光伏發(fā)電系統(tǒng)的孤網(wǎng)運(yùn)行及切換檢測結(jié)構(gòu)及試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后是否能孤網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)及試驗(yàn)方法，它包括交流母線（8），在交流母線（8）上連接有一套以上的光伏陣列組件（2）、儲(chǔ)能裝置（4）、負(fù)載（5）和電網(wǎng)（6），在光伏陣列組件（2）與交流母線（8）之間設(shè)有DC/AC單向逆變器（1）和QF2開關(guān)，在儲(chǔ)能裝置（4）與交流母線（8）之間設(shè)有DC/AC雙向逆變器（3）和QF3開關(guān)，在電網(wǎng)（6）與交流母線（8）之間設(shè)有QF1開關(guān)，在負(fù)載（5）與交流母線（8）之間設(shè)有QF4開關(guān)，在交流母線（8）上連接有電能質(zhì)量檢測裝置（7）。本發(fā)明在光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行條件下，在其并網(wǎng)的交流母線上連接電能質(zhì)量檢測裝置，這樣就通過此驗(yàn)證方法就能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的是否具備可靠、安全的離網(wǎng)運(yùn)行功能，同時(shí)能最大程度保證試驗(yàn)人員人身安全、試驗(yàn)負(fù)載安全投切、光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備安全。
【專利說明】光伏發(fā)電系統(tǒng)的孤網(wǎng)運(yùn)行及切換檢測結(jié)構(gòu)及試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的孤網(wǎng)運(yùn)行及切換檢測結(jié)構(gòu)及試驗(yàn)方法，屬于太陽能光伏【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，有關(guān)分布式能源的“孤島”方面的研究很熱，主要集中在反孤島和利用孤島兩個(gè)方面。反孤島效應(yīng)(可簡稱為反孤島)是指禁止非計(jì)劃孤島效應(yīng)的發(fā)生，由于這種供電狀態(tài)是未知的，將造成一系列的不利影響，按照UL1741、IEEE Std.929規(guī)定，分布式發(fā)電裝置必須采用反孤島方案來禁止非計(jì)劃孤島效應(yīng)的發(fā)生。利用孤島(IEEE Std.1547)則是指根據(jù)分布式電源的容量和故障前的運(yùn)行狀態(tài)以及本地負(fù)荷的大小，事先確定合理的孤島區(qū)域，按預(yù)先配置的控制策略，有計(jì)劃地發(fā)生孤島效應(yīng)，由分布式發(fā)電裝置繼續(xù)向周圍負(fù)載供電，從而減少因停電而帶來的損失，提高供電質(zhì)量和可靠性。
[0003]分布式光伏發(fā)電技術(shù)是分布式能源利用的重要組成部分，得到了越來越廣泛的應(yīng)用，光伏發(fā)電系統(tǒng)孤島(離網(wǎng)運(yùn)行)是基于利用孤島標(biāo)準(zhǔn)的把分布式光伏發(fā)電技術(shù)引入配電網(wǎng)中出現(xiàn)的一種新運(yùn)行方式。
[0004]當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障以后，在保證電力系統(tǒng)安全的前提下，盡可能維持分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常供電，而在配電網(wǎng)轉(zhuǎn)化為若干孤島自治運(yùn)行，將可以減小停電面積，提高供電可靠性，這對(duì)電網(wǎng)公司、分布式光伏發(fā)電商和用戶都是有利的。
[0005]因此，急需一種試驗(yàn)方法，檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)是否在各種工況下具備可靠、安全的孤網(wǎng)運(yùn)行功能，以及孤網(wǎng)與并網(wǎng)之間的切換功能，同時(shí)能最大程度保證試驗(yàn)人員人身安全以及設(shè)備、負(fù)載安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適合光伏發(fā)電系統(tǒng)的孤網(wǎng)運(yùn)行及切換試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)方法能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的是否具備可靠、安全的離網(wǎng)運(yùn)行功能，同時(shí)能最大程度保證試驗(yàn)人員人身安全、試驗(yàn)負(fù)載安全投切、光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備安全。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后是否能孤網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)，它包括交流母線，在交流母線上連接有一套以上的光伏陣列組件、儲(chǔ)能裝置、負(fù)載和電網(wǎng)，在光伏陣列組件與交流母線之間設(shè)有DC/AC單向逆變器和QF2開關(guān)，在儲(chǔ)能裝置與交流母線之間設(shè)有DC/AC雙向逆變器和QF3開關(guān)，在電網(wǎng)與交流母線之間設(shè)有QFl開關(guān)，在負(fù)載與交流母線之間設(shè)有QF4開關(guān)，在交流母線上連接有電能質(zhì)量檢測裝置。
[0008]上述的能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后是否能孤網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)是，光伏陣列組件通過并聯(lián)或串聯(lián)后與DC/AC單向逆變器連接。
[0009]利用能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后是否能孤網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)方法，它包括以下四個(gè)步驟:
a、光伏陣列組件組件退出運(yùn)行，負(fù)載由儲(chǔ)能系統(tǒng)單獨(dú)供電情況下，檢測孤島運(yùn)行狀況；
b、光伏陣列組件組件投入運(yùn)行，負(fù)載由光伏陣列組件輸出和儲(chǔ)能系統(tǒng)共同供電情況下，檢測孤島運(yùn)行試驗(yàn)狀況；
C、光伏陣列組件組件退出運(yùn)行，負(fù)載由儲(chǔ)能系統(tǒng)和電網(wǎng)共同供電，切換到孤島運(yùn)行，檢測切換過程和運(yùn)行狀況，正常后切回并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，檢測切換過程和并網(wǎng)運(yùn)行狀況；d、光伏陣列組件組件投入運(yùn)行，負(fù)載由光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)及電網(wǎng)共同供電，切換到孤島運(yùn)行，檢測切換過程和運(yùn)行狀況，正常后切回并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，檢測切換過程和并網(wǎng)運(yùn)行狀況。
