分布式光伏系統的安全控制機制技術方案

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于管理光伏發電站(photovoltaic electricity productionplant)的控制的系統。更具體地，本專利技術提出了用于光伏發電裝備的控制和安全性機制，所述機制不需要任何用于其各種部件與彼此通信的集成通信系統。
技術介紹
在一種已知的方式中，光伏發電機(photovoltaic generator)由光伏電池板(panel)和逆變器構成。逆變器用于將來自光伏電池板的直流電轉換為供配電網絡使用的交流電。為了形成光伏發電站，光伏電池板被串聯連接以增加電壓并形成光伏電池板串(string),所述光伏電池板串并聯連接以增加電力并形成組(group)。在逆變器的輸入處可 以并聯連接若干個組以形成光伏發電機。光伏電站的這種組織模式顯出各種局限。首先，由于樹、墻等引起的在光伏電池板上的任何陰影將改變電氣特性并降低在其中包括被遮擋的電池板的串的電力生產。因為再也無法保證電壓的平衡，所以這個串將干擾包括其在內的組中的其他串。在組成電池板的光伏電池上的塵埃也可以導致此類表現。此外，形成所述光伏發電機的光伏組件(photovoltaic module)必須總是具有一致的特性。所使用的光伏組件的任何特性上的不匹配都可以導致發電機的生產率的降低，盡管是在一個次要的程度上。因為電壓是由光伏串或組設定的，所以另一個缺陷在于即使逆變器停止或處于從配電網絡斷開的情況下，電壓總是存在于光伏電池板所提供的DC母線上。這增加了電氣安全性問題，例如當應急小組在電站(plant)上操作時。為了克服這些約束，一種想法在于將電力轉換器與光伏組件組合。借助于這些轉換器，實際上可能降低一個光伏組件對發電機的其他組件的生產率的影響。在現有技術中，已經開發了包括電力轉換器的光伏發電機。專利申請US2009/0150005特別描述了這些解決方案。該文獻描述了一種光伏發電機，其實現光伏電池板中所集成的DC/DC電力轉換器，且該DC/DC電力轉換器并聯到由所述電池板提供的DC母線。根據該技術，使用額外的中央組件經由集成于由光伏電池板提供的電力母線中的通信網絡驅動整個電站。專利申請US2009/0150005的公開描述了經由所述通信網絡的光伏組件的控制。另一已知技術依賴(rely)DC/DC電力轉換器的使用以提高光伏電池板的電壓到由所述電池板提供并由逆變器調節的母線電壓，例如在250V到340V之間。每個光伏組件借助通信組件經由載波電流通信以便傳送電氣值并接收根據情況的啟動或停止指令。專利申請WO 2009/082708因此公開了集成通信網絡的使用，通過載波電流或無線地通信以控制光伏發電機的電力轉換器。全部這些已知光伏系統的分布結構的主要缺陷在于光伏電池板中所集成的電子設備的復雜性，其導致電力生產上的故障的不利可能。屬于現有技術的系統及上述系統依靠于它們的集成通信系統的正確操作，因為正是該系統授權電力的生產。此功能所需的電子部件因而對系統是關鍵性的且促使調低光伏發電系統的可用性和生產率。因此本專利技術的目的是對現存技術提出替代解決方案，其通過控制在整個操作階段都具有安全表現且無需求助于通信系統的光伏發電裝備的系統。
技術實現思路
本目的是通過一種用于控制光伏發電裝備的系統來完成的，其包括至少ー個DC/DC微轉換器，其連接到DC母線和連接到光伏組件；逆變器，用于將來自所述DC母線的直流電轉換為供配電網絡使用的交流電；而且，所述至少ー個微轉換器包括用于獨立地確定注入到所述DC母線的所述電力電平作為所述DC母線的電壓電平的函數的裝置；當所述DC母線的電壓小于低閾值電壓 Va或大于高閾值電壓Vd時，所述至少ー個微轉換器停止從所述光伏組件向DC母線的電力的注入；而且，根據本專利技術的所述系統包括用于管理所述DC母線的裝置，所述用于管理所述DC母線的裝置被配置以當所述DC母線的電壓小于最低電壓Vm吋，向所述DC母線注入電カ，直到達到所述最低電壓Vm，從所述最低電壓Vm的電平起，中斷所述電カ的注入。有利地，所述至少一個微轉換器被配置以當DC母線的電壓介于第一電壓Vb和第二電壓Vc之間時，向DC母線注入來自光伏組件的最大電カ；當DC母線的電壓小于低閾值電壓Va或大于高閾值電壓Vd時，停止向DC母線注入來自光伏組件的電カ；其中0〈Va〈Vm〈Vb〈Vc〈Vd。有利地，用于管理DC母線的裝置可被配置成使得，當DC母線的電壓大于閾值電壓Vs，所述閾值電壓Vs大于第二電壓Vc且小于高閾值電壓Vd吋，所述用于管理DC母線的設備觸發至少等于兩倍逆變器啟動時間的超時，并且在所述超時的結尾，啟動借助于合適的放電系統放電DC母線的過程。根據本專利技術的一個實施例，所述用于管理DC母線的裝置被包含在逆變器中。根據本專利技術的另ー個實施例，用于管理DC母線的特定設備不同于逆變器且供應有電力，其形成所述用于管理DC母線的裝置。有利地，用于管理DC母線的設備包括所述用于對DC母線放電的系統。