[发明专利]光伏电站柔性电压软起降控制系统及方法

说明书

本发明提供了光伏电站柔性电压软起降控制系统及方法，包括高压电压调节回路和低压柔性控制回路；低压柔性控制回路包括低压柔性控制单元、低压旁路单元和串联变压器，低压柔性控制单元用于在串联变压器的副边产生可控电压；高压电压调节回路包括输入隔离刀闸、输出隔离刀闸和高压旁路开关；集电线电压输入端依次串联连接输入隔离刀闸、串联变压器副边、输出隔离刀闸接至集电线电压输出端，集电线电压输入端、集电线电压输出端之间连接高压旁路开关。在夜间光伏不发电时，平滑降低集电线电压，将就地升压变压器电压降低到零，白天太阳升起前再平滑将集电线电压提升到系统电压，从而有效减少空载损耗。

技术领域

本发明属于光伏发电领域，涉及一种新型的光伏电站集电线柔性电压软起降控制系统及方法。

背景技术

光伏机组依靠太阳能发电，晚上在光伏不发电的时段，逆变器处于待机状态，但与逆变器连接的就地升压变压器由于不能频繁起停，在这个时段内一直处于空载运行状态。虽然变压器空载损耗一般只占变压器容量的0.15%，但由于一天中至少一半的时间（夜晚）光伏是不发电的，且光伏电站内就地升压变压器数量较大，因此一年中光伏电站就地升压变压器空载损耗累计的电能消耗就是一个较大的数字。据统计，一个100MW光伏电站变压器夜间空载损耗一年累计可达60万度。如果能够在光伏机组夜间不发电时将全站就地升压变压器停运，就可以减少相当一大部分的电能损耗。

由于剩磁的影响，在通过开关投切变压器时会产生很大的励磁涌流，对电网产生的冲击与变压器短路相当，因此，从电网安全运行的角度出发，不允许光伏电站就地升压变压器大规模集中起停。如果对就地升压变压器单台投退，对电网的影响较小，但由于光伏电站就地升压变压器台数较多，每天早投晚退的操作工作量巨大，对大部分光伏电站的运行都是不现实的。另外变压器投入时励磁涌流对变压器的振动冲击较大，如频繁操作，也会大大影响变压器的寿命。

发明内容

本发明旨在提供一种光伏电站柔性电压软起降控制系统，在夜间光伏不发电时，平滑降低集电线电压，将就地升压变压器电压降低到零，白天太阳升起前再平滑将集电线电压提升到系统电压，从而达到减少光伏电站就地升压变压器夜间空载损耗，达到节能降耗和提升光伏电站使用寿命的效果。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。

本发明提供光伏电站柔性电压软起降控制系统，所述系统包括高压电压调节回路和低压柔性控制回路；

所述低压柔性控制回路包括低压柔性控制单元、低压旁路单元和串联变压器，所述低压柔性控制单元用于在串联变压器的副边产生可控电压，所述低压柔性控制单元的输出端连接至低压旁路单元，低压旁路单元与串联变压器的原边并联；

所述高压电压调节回路包括输入隔离刀闸、输出隔离刀闸和高压旁路开关；集电线电压输入端依次串联连接输入隔离刀闸、串联变压器副边、输出隔离刀闸接至集电线电压输出端，集电线电压输入端、集电线电压输出端之间连接高压旁路开关。

进一步地，所述低压旁路单元包括三相反并联晶闸管和交流接触器，低压柔性控制单元输出端分别连接三相反并联晶闸管和交流接触器触点的两端。

进一步地，所述低压柔性控制单元包括输入滤波单元、AC/AC变流器单元和输出滤波单元，低压电源通过输入滤波单元连接至AC/AC变流器单元，AC/AC变流器单元的输出端连接至输出滤波单元，所述输出滤波单元连接至低压旁路单元。

再进一步地，所述AC/AC变流器单元包括功率变换单元和控制单元，所述功率变换单元包括AC/AC变流器，所述控制单元连接AC/AC变流器的控制信号输入端。

再进一步地，所述AC/AC变流器单元还包括监控单元，所述监控单元用于监控集电线电压，并与所述控制单元进行通信，将监控结果传送到控制单元。

再进一步地，光伏电站柔性电压软起降控制方法，采用如以上技术方案任意一种可能的实施方式所提供的光伏电站柔性电压软起降控制系统，所述方法包括：