光伏发电站及其控制方法

文档序号:8284213阅读:644来源:国知局
光伏发电站及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏发电领域,尤其涉及一种光伏发电站及其控制方法。
【背景技术】
[0002]太阳能是一种可再生能源,具有巨大的利用和推广潜力。然而,目前以家用光伏发电站为代表的小型光伏发电站却因为一些技术问题一直不能得到很好地普及和推广。
[0003]具言之,小型光伏发电站主要包括光伏组件阵列、逆变器、控制器和计量仪表等,先将光伏组件阵列串联和并联,再通过控制器将直流电汇集到一台或几台逆变器,由逆变器将直流电转换成交流电为用户供电。其中,逆变器通常为支持并网型光伏系统的大功率逆变器,其电压和相位参数被控制为与电网保持一致。这使得,小型光伏发电站不管是直流侦I还是交流侧,都因为电流过大而存在电能损失严重、系统转换效率低下的问题。

【发明内容】

[0004]抟术问题
[0005]有鉴于此,本发明要解决的技术问题是,如何提高小型光伏发电站的系统转换效率。
_6] 解决方案
[0007]为了解决上述技术问题,本发明提供一种光伏发电站,包括:至少一个光伏发电装置以及能够与所述光伏发电装置无线通信的同步协调器,各所述光伏发电装置包括光伏组件以及与所述光伏组件连接的逆变器,
[0008]所述同步协调器,用于采集电网的特征参数,并将所述特征参数和控制信号发送给所述光伏发电装置;
[0009]所述逆变器包括:
[0010]第一无线控制模块,用于通过无线网络接收来自所述同步协调器的所述特征参数和所述控制信号,以及
[0011]直流-交流转换模块,用于在所述控制信号的控制下,将所述光伏组件输出的直流电转换为与所述特征参数保持同步的交流电。
[0012]对于上述光伏发电站,在一种可能的实现方式中,所述直流-交流转换模块包括:
[0013]直流升压电路,用于对所述光伏组件输出的直流电进行升压处理;
[0014]H桥,与所述直流升压电路连接的H桥,用于将升压后的直流电转换成与所述特征参数保持同步的交流电;
[0015]与所述H桥连接的滤波器;以及
[0016]与所述H桥连接的驱动电路。
[0017]对于上述光伏发电站,在一种可能的实现方式中,所述第一无线控制模块被配置为,采用所述控制信号控制所述驱动电路,以驱动所述直流升压电路、所述H桥和所述滤波器工作。
[0018]对于上述光伏发电站,在一种可能的实现方式中,所述逆变器还包括:
[0019]直流-直流转换模块,与所述光伏组件连接,用于将所述光伏组件输出的直流电转换为第一电压和第二电压,其中所述第一电压用于为所述直流-交流转换模块供电,所述第二电压用于为所述第一无线控制模块供电。
[0020]对于上述光伏发电站,在一种可能的实现方式中,所述逆变器还包括:与所述第一无线控制模块连接的阻抗匹配电路、以及与所述阻抗匹配电路连接的天线。
[0021]对于上述光伏发电站,在一种可能的实现方式中,所述同步协调器包括:
[0022]第二无线控制模块,用于采集所述电网的所述特征参数,并向各所述逆变器广播发送所述特征参数和所述控制信号;
[0023]交流-直流转换模块,用于将所述电网输出的交流电转换为直流电,为所述第二无线控制模块供电。
[0024]对于上述光伏发电站,在一种可能的实现方式中,所述同步协调器还包括:与所述第二无线控制模块连接的采样电路和功率增强电路、与所述功率增强电路连接的阻抗匹配电路、以及与所述阻抗匹配电路连接的天线。
[0025]为了解决上述技术问题,本发明提供一种光伏发电站的控制方法,包括:
[0026]经由同步协调器采集电网的特征参数,并生成控制信号;
[0027]通过无线网络将所述特征参数和所述控制信号发送至两个或两个以上逆变器,所述逆变器分别与光伏组件连接;
[0028]所述逆变器分别根据所述控制信号,将所述光伏组件输出的直流电转换为与所述特征参数保持同步的交流电。
[0029]对于上述方法,在一种可能的实现方式中,将所述光伏组件输出的直流电转换为与所述特征参数保持同步的交流电,包括:
[0030]根据所述特征参数,对所述光伏组件输出的直流电进行升压处理;
[0031]将升压后的直流电转换成与所述特征参数保持同步的交流电。
[0032]对于上述方法,在一种可能的实现方式中,所述特征参数包括电压和相位,将升压后的直流电转换成与所述特征参数保持同步的交流电,包括:
[0033]将升压后的直流电转换成与所述电网的电压和相位一致的交流电。
[0034]有益效果
[0035]本发明实施例中,能够实现单个光伏组件从直流到交流的电能转换,降低了光伏发电站的功率损耗,提高了电能的转换效率。
[0036]根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明,本发明的其它特征及方面将变得清楚。
【附图说明】
[0037]包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面,并且用于解释本发明的原理。
[0038]图1示出根据本发明一实施例的光伏发电站的结构示意图;
[0039]图2示出根据本发明另一实施例的光伏发电站的逆变器的结构示意图;
[0040]图3示出根据本发明另一实施例的光伏发电站的逆变器的一个示例的结构示意图;
[0041]图4示出根据本发明另一实施例的光伏发电站的同步协调器的结构示意图;
[0042]图5示出根据本发明另一实施例的光伏发电站的同步协调器的一个示例的结构示意图;
[0043]图6示出根据本发明一实施例的光伏发电站的控制方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0044]以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
[0045]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
[0046]另外,为了更好的说明本发明,在下文的【具体实施方式】中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本发明同样可以实施。在一些实例中,对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述,以便于凸显本发明的主旨。
[0047]实施例1
[0048]图1示出根据本发明一实施例的光伏发电站的结构示意图。如图1所示,该光伏发电站主要可以包括:至少一个光伏发电装置11以及能够与所述光伏发电装置11无线通信的同步协调器13,各所述光伏发电装置11包括光伏组件111以及与所述光伏组件连接的逆变器113,所述同步协调器13,用于采集电网的特征参数,并将所述特征参数和控制信号发送给所述光伏发电装置11。
[0049]例如,如图1所示,该光伏发电站可以包括与N个独立的光伏组件111分别连接的N个逆变器113,以及与逆变器113进行无线通信的同步协调器13。每个逆变器113可以与独立的光伏组件111的直流输出端相连,安装在光伏组件111的接线盒中,将光伏组件111输出的直流电转换成220V/50HZ的交流电输出。并且逆变器113通过接收来自同步协调器13的时钟信号、控制信号和电网特征参数,可以根据电网的特征参数调整逆变器113的输出电能指标参数,达到电压和相位与电网参数同步,满足随时并联入网的条件。其中,N为大于等于I的整数。
[0050]举例而言,光伏组件可以采用SUN-230型光伏组件,其峰值功率为230W,工作电压35.8V,工作电流6.44A,具有优良的抗风强度和防水等级,具有长达25年的使用寿命,其接线盒为特别定制,具有容量大,防水防尘等级高,接口专用的特点,可以满足独立并网和通过集线器汇流后集中供电等不同应用场合的需求。
[0051]具体而言,每一个独立的光伏组件111和与之相连的逆变器113都可以在同步协调器13的无线通信状态下进行独立的工作,输出与电网
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