本實(shí)用新型涉及一種光伏發(fā)電站，尤其涉及一種具有濾波和功率因素補(bǔ)償功能的光伏電站。

背景技術(shù)：

分布式光伏電站利用民居或工礦企業(yè)屋頂安裝若干太陽能光伏發(fā)電組件，光伏發(fā)電組件接受太陽光輻射所發(fā)的直流電經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電與供電線路并網(wǎng)，這樣的分布式光伏電站小的僅幾個(gè)千瓦，大的可達(dá)上千千瓦，所發(fā)出的電能可以即發(fā)即用，就地消納，綠色環(huán)保無污染。但是在若干光伏發(fā)電組件所產(chǎn)生的直流電通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電的轉(zhuǎn)換過程中，所轉(zhuǎn)換成的交流電不可能是理想的正弦波，其波形是呈鋸齒狀，還會(huì)有一定量的諧波，對電能質(zhì)量產(chǎn)生影響，且發(fā)電功率越大，影響越嚴(yán)重，當(dāng)遇到電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)，還會(huì)造成逆變器保護(hù)性關(guān)機(jī)，停止向電網(wǎng)送電，對電站效益產(chǎn)生較大影響；此外，為最大利用逆變器容量和最大發(fā)電量，逆變器廠家會(huì)將并網(wǎng)逆變器的功率因數(shù)設(shè)定在0.99，其輸出功率基本上可視為全部為有功功率，光伏電站裝機(jī)容量較大時(shí)，逆變器的高功率因數(shù)運(yùn)行對電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成威脅，光伏電站使電網(wǎng)只增加有功功率，而無功功率幾乎不能調(diào)節(jié)，這種情況在工礦企業(yè)所安裝的光伏電站中影響特別明顯，將造成功率因素的明顯降低。并且，由于光伏電站的發(fā)電功率受光照的不同波動(dòng)程度很大，上述問題的出現(xiàn)也同樣具有相應(yīng)波動(dòng)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有濾波與功率因素補(bǔ)償?shù)墓夥娬?，它能在光伏電站輸出功率?dòng)態(tài)變化的情況下提高輸出電流的波形質(zhì)量、提高用電系統(tǒng)的功率因素。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的一種具有濾波與功率因素補(bǔ)償?shù)墓夥娬?，包括光伏組件陣列和至少一臺(tái)逆變器，在與逆變器相連的電站輸出線路上設(shè)置有至少一套電容補(bǔ)償器，所述電容補(bǔ)償器通過投切開關(guān)與電站輸出線路相連，投切開關(guān)的數(shù)量與電容補(bǔ)償器的數(shù)量相對應(yīng)，投切開關(guān)與控制器的輸出端相連，控制器的輸入端與逆變器的直流輸入端或逆變器的交流輸出端電連接。

在上述結(jié)構(gòu)中，由于在與逆變器相連的電站輸出線路上設(shè)置有至少一套電容補(bǔ)償器，所述電容補(bǔ)償器通過投切開關(guān)與電站輸出線路相連，投切開關(guān)的數(shù)量與電容補(bǔ)償器的數(shù)量相對應(yīng)，則在與逆變器相連的電站輸出線路上所設(shè)置的至少一套電容補(bǔ)償器可以對光伏電站經(jīng)逆變器輸出的電能加以進(jìn)一步的濾波整形，更好地提升光伏電站的電能質(zhì)量，使光伏電站所產(chǎn)生的電能在與供電電網(wǎng)并網(wǎng)時(shí)能與供電電網(wǎng)的電能質(zhì)量更好地匹配，消除逆變器保護(hù)性關(guān)機(jī)的可能性，同時(shí)電容補(bǔ)償器可以對用電系統(tǒng)的功率因素進(jìn)行補(bǔ)償，以滿足電網(wǎng)對無功的需求，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性；此外，所設(shè)置的至少一套電容補(bǔ)償器通過投切開關(guān)與電站輸出線路相連，投切開關(guān)的數(shù)量與電容補(bǔ)償器的數(shù)量相對應(yīng)，因而電容補(bǔ)償器可以根據(jù)需要通過投切開關(guān)來實(shí)現(xiàn)與電站輸出線路間的連接或斷開分離，當(dāng)光伏電站受到光照輻射度、溫度等的變化影響出現(xiàn)輸出功率變化而導(dǎo)致其產(chǎn)生的電能對電網(wǎng)影響的差異時(shí)，參與補(bǔ)償?shù)碾娙菅a(bǔ)償器數(shù)量可以隨時(shí)相應(yīng)變化，從而能在光伏電站輸出功率動(dòng)態(tài)變化的情況下更好地適應(yīng)其濾波與功率因素補(bǔ)償?shù)囊?。又由于投切開關(guān)與控制器的輸出端相連，控制器的輸入端與逆變器的直流輸入端或逆變器的交流輸出端電連接，則投切開關(guān)動(dòng)作與否受控制器控制，控制器的輸入端與逆變器的直流輸入端或逆變器的交流輸出端電連接可以對光伏電站的發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行取樣檢測，根據(jù)檢測結(jié)果確定所需加入的電容補(bǔ)償器的數(shù)量，并通過控制器的輸出端控制相應(yīng)投切開關(guān)的動(dòng)作，從而方便地實(shí)現(xiàn)參與補(bǔ)償工作的電容補(bǔ)償器的數(shù)量變更，自動(dòng)化程度高。

