一种光伏电站的投退控制系统的制作方法

本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种光伏电站的投退控制系统。

背景技术：

1、在大量光伏电站的建设中，并网变压器是光伏系统中不可或缺的元件，同时由于光伏系统发电具有白天黑夜交替工作的间歇特性，夜间并网变压器基本处于空载状态，这意味着空载损耗在夜间是白白浪费掉的，据统计数据显示，设计容量为100mw的光伏电站，其所有变压器的空载损耗占全年发电量的0.3%~0.7%，高达600000kwh；更进一步讲，只要是变压器处于带电状态，那么这部分损耗是实实在在存在的，倘若要减少该损耗，最直接有效的方式就是在夜间断开后级所有并网变压器的进线开关，变压器退出运行，白天再投入运行，但是这样就存在两个问题：（1）频繁进行如此大规模变压器的投退工作从运维角度来看是无法实现的（2）由于变压器的剩磁和合闸涌流等原因，在变压器投退中对电网和变压器本身都有较大冲击，影响变压器寿命。

2、因此，本领域的技术人员致力于开发一种能够简单控制光伏电站中的变压器的投退，降低夜间损耗，同时对变压器的寿命影响较小的控制系统。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是光伏电站的夜间损耗较大，而直接通断所有变压器的进线开关的投退方式具有运维难度较大，对电压器冲击较大，影响变压器寿命的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种光伏电站的投退控制系统，所述光伏电站包括若干光伏发电系统，每个所述光伏发电系统的输出均经对应的并网变压器后连接至集电线母线，所述集电线母线的输出经过主升压变压器t1并入电网；所述投退控制系统并联在主升压变压器t1的低压侧和集电线母线之间，所述投退控制系统包括断路器qf1、断路器qf2、晶闸管vt、双向变流器dbl、变压器t2、超级电容储能组件sc和控制器，

3、所述断路器qf1与晶闸管vt并联后一端连接在所述主升压变压器t1的低压侧、另一端与集电线母线相连；

4、所述断路器qf2的一端连接与集电线母线相连、另一端与变压器t2的一端相连；

5、所述超级电容储能组件sc与双向变流器dbl串联后连接在变压器t2的另一端上；

6、所述控制器与断路器qf1、断路器qf2、晶闸管vt、双向变流器dbl、超级电容储能组件sc均相连。

7、作为一种具体的实施方式，所述投退控制系统还包括电压采样器pt，所述电压采样器pt的一端连接在主升压变压器t1的低压侧、另一端连接控制器，所述控制器根据电压采样器pt所采集到的主升压变压器t1的低压侧电压来控制双向变流器dbl的输出电压幅值与相位。

8、作为一种具体的实施方式，所述投退控制系统还包括电子旁路单元tbp，所述电子旁路单元tbp与双向变流器dbl相连，变压器t2的另一端连接在电子旁路单元tbp与双向变流器dbl的连线中点处。

9、作为一种具体的实施方式，所述光伏电站具有发电模式和停运模式，

10、当所述光伏电站处于发电模式时，通过控制器将所述断路器qf1、断路器qf2闭合，电站旁路单元tbp断开，通过变压器t2、双向变流器dbl向超级电容组件sc充电；

11、当所述光伏电站处于停运模式时，通过控制器将所述断路器qf1、断路器qf2断开；

12、当所述光伏电站由停运模式向发电模式切换时，控制器触发晶闸管vt断开，闭合断路器qf2，启动双向变流器dbl，由超级电容储能组件sc向光伏系统供电，当双向变流器dbl的输出电压达到预设条件时，晶闸管vt导通，断路器qf1闭合，回复到发电模式。

13、作为一种具体的实施方式，所述预设条件为双向变流器dbl的输出电压与主升压变压器t1的低压侧电压相等。

14、本发明提供的技术方案具有以下技术效果：

15、1、本发明提供的光伏电站的投退控制系统，通过在光伏发电区的集电线母线和主升压变压器t1之间设置投退控制系统，通过设置该系统，使得在光伏电站发电模式下，通过变压器t2、双向变流器dbl向超级电容组件sc充电，在光伏电站停运模式下，直接将断路器qf1和断路器qf2断开，即可让并网变压器处于不带电的状态，同时在从停运模式切换到发电模式过程中，先由超级电容储能组件sc向光伏系统供电，使并网变压器的励磁逐步建立，起到柔性软启的作用，减小了对并网变压器的冲击，有效提升了光伏系统运行的安全性、稳定性和使用寿命。

16、2、本发明提供的光伏电站的投退控制系统，通过在主升压变压器的低压侧设置电压采样器，使该装置能够在超级电容组件sc的输出电压与主升压变压器t1的低压侧电压相等时（也即柔性软启结束时）及时闭合qf1，进而使光伏电站及时进入正常发电状态，提高了该装置的实用性。

17、4、本发明提供的光伏电站的投退控制系统，在双向变流器dbl上还连接了电子旁路tbp，能够在光伏电站由停运状态切换至发电状态的过程中，对双向变流器dbl起到保护作用，确保双向变流器dbl的稳定输出，减小投退控制系统的能量损耗。

技术特征：

1.一种光伏电站的投退控制系统，所述光伏电站包括若干光伏发电系统，每个所述光伏发电系统的输出均经对应的并网变压器后连接至集电线母线，所述集电线母线的输出经过主升压变压器t1并入电网；其特征在于，所述投退控制系统并联在主升压变压器t1的低压侧和集电线母线之间，所述投退控制系统包括断路器qf1、断路器qf2、晶闸管vt、双向变流器dbl、变压器t2、超级电容储能组件sc和控制器，

2.根据要求1所述的光伏电站的投退控制系统，其特征在于，所述投退控制系统还包括电压采样器pt，所述电压采样器pt的一端连接在主升压变压器t1的低压侧、另一端连接控制器，所述控制器根据电压采样器pt所采集到的主升压变压器t1的低压侧电压来控制双向变流器dbl的输出电压幅值与相位。

3.根据要求1所述的光伏电站的投退控制系统，其特征在于，所述投退控制系统还包括电子旁路单元tbp，所述电子旁路单元tbp与双向变流器dbl相连，变压器t2的另一端连接在电子旁路单元tbp与双向变流器dbl的连线中点处。

4.根据要求1所述的光伏电站的投退控制系统，其特征在于，所述光伏电站具有发电模式和停运模式，

5.根据权利要求4所述的伏电站的投退控制系统，其特征在于，所述预设条件为双向变流器dbl的输出电压与主升压变压器t1的低压侧电压相等。

技术总结
本发明公开了一种光伏电站的投退控制系统，其并联在主升压变压器T1的低压侧和集电线母线之间，投退控制系统包括断路器QF1、断路器QF2、晶闸管VT、双向变流器DBL、变压器T2、超级电容储能组件SC和控制器，断路器QF1与晶闸管VT并联后一端连接在主升压变压器T1的低压侧、另一端与集电线母线相连；断路器QF2的一端连接与集电线母线相连、另一端与变压器T2的一端相连；超级电容储能组件SC与双向变流器DBL串联后连接在变压器T2的另一端上；控制器与断路器QF1、断路器QF2、晶闸管VT、双向变流器DBL、超级电容储能组件SC均相连。该控制系统能够杜绝在光伏电站停运时并网变压器空载损耗，在其再投运时起到柔性软启的作用，提升其使用寿命。

技术研发人员：王森,周大磊,李雄,党星星,杨佳明,马高宁
受保护的技术使用者：苏州爱科赛博电源技术有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12