[发明专利]一种零逆流共网控制装置的控制单元

说明书

技术领域

本发明涉及可再生能源发电应用技术领域，特别涉及一种与市政电网共网 应用的零逆流控制系统的控制单元。

背景技术

当前包括太阳能发电、风力发电等可再生新能源发展十分迅速，目前的应 用方式主要由有离网型和并网型两种，其中并网型应用又分为可逆流和不可逆 流两种。

可逆流并网系统所发电能直接输送给电网，进入电网统一调配。

不可逆流并网系统与电网并联，使可再生新能源系统电能与电网保持同步， 实现共同向用户负载供电。当可再生新能源系统电能不足或消失时，由市政电 网向负载补充或全部提供电能；当可再生新能源系统电能超过本区域电网负载 用电需求时，通过某种手段将可再生新能源系统剩余电能加以处理或放弃，保 证剩余电能不通过配电变压器向市电网络馈电，严格防止发生“孤岛效应”。

目前国家标准《光伏系统并网技术要求》(GB/T 19939-2005)对逆向功率保 护的规定是：“系统在不可逆的并网方式下工作，当检测到供电变压器次级处的 逆流为逆变器额定输出的5％时，逆向功率保护应在0.5s-2s内将光伏系统与电 网断开。”

这是对不可逆流并网逆变器的防逆向功率要求，以保证与之并网应用的市 政电网运行安全。由此也可以看出，当并网逆变器实施逆向功率保护之时，实 际上已经发生0.5s-2s的逆流，并不是彻底地防止逆向功率发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种零逆流共网控制装置的控制单元，是一种使太阳 能光伏发电和风力发电等可再生能源电力与市电电网共网应用的零逆流共网控 制装置的控制单元。

采用的技术方案是：

一种零逆流共网控制装置的控制单元，该控制单元使用于与市政电网共网 应用的逆流控制装置中，是一种实现“零逆流”的共网应用设备，使可再生能 源系统电力在与市电共网应用中，既实现了可再生能源系统电力“即发即用”， 又严格保证零逆流防止逆向功率发生，实现设备级本质安全，主动预防“孤岛 效应”，保证市电电网安全运行，这将消除可再生能源推广应用中面临的主要技 术障碍。

零逆流共网控制装置连接n路可再生能源直流电力(光电、风电等)，经并 网逆变转换成比市电电压略高，频率、相位一致的220V单相或380V三相交流 电与市电共网向用户电网供电。

零逆流共网控制装置由并网逆变器、检测单元、控制单元、执行单元组成， 其结构框图如图1所示。

可再生能源直流电力可分为n路或一路直接或经过汇流箱作为并网逆变器 的输入。

经并网逆变器后，可再生能源电力转化成比市电电压略高、频率、相位一 致的220V两相或380V三相交流电，经母线和执行单元与市电共网向用户用电 网供电。

装置的检测单元负责对①n路可再生能源电量；②并网逆变器输出的可再生 能源总电量；③市电供电的电量参数，包括电压、电流、频率、相位等参数； ④用户用电网n回路分用电量和总用电量等参数，包括电压、电流、频率、相 位等参数；进行100次/s以上的高精度检测。

零逆流共网控制装置，使可再生能源电力与市电电网共网应用中，具有“零 逆流”控制保护功能，实现设备级本质安全防止逆向功率发生。

装置的控制单元采用预置的优化算法进行比较运算，计算出发电量与用电 量差值的变化趋势(斜率)，进而得出逆向功率将发生的预测时间，并发出相应 控制指令。

装置的执行单元负责按控制单元指令对下列环节实施关断和接通操作：①n 路可再生能源；②市电供电；③用户电网的n个回路。

本发明控制单元，核心部分是一个可满足高速运算的微控制器芯片，由它 与相应外围电路及器件组成，可进行100次/s以上的高精度数据采集和运算。现 以选用C8051F020芯片作为本发明控制单元核心芯片为例，电路原理图如图 3所示。

本发明的零逆流共网控制装置的控制单元，是一种使太阳能光伏发电和风 力发电等可再生能源电力与市政供电共网应用的零逆流控制装置的控制单元。 本发明的优点是，将可再生能源电力与市电共网应用，实现市电作为备电使可 再生能源电力“即发即用”，使装置具有“零逆流”控制保护功能，实现设备级 本质安全防止逆向功率发生。

附图说明

图1为零逆流共网控制装置的结构框图；

图2为本发明工作流程图；