本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述電容補(bǔ)償器包括三組補(bǔ)償電容，三組補(bǔ)償電容星形連接。采用該實(shí)施方式，三組補(bǔ)償電容對應(yīng)于光伏電站經(jīng)逆變器輸出的三相交流電線路，適應(yīng)三相交流電的補(bǔ)償要求。

本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述投切開關(guān)為接觸器，投切開關(guān)通過接觸器的線圈與控制器輸出端口電連接。采用該實(shí)施方式，通過控制器來控制接觸器線圈的通斷，即可方便地實(shí)現(xiàn)投切開關(guān)的分合，實(shí)現(xiàn)參與補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電容器數(shù)量的自動(dòng)變更。

本實(shí)用新型的又一種優(yōu)選實(shí)施方式，在所述控制器中設(shè)置有電流、電壓檢測電路。采用該實(shí)施方式，通過控制器中所設(shè)置的電流、電壓檢測電路可以自動(dòng)檢測并得到光伏電站發(fā)電的實(shí)際輸出功率，為確定所需投入的電容補(bǔ)償器的數(shù)量提供直接依據(jù)。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式，所述逆變器數(shù)量為二臺(tái)以上，所述電站輸出線路通過交流匯流箱與各逆變器相連。采用該實(shí)施方式，光伏電站裝機(jī)容量大，通過交流匯流箱將各逆變器交流輸出端相連，匯集為一條電站輸出線路，便于光伏電站的并網(wǎng)連接。

本實(shí)用新型另一進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式，在所述電站輸出線路上設(shè)置有二至六套電容補(bǔ)償器，各電容補(bǔ)償器通過各自投切開關(guān)分別與電站輸出線路相連，各投切開關(guān)分別與控制器相應(yīng)輸出端口相連。采用該實(shí)施方式，二至六套電容補(bǔ)償器能適應(yīng)不同裝機(jī)容量的光伏電站在輸出功率動(dòng)態(tài)變化的情況下的補(bǔ)償需求。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型具有濾波與功率因素補(bǔ)償?shù)墓夥娬咀鬟M(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1是本實(shí)用新型具有濾波與功率因素補(bǔ)償?shù)墓夥娬疽环N具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1－光伏組件陣列、2－控制器、3－逆變器、4－交流匯流箱、5－投切開關(guān)、6－電容補(bǔ)償器、7－電站輸出線路、8－配電柜、9－變壓器。