[0010]a步驟中依次合上QF3, QF4開關(guān),如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，試驗(yàn)合格，光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入該情況下的孤島運(yùn)行。
[0011]b步驟中依次合上QF3、QF4、QF2開關(guān)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，試驗(yàn)合格，光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入該情況下的孤島運(yùn)行。
[0012]c步驟中先依次合上QF1、QF3、QF4開關(guān)，正常后斷開QFl開關(guān)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入該情況下的孤島運(yùn)行，合上QFl開關(guān)恢復(fù)并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，試驗(yàn)合格；退出該種情況下的孤島運(yùn)行試驗(yàn)方法:依次斷開QF4，QF3開關(guān)，光伏發(fā)電系統(tǒng)全部停運(yùn)。
[0013](1步驟中先依次合上0?1、0?3、0?4、0?2開關(guān)，正常后斷開0?1開關(guān)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入該情況下的孤島運(yùn)行，合上QFl開關(guān)恢復(fù)并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，試驗(yàn)合格；退出該種情況下的孤島運(yùn)行試驗(yàn)方法:斷開QF4、QF2、QF3開關(guān)，光伏發(fā)電系統(tǒng)全部停運(yùn)。
[0014]光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)及電網(wǎng)有任意一種電源運(yùn)行，第二種電源需并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，必須使用同期裝置， 防止發(fā)生非同期合閘事故。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明在光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行條件下，在其并網(wǎng)的交流母線上連接電能質(zhì)量檢測裝置，這樣就可檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)是否在各種工況下具備可靠、安全的孤網(wǎng)運(yùn)行功能，以及孤網(wǎng)與并網(wǎng)之間的切換功能，通過此驗(yàn)證方法就能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的是否具備可靠、安全的離網(wǎng)運(yùn)行功能，同時(shí)能最大程度保證試驗(yàn)人員人身安全、試驗(yàn)負(fù)載安全投切、光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖；
圖2為一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的孤網(wǎng)運(yùn)行及切換試驗(yàn)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1，如圖1所示、光伏陣列組件2通過串、并列后，通過DC/AC單向逆變器I和QF2開關(guān)把直流逆變成交流電后與交流母線連接，可以獨(dú)立對(duì)負(fù)載5供電，同時(shí)也可以通過F3開關(guān)和雙向逆變器3對(duì)儲(chǔ)能裝置4進(jìn)行充電，把光伏陣列組件2多余的電能儲(chǔ)存起來，儲(chǔ)能裝置4也可用通過電網(wǎng)6進(jìn)行充放電，負(fù)載5可以通過光伏陣列組件支路取得電能，同時(shí)還可以從儲(chǔ)能裝置4或電網(wǎng)6取得電能，通過電能質(zhì)量檢測裝置7檢測交流母線上電能質(zhì)量。[0018]在連接完上述系統(tǒng)后，其試驗(yàn)方法包括以下四個(gè)步驟:
a、光伏陣列組件組件退出運(yùn)行，負(fù)載由儲(chǔ)能系統(tǒng)單獨(dú)供電情況下，檢測孤島運(yùn)行狀
況；
b、光伏陣列組件組件投入運(yùn)行，負(fù)載由光伏陣列組件輸出和儲(chǔ)能系統(tǒng)共同供電情況下，檢測孤島運(yùn)行試驗(yàn)狀況；
C、光伏陣列組件組件退出運(yùn)行，負(fù)載由儲(chǔ)能系統(tǒng)和電網(wǎng)共同供電，切換到孤島運(yùn)行，檢測切換過程和運(yùn)行狀況，正常后切回并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，檢測切換過程和并網(wǎng)運(yùn)行狀況；d、光伏陣列組件組件投入運(yùn)行，負(fù)載由光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)及電網(wǎng)共同供電，切換到孤島運(yùn)行，檢測切換過程和運(yùn)行狀況，正常后切回并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，檢測切換過程和并網(wǎng)運(yùn)行狀況。
[0019]具體的說:
a步驟中依次合上QF3，QF4開關(guān)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，試驗(yàn)合格，光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入該情況下的孤島運(yùn)行。
[0020]b步驟中依次合上QF3、QF4、QF2開關(guān)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，試驗(yàn)合格，光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入該情況下的孤島運(yùn)行。退出該種情況下的孤島運(yùn)行試驗(yàn)方法:試驗(yàn)過程和上述相反。
[0021]c步驟中先依次合上QF1、QF3、QF4開關(guān)，正常后斷開QFl開關(guān)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入該情況下的孤島運(yùn)行，合上QFl開關(guān)恢復(fù)并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，試驗(yàn)合格；退出該種情況下的孤島運(yùn)行試驗(yàn)方法:依次斷開QF4，QF3開關(guān)，光伏發(fā)電系統(tǒng)全部停運(yùn)。
[0022]d步驟中先依次合上QF1、QF3、QF4、QF2開關(guān)，正常后斷開QFl開關(guān)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入該情況下的孤島運(yùn)行，合上QFl開關(guān)恢復(fù)并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，試驗(yàn)合格；退出該種情況下的孤島運(yùn)行試驗(yàn)方法:斷開QF4、QF2、QF3開關(guān)，光伏發(fā)電系統(tǒng)全部停運(yùn)。
