[发明专利]一种基于添加联络开关结构的提高光伏发电汇集系统轻载效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，涉及一种提高汇集系统轻载效率的方法，尤其是通过添加联络开关结构并配合开关控制逻辑实现轻载潮流转移的技术方案。

背景技术

随着太阳能发电技术的进步，产业规模持续扩大，发电成本不断下降，光伏发电在全球已实现较大规模应用，目前光伏发电最常见的大功率光伏电站并网方式为集中式交流并网，该方式将光伏电池阵列发出的直流电通过汇流箱汇集后经过DC/AC逆变器变为交流电并入电网，或者之后再次汇集并再次升压，然后并网。根据光伏逆变器的负载-效率曲线可知，重载时，并网逆变器效率很高(高于95％)，但是轻载时效率较低，这就使得整个汇集系统在轻载工作时效率较低。现在正在兴起的直流光伏电站采用了纯直流升压汇集系统，其核心部分是DC/DC升压变流器，其拥有和光伏逆变器相似的负载-效率曲线，因此也存在汇集系统在轻载工作时效率较低的问题。而由于日出日落和阴雨天气的影响，轻载情况在整个光伏电站运营周期中占比较高。因此有必要发明轻载情况下提高汇集系统效率的新方案。

本发明提出了一种提高变流器轻载效率的方法，通过增加配置光伏阵列间的联络开关并使用配套的开关控制逻辑，实现轻载情况下潮流的转移和集中，从而提高汇集系统整体效率，实现节能减排和光伏电站增产。该发明兼顾交流汇集系统和直流汇集系统，在两种系统中均可无差异使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高光伏发电站汇集系统轻载效率的方法。具体技术方案是：在两个相邻光伏阵列的汇流母线之间加装联络开关结构，并通过一套基于实时负载与预设阈值的比较和闭锁逻辑对轻载状态进行判断，并控制联络开关的动作和相应变流器(逆变器或DC/DC升压变换器)的启停。

本发明采用的技术方案为：一种提高光伏直流汇集发电系统中变流器轻载效率的方法，从实施的角度来讲包括以下几个步骤。

一种基于添加联络开关结构的提高光伏发电汇集系统轻载效率的方法，其特征在于，包括：一套基于联络开关的装置，装置包括一套加装在两个相邻光伏阵列汇流母线间的联络开关，安装在联络开关与变流器之间的开关控制线，反馈线，以及安装在两个变流器之间的通讯线；

并且定义输入量包括变流器实时负载率L，启动变换器信号，联络开关开合状态反馈s。控制逻辑的包括进入轻载运行状态和退出轻载运行状态，具体是：

(1)进入轻载运行状态：将相连接的两个阵列标记为1号和2 号阵列，其对应的两个变流器分别标记为变流器1号和变流器2号。两个阵列的变流器都可以直接获得自身的负载率，在本说明中标记为L1和L2。我们设定一个判断汇集系统是否进入轻载状态的触发阈值为Llow，逻辑等待时间Q。以1号阵列为例，在其变流器的控制器中运行L1与Llow的比较程序，当L1<Llow，并且持续时间T>Q时，该控制器可以判断本阵列进入轻载运行状态。进而该控制器会发出指令，使得联络开关闭合，然后经过延时时间delay1，本变流器输出功率降低为零，进入待机状态。若是小范围过云导致的短时功率波动，则 L1<Llow的持续时间T<Q，变流器不会进入轻载运行状态。对于2号阵列，运行机理同上。

(2)退出轻载运行状态：在已经进入轻载运行模式的情况下，我们设定一个判断汇集系统是否退出轻载运行状态的负载率触发阈值为Lhigh，同样要设置一个逻辑等待时间Q。假设2号阵列进入了轻载运行状态，其变流器处于待机状态，联络开关处于闭合状态，将 2号阵列的发电潮流转移到1号阵列的变流器上。若1号阵列的变流器控制器检测到L1>Lhigh，且持续时间T>Q，则可以判断这两个光伏阵列退出轻载运行状态。进而进行的操作是：通过与另一个变流器连接的通讯回路发送启动指令，使得2号阵列的变流器开机工作，并在延时一段时间delay2后，给联络开关发送分闸命令，从而使得联络开关断开。当上述假设条件倒转过来时，也将执行类似流程。