[发明专利]具有功率平衡器的大型光伏直流串联升压并网系统

说明书

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种具有功率平衡器的大型光伏直流串联升压并网系统，本发明系统包括N台光伏直流变换器、N‑1台功率平衡器，N≥2；各光伏直流变换器的输出端依次串联后接入直流电网，各光伏直流变换器的输入端分别与光伏发电单元的输出端连接；顺次串联设置的各光伏直流变换器中，相邻两台光伏直流变换器的输入端之间设置有功率平衡器；N‑1台功率平衡器分别与设定的N‑1台光伏直流变换器对应设置，用于对相应的光伏直流变换器的输入进行功率均衡，以消除各台光伏直流变换器输出电压的差异。本发明解决了由于系统中各光伏直流变换器输入功率不匹配导致的弃光与光伏直流变换器输出过电压问题，提高了系统发电量。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种具有功率平衡器的大型光伏直流串联升压并网系统。

背景技术

太阳能光伏、风电等新能源开发利用是解决能源危机与环境问题的重要途径。目前已出现较多的百万千瓦级光伏基地。传统大型光伏电站通常以集中交流汇集、升压、通过中高压交流并入交流输电网。随着光伏电站的大型化、规模化集中并网接入，传统交流并网方式出现谐波谐振、无法消纳送出、需要大容量无功补偿等问题，而且交流并网所需电能转换设备和变换环节多、效率低等问题。

随着中高压柔性直流输电的快速发展，目前提出光伏直流升压汇集接入方案，可以有效避免传统光伏电站交流并网送出问题，并且光伏直流并网可以减少电能变换环节、节省电能变换设备、降低系统成本、提高系统整体效率，具有明显的经济技术优势。特别是光伏直流串联升压并网系统，目前成为研究热点。光伏直流串联升压并网系统的技术难点在于，当串联系统中各光伏直流变换器输入功率不匹配时，将导致光伏直流变换器输出过电压问题，同时会造成光伏直流变换器弃光问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决大型光伏电站中光伏直流变换器串联升压并网系统由于系统中各光伏直流变换器输入功率不匹配导致的弃光与光伏直流变换器输出过电压问题，本发明的一方面，提出了一种具有功率平衡器的大型光伏直流串联升压并网系统，该系统包括N台光伏直流变换器、N-1台功率平衡器，N≥2。

各光伏直流变换器的输出端依次串联后接入直流电网，各光伏直流变换器的输入端分别与光伏发电单元的输出端连接；

顺次串联设置的各光伏直流变换器中，相邻两台光伏直流变换器的输入端之间设置有功率平衡器；

N-1台功率平衡器分别与设定的N-1台光伏直流变换器对应设置，用于对相应的光伏直流变换器的输入进行功率均衡，以消除各台光伏直流变换器输出电压的差异。

在一些优选实施方式中，所述功率平衡器包括控制信号输入端、主功率电路、电流通路连接端；

所述控制信号输入端用于获取其对应的光伏直流变换器的输出电压值V_i、N台光伏直流变换器输出电压值的均值V_a；

所述主功率电路用于基于V_i与V_a的差值控制两个光伏直流变换器输入端之间的电流；

所述电流通路连接端的两端分别与对应的两台光伏直流变换器的输入端连接，用于建立电流通路。

在一些优选实施方式中，“基于V_i与V_a的差值控制两个光伏直流变换器输入端之间的电流”，其方法为：

当V_iV_a时，第i个光伏直流变换器对应的功率平衡器基于V_i与V_a的差值产生负向电流，对第i个光伏直流变换器对应的光伏发电单元的输出电流进行分流，以减小第i个光伏直流变换器的输入电流；