[0023]需說明的是，光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)及電網(wǎng)有任意一種電源運(yùn)行，第二種電源需并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，必須使用同期裝置，防止發(fā)生非同期合閘事故。
【權(quán)利要求】
1.一種能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后是否能孤網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)，它包括交流母線(8)，在交流母線(8)上連接有一套以上的光伏陣列組件(2)、儲(chǔ)能裝置(4)、負(fù)載(5)和電網(wǎng)(6)，其特征在于:在光伏陣列組件(2)與交流母線(8)之間設(shè)有DC/AC單向逆變器(I)和QF2開關(guān)，在儲(chǔ)能裝置(4 )與交流母線(8 )之間設(shè)有DC/AC雙向逆變器(3 )和QF3開關(guān)，在電網(wǎng)(6 )與交流母線(8)之間設(shè)有QFl開關(guān)，在負(fù)載(5)與交流母線(8)之間設(shè)有QF4開關(guān)，在交流母線(8 )上連接有電能質(zhì)量檢測裝置(7 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后是否能孤網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)，其特征在于:光伏陣列組件(2)通過并聯(lián)或串聯(lián)后與DC/AC單向逆變器(I)連接。
3.利用權(quán)利要求1所述的能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后是否能孤網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)方法，其特征在于:它包括以下四個(gè)步驟: a、光伏陣列組件組件退出運(yùn)行，負(fù)載由儲(chǔ)能系統(tǒng)單獨(dú)供電情況下，檢測孤島運(yùn)行狀況； b、光伏陣列組件組件投入運(yùn)行，負(fù)載由光伏陣列組件輸出和儲(chǔ)能系統(tǒng)共同供電情況下，檢測孤島運(yùn)行試驗(yàn)狀況； C、光伏陣列組件組件退出運(yùn)行，負(fù)載由儲(chǔ)能系統(tǒng)和電網(wǎng)共同供電，切換到孤島運(yùn)行，檢測切換過程和運(yùn)行狀況，正常后切回并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，檢測切換過程和并網(wǎng)運(yùn)行狀況； d、光伏陣列組件組件投入運(yùn)行，負(fù)載由光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)及電網(wǎng)共同供電，切換到孤島運(yùn)行，檢測切換過程和運(yùn)行狀況，正常后切回并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，檢測切換過程和并網(wǎng)運(yùn)行狀況。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后是否能孤網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)方法，其特征在于:a步驟中依次合上QF3，QF4開關(guān)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，試驗(yàn)合格，光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入該情況下的孤島運(yùn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后是否能孤網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)方法，其特征在于:b步驟中依次合上QF3、QF4、QF2開關(guān)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，試驗(yàn)合格，光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入該情況下的孤島運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后是否能孤網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)方法，其特征在于:c步驟中先依次合上QFl、QF3、QF4開關(guān)，正常后斷開QFl開關(guān)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入該情況下的孤島運(yùn)行，合上QFl開關(guān)恢復(fù)并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，試驗(yàn)合格；退出該種情況下的孤島運(yùn)行試驗(yàn)方法:依次斷開QF4，QF3開關(guān)，光伏發(fā)電系統(tǒng)全部停運(yùn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后是否能孤網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)方法，其特征在于:d步驟中先依次合上QF1、QF3、QF4、QF2開關(guān)，正常后斷開QFl開關(guān)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入該情況下的孤島運(yùn)行，合上QFl開關(guān)恢復(fù)并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，如果電能質(zhì)量檢測裝置檢測的電能質(zhì)量指標(biāo)正常，試驗(yàn)合格；退出該種情況下的孤島運(yùn)行試驗(yàn)方法:斷開QF4、QF2、QF3開關(guān)，光伏發(fā)電系統(tǒng)全部停運(yùn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7任意一項(xiàng)所述的能檢驗(yàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后是否能孤網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)方法，其特征在于:光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)及電網(wǎng)有任意一種電源運(yùn)行，第二種電源需并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，必須使用同期裝置，防止發(fā)生非同期合閘事故。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK103427440SQ201310377950
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】文賢馗, 曾華榮, 陳仕軍, 劉君, 徐梅梅 申請(qǐng)人:貴州電力試驗(yàn)研究院