接开关两侧的电压一致时，也即励磁成功后，再通过控制高压接触器或分接开关闭合，完成电网投入。系统需要六根连接线来采集高压接触器或分接开关两侧的电压，使得系统接线复杂。另外，由于逆变系统引入了中高压电网采样，降低了系统的隔离性能，存在安全隐患。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种中高压并网发电系统、中高压并网系统及其控制单元，以解决现有技术中接线复杂及存在安全隐患的问题。
[0006]为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下:
[0007]一种中高压并网系统的控制单元，应用于中高压并网系统，所述中高压并网系统包括:至少一个逆变单元和所述中高压并网系统的控制单元;其中:
[0008]所述中高压并网系统的控制单元的第一端通过通讯线与所述逆变单元相连，所述中高压并网系统的控制单元的第二端与分合开关的控制端相连，所述中高压并网系统的控制单元的第三端与变压器和所述分合开关的连接点相连，所述中高压并网系统的控制单元的第四端与所述分合开关和中高压电网的连接点相连；
[0009]所述中高压并网系统的控制单元用于:
[0010]在所述分合开关分闸时，采集并根据所述中高压电网的电压获得电网幅值和电网相位同步信号，将所述电网幅值和所述电网相位同步信号通过所述通讯线发送至所述逆变单元，使所述逆变单元根据所述电网幅值和所述电网相位同步信号对所述变压器进行励磁，并在励磁成功后发送合闸命令至所述中高压并网系统的控制单元;再根据所述合闸命令控制所述分合开关合闸，实时发送所述分合开关的状态信号至所述逆变单元；
[0011 ]在所述分合开关合闸且满足系统待机条件时，根据所述逆变单元发送的分闸命令控制所述分合开关分闸。
[0012]优选的，所述中高压并网系统的控制单元包括:
[0013]接收模块，用于在所述分合开关分闸时，采集所述中高压电网的电压，并根据所述中高压电网的电压获得所述电网幅值和所述电网相位同步信号；
[0014]同步模块，用于将所述电网幅值通过所述通讯线发送至所述逆变单元，并将所述电网相位同步信号通过所述通讯线周期性地发送至所述逆变单元；
[0015]驱动模块，用于根据所述合闸命令控制所述分合开关合闸；或者在所述分合开关合闸且满足系统待机条件时，根据所述分闸命令控制所述分合开关分闸；
[0016]反馈模块，用于在所述分合开关合闸时，实时发送所述分合开关的状态信号至所述逆变单元。
[0017]优选的，所述同步模块执行将所述电网相位同步信号通过所述通讯线周期性地发送至所述逆变单元时，具体用于:
[0018]当所述电网的相位满足θΤρ= θη± ΔΘ时，发送所述电网相位同步信号^至所述逆变单元；
[0019]其中，θΤρ为所述电网的相位，0m为预设的参考相位，且ο < em< 231； Δ Θ为预设允许误差。
[0020]优选的，所述中高压并网系统的控制单元还用于:实时发送所述分合开关的温度和/或监控信号至所述逆变单元。
[0021]—种中高压并网系统，与直流电源及中高压电网相连，所述中高压并网系统包括:至少一个逆变单元和控制单元;其中:
[0022]所述逆变单元的直流端与所述直流电源相连，所述逆变单元的交流端与变压器的低压侧相连，所述变压器的高压侧通过分合开关与所述中高压电网相连，所述变压器用于将所述逆变单元输出的低电压转换为中高压电压;所述逆变单元用于在所述分合开关分闸时，根据电网幅值和电网相位同步信号对所述变压器进行励磁，并在励磁成功后发送合闸命令至所述控制单元;且所述逆变单元用于在所述分合开关合闸时，接收所述分合开关的状态信号，当满足并网条件时进行并网逆变，当满足系统待机条件时，发送分闸命令至所述控制单元；
[0023]所述控制单元的第一端通过通讯线与所述逆变单元相连，所述控制单元的第二端与所述分合开关的控制端相连，所述控制单元的第三端与所述变压器和所述分合开关的连接点相连，所述控制单元的第四端与所述分合开关和中高压电网的连接点相连;所述控制单元用于:在所述分合开关分闸时，采集并根据所述中高压电网的电压获得所述电网幅值和所述电网相位同步信号，将所述电网幅值和所述电网相位同步信号通过所述通讯线发送至所述逆变单元;再根据所述合闸命令控制所述分合开关合闸，实时发送所述分合开关的状态信号至所述逆变单元;在所述分合开关合闸且满足系统待机条件时，根据所述分闸命令控制所述分合开关分闸。
[0024]优选的，所述控制单元包括:
[0025]接收模块，用于在所述分合开关分闸时，采集所述中高压电网的电压，并根据所述中高压电网的电压获得所述电网幅值和所述电网相位同步信号；
[0026]同步模块，用于将所述电网幅值通过所述通讯线发送至所述逆变单元，并将所述电网相位同步信号通过所述通讯线周期性地发送至所述逆变单元；
[0027]驱动模块，用于根据所述合闸命令控制所述分合开关合闸；或者在所述分合开关合闸且满足系统待机条件时，根据所述分闸命令控制所述分合开关分闸；
[0028]反馈模块，用于在所述分合开关合闸时，实时发送所述分合开关的状态信号至所述逆变单元。
[0029]优选的，所述同步模块执行将所述电网相位同步信号通过所述通讯线周期性地发送至所述逆变单元时，具体用于:
[0030]当所述电网的相位满足θΤρ= θη± ΔΘ时，发送所述电网相位同步信号^至所述逆变单元；
[0031]其中，θΤρ为所述电网的相位，0m为预设的参考相位，且0 < 0m< 231； Δ Θ为预设允许误差。
[0032]优选的，所述分合开关为高压接触器或高压分接开关。
[0033]优选的，所述变压器为双分裂变压器或者双绕组变压器或者箱式变电站；
[0034]所述控制单元和所述分合开关集成在所述箱式变电站中，或者所述控制单元和所述分合开关集成在所述箱式变电站和所述在高压电网之间。
[0035]—种中高压并网发电系统，包括直流电源、变压器以及上述任一项所述的中高压并网系统。
[0036]本发明提供的中高压并网系统的控制单元，在分合开关分闸时，采集并根据中高压电网的电压获得电网幅值和电网相位同步信号，将所述电网幅值和所述电网相位同步信号通过通讯线发送至逆变单元;供所述逆变单元根据所述电网幅值和所述电网相位同步信号对变压器进行励磁，并在励磁成功后发送合闸命令至所述中高压并网系统的控制单元；再根据所述合闸命令控制所述分合开关合闸，并实时发送所述分合开关的状态信号;在所述分合开关合闸时，根据所述逆变单元发送的分闸命令控制所述分合开关分闸；最终实现了对于所述中高压电网的投入和切除;本发明所述的中高压并网系统的控制单元，实现对所述中高压电网的电压的采集，并在获得所述电网幅值和所述电网相位同步信号后，通过通讯线发送至所述逆变单元，不仅提高了系统的隔离性能，避免了安全隐患，同时避免了现有技术中接线复杂的问题。
【附图说明】
[0037]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]图1是本发明实施例提供的中高压并网系统的结构示意图；
[0039]图2是本发明另一实施例提供的控制单元的结构示意图；
[0040]图3是本发明另一实施例提供的信号波形示意图。