有利地，用于管理DC母線的設備還包括用于只在白天時間啟動根據本專利技術的設備的天文時鐘(astronomical clock)。有利地，所述至少一個微轉換器還被配置以當DC母線的電壓小于低閾值電壓Va或大于高閾值電壓Vd時被自動地置于待命模式。附圖說明參照附圖，其他特征和優點將在下面的詳細描述中變得清晰，附圖表示-圖IA:表示根據本專利技術的設備的第一實施例的簡單圖示；-圖IB:表示根據本專利技術的設備的第二實施例的簡單圖示；-圖2:表示被注入給系統的DC母線的電力的圖示，其使能根據將被描述的本專利技術的設備的全面操作；-圖3A到3D:基于圖2的圖示的圖示，且使能根據將被描述的本專利技術的設備的各種操作階段。具體實施例方式圖IA和圖IB表示本專利技術的兩個主要實施例。關于每個光伏組件PV，存在關聯的DC/DC升壓微轉換器C。這些微傳喚器C并聯連接并且連接到中央逆變器INV、INV’。根據圖IA的實施例，根據本專利技術的設備包括特定的最佳逆變器INV’。根據圖IB的實施例，根據本專利技術的設備包括標準逆變器INV，其關聯叫做“DC母線 管理器”的特定組件MNG，該特定組件對應于管理DC母線BUS的裝置MNG。在這兩種情況下，特定物項-特定逆變器INV’或DC母線管理器MNG驅動并調節DC母線BUS。微轉換器C在電流源模式下操作并從光伏組件PV中汲取電力以便供應電力到逆變器INV、INV’，該逆變器INV、INV’將電力注入到配電網絡R。關于原理，本專利技術的一個基本特征在于以下事實每個微轉換器C能夠僅通過讀取DC母線BUS上的電壓電平而無需求助于與逆變器INV’或DC母線管理器MNG通信的任何系統就能夠獨立地決定其運行模式。在以下的描述中，描述圖IB的特殊實施例的操作，其中根據專利技術的設備包括DC母線管理器MNG。顯然的是，可以完美地變換以下描述的操作到圖IA的情況，其中特定逆變器INV’包括管理DC母線BUS的裝置。圖2表示根據本專利技術的設備的一般操作的圖示。更具體地，圖2表示具有如下的圖示 縱坐標被注入到DC母線BUS的電力P 〇來自光伏組件PV，經由微轉換器C，對應于圖示上的電力Epv ；或〇來自DC母線管理器MNG，對應于圖示上的電力Em， 橫坐標DC母線BUS的電壓V。因此，只要DC母線管理器MNG的電壓電平低，DC母本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于控制光伏發電裝備的系統，包括：至少一個DC/DC微轉換器（C），其連接到DC母線（BUS）和連接到光伏組件（PV）；逆變器（INV、INV’），用于將來自所述DC母線（BUS）的直流電轉換為供配電網絡（R）使用的交流電；其特征在于：所述至少一個微轉換器（C）包括用于獨立地確定注入到所述DC母線（BUS）的所述電力電平作為所述DC母線（BUS）的電壓電平的函數的裝置；當所述DC母線（BUS）的電壓小于低閾值電壓Va或大于高閾值電壓Vd時，所述至少一個微轉換器（C）停止從所述光伏組件（PV）向DC母線（BUS）的電力的注入；所述系統另外包括用于管理DC母線（MNG，INV’）的裝置，其特征在于，所述用于管理所述DC母線（MNG，INV’）的裝置被配置以當所述DC母線（BUS）的電壓小于最低電壓Vm時，向所述DC母線（BUS）注入電力，直到達到所述最低電壓Vm，從所述最低電壓Vm的電平起，中斷所述電力的注入。

【技術特征摘要】
2011.06.15 FR 11551901.一種用于控制光伏發電裝備的系統，包括 至少一個DC/DC微轉換器(C)，其連接到DC母線(BUS)和連接到光伏組件(PV)；逆變器(INV、INV’)，用于將來自所述DC母線(BUS)的直流電轉換為供配電網絡(R)使用的交流電； 其特征在于 所述至少一個微轉換器(C)包括用于獨立地確定注入到所述DC母線(BUS)的所述電力電平作為所述DC母線(BUS)的電壓電平的函數的裝置； 當所述DC母線(BUS)的電壓小于低閾值電壓Va或大于高閾值電壓Vd時，所述至少一個微轉換器(C)停止從所述光伏組件(PV)向DC母線(BUS)的電力的注入； 所述系統另外包括用于管理DC母線(MNG，INV’ )的裝置，其特征在于，所述用于管理所述DC母線(MNG，INV’)的裝置被配置以當所述DC母線(BUS)的電壓小于最低電壓Vm時，向所述DC母線(BUS)注入電力，直到達到所述最低電壓Vm，從所述最低電壓Vm的電平起，中斷所述電力的注入。2.根據權利要求I的系統，其特征在于，所述至少一個微轉換器(C)被配置以 當所述DC母線(BUS)的電壓介于第一電壓Vb和第二電壓Vc之間時，向所述DC母線(BUS)注入來自所述光伏組件(PV)的最大電力； 當所述DC母線(BUS)的電壓小于低閾值電壓Va或大于高閾值電壓Vd時，停止向所述DC母線(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J艾克拉貝，C佩蒂特，Y讓讓，A阿爾梅達，
申請(專利權)人：施耐德電器工業公司，
類型：發明
國別省市：