具體實(shí)施方式

在圖1所示的具有濾波與功率因素補(bǔ)償?shù)墓夥娬局?，光伏組件陣列1由若干光伏組件相互間連接構(gòu)成，一定數(shù)量的光伏組件串聯(lián)為一光伏組串，各光伏組串分別連接到逆變器3的直流輸入端，每一逆變器3可以連接數(shù)個(gè)光伏組串，根據(jù)光伏電站裝機(jī)功率的大小以及逆變器3的規(guī)格，一座光伏電站可以包含二臺(tái)以上的多臺(tái)逆變器3，各逆變器3的交流輸出端與交流匯流箱4相連，匯流后經(jīng)電站輸出線路7連接到配電柜8，配電柜8內(nèi)設(shè)置有用以計(jì)量光伏電站所發(fā)電量的計(jì)量表，在工礦企業(yè)所安裝的光伏電站中，配電柜8內(nèi)還配置有為企業(yè)用電負(fù)載提供電力的配電裝置及用電計(jì)量表，配電柜8與光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)變壓器9的低壓端相連，以實(shí)現(xiàn)光伏電站的并網(wǎng)連接。

在通過交流匯流箱4與各逆變器3相連的電站輸出線路7上設(shè)置有至少一套電容補(bǔ)償器6，與電站輸出線路7的三相交流電路相對應(yīng)，電容補(bǔ)償器6包括三組補(bǔ)償電容，三組補(bǔ)償電容星形連接；電容補(bǔ)償器6通過投切開關(guān)5與電站輸出線路7相連，投切開關(guān)5的數(shù)量與電容補(bǔ)償器6的數(shù)量相對應(yīng)，投切開關(guān)5為接觸器，投切開關(guān)5通過其接觸器的線圈與控制器2輸出端口電連接。

通常在電站輸出線路7上設(shè)置有二至六套電容補(bǔ)償器6，各電容補(bǔ)償器6通過各自投切開關(guān)5分別與電站輸出線路7相連，各投切開關(guān)5分別與控制器2相應(yīng)輸出端口相連?？刂破?的輸入端與一臺(tái)逆變器3的直流輸入端電連接，在控制器2中設(shè)置有直流電流、電壓檢測電路，可檢測該逆變器3所對應(yīng)的光伏組串發(fā)電的直流電壓與電流，經(jīng)計(jì)算得出相應(yīng)的發(fā)電功率，該發(fā)電功率隨光伏電站所接受到的光照輻射度、環(huán)境溫度等的變化而發(fā)生變化，控制器2可以據(jù)此變化而得出整個(gè)光伏電站的發(fā)電功率的變化情況，進(jìn)而確定所需加入的電容補(bǔ)償器6的數(shù)量，并通過控制器2的輸出端控制相應(yīng)投切開關(guān)5的動(dòng)作，從而方便地實(shí)現(xiàn)參與補(bǔ)償工作的電容補(bǔ)償器6的數(shù)量變更，自動(dòng)化程度高。這樣，本實(shí)用新型的具有濾波與功率因素補(bǔ)償?shù)墓夥娬灸茉诠夥娬据敵龉β蕜?dòng)態(tài)變化的情況下提高輸出電流的波形質(zhì)量、提高用電系統(tǒng)的功率因素。

本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，控制器2的輸入端與一臺(tái)逆變器3的交流輸出端電連接，在控制器2中設(shè)置有相應(yīng)的交流電流、電壓檢測電路，可檢測該逆變器3輸出的對應(yīng)光伏組串發(fā)電的交流電壓與電流，經(jīng)計(jì)算得出相應(yīng)的發(fā)電功率，該發(fā)電功率同樣隨光伏電站所接受到的光照輻射度、環(huán)境溫度等的變化而發(fā)生變化，控制器2同樣可以據(jù)此變化而得出整個(gè)光伏電站的發(fā)電功率的變化情況，進(jìn)而確定所需參與補(bǔ)償?shù)碾娙菅a(bǔ)償器6的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的補(bǔ)償。本例的其余結(jié)構(gòu)與前例相同。

以上僅列出了本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型并不僅限于此，還可以作出較多的改進(jìn)與變換，如所述逆變器3的數(shù)量也可以只是一臺(tái)，逆變器3的交流輸出端直接與電站輸出線路7相連，相應(yīng)地也就不再需要配置交流匯流箱4；在所述電站輸出線路7上也可以不是設(shè)置有二至六套電容補(bǔ)償器6，而可以是設(shè)置有一套或六套以上的電容補(bǔ)償器6。如此等等，只要是在本實(shí)用新型基本原理基礎(chǔ)上所作出的改進(jìn)與變換，均應(yīng)視為落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。