适用自发自用并网模式分布式光伏电站的逆功率保护方法
【专利摘要】本发明涉及适用自发自用并网模式分布式光伏电站的逆功率保护方法，步骤如下：监测并网公共连接点的实时功率的值及方向，将测得的实时功率值与光伏电站额定功率进行比较，若逆向功率超过光伏电站额定输出功率的设定值，则逐级下调逆变器输出功率并计时；若时间超过时间限值，则逐级切除各子光伏发电站并网断路器。本发明减少了对配电网的冲击，同时增加了光伏发电的使用时间，减少了用户用电成本，功率调节系统科学合理，可以满足自发自用并网模式分布式光伏发电相关领域的科学研究及工程应用的需求。
【专利说明】适用自发自用并网模式分布式光伏电站的逆功率保护方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于光伏发电控制领域，涉及一种适用自发自用并网模式分布式光伏电站的逆功率保护方法。
【背景技术】
[0002]根据国家对分布式电源的发展规划，未来几年我国的分布式电源装机容量会呈现大规模的增长。自发自用作为分布式光伏电站的一种并网模式，一般应用于用户侧用电负荷较大、且用电负荷持续、一年中很少有停产或半停产的情况下，这类系统，如果用户用电无法消纳，会通过变压器反送到上一级电网，而配电变压器设计是不允许用于反送电能的(可以短时倒送电，比如调试时，而长期不允许)，其最初潮流方向设计是固定的，所以需要采取防逆流保护措施来避免电力的反送。
[0003]目前，自发自用并网模式分布式光伏电站迫切需要提出一种能够根据倒送入配电网功率大小而精确下调光伏电站输出功率的逆功率保护优化系统，从而在保证电网安全可靠性的前提下实现自发自用并网模式分布式光伏电站业主受益最大化。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种适用于自发自用并网模式分布式光伏电站的逆功率保护方法，用以解决减少逆功率监控装置频繁分合并网断路器对电网造成的冲击，提高供电系统安全可靠性，减少用户用电成本。
[0005]为实现上述目的，本发明的方案包括:
[0006]适用自发自用并网模式分布式光伏电站的逆功率保护方法，步骤如下:
[0007]I)监测并网公共连接点的实时功率的值及方向，将测得的实时功率值与光伏电站额定功率进行比较，
[0008]2)若逆向功率超过光伏电站额定输出功率的设定值，则逐级下调逆变器输出功率并计时；
[0009]3)若时间超过时间限值，则逐级切除各子光伏发电站并网断路器。
[0010]在逐级切除各子光伏发电站后，经过一定时间，再次比较公共连接点的实时功率与光伏电站额定功率，当在所述设定值以内时，逐级将各个子光伏发电站并网。
[0011]所述设定值为5%。
[0012]所述时间限值为2s。
[0013]本发明在保证供电质量和可靠性的前提下，通过对传统的逆功率监控装置增加功率调节系统，避免了自发自用并网模式分布式光伏电站并网断路器的频繁跳闸及重合闸，减少了对配电网的冲击，同时增加了光伏发电的使用时间，减少了用户用电成本，功率调节系统科学合理，可以满足自发自用并网模式分布式光伏发电相关领域的科学研究及工程应用的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是一种光伏并网系统；
[0015]图2是本发明保护方法的一种实施方式的流程图；
[0016]图3是切除光伏电站控制逻辑；
[0017]图4是恢复光伏发电系统并网控制逻辑。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0019]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0020]如图1所示是本发明的一种适用于自发自用并网模式分布式光伏电站的逆功率保护优化系统，由逆功率监控装置和功率调节系统组成，出现功率逆流倒送入公共电网时能够先利用功率调节系统下调光伏发电系统逆变器输出功率，若无法满足并网要求再利用逆功率监控装置切断光伏发电系统并网发电，逆功率现象消失后，利用逆功率监控装置实现光伏发电系统并网发电，自动调整光伏系统发电功率，与负载消耗功率达到平衡，控制光伏发电系统输出功率满足并网要求。
[0021]如图2所示是本发明的一种适用于自发自用并网模式分布式光伏电站的逆功率保护优化系统流程图，主要用于实现输入配电网的功率超过5%时的下调光伏电站输出功率和输入配电的功率满足并网要求时恢复光伏电站并网两种目的。
[0022]逆功率监控装置:用于监控园区与公共线路的公共连接点(测量点)的实时功率，并将测得的实时功率值P及对光伏电站并网断路器发出的分合闸指令上传给功率调节系统。将公共电网流向园区的功率方向设为正方向，当测量点处出现园区向公共电网输出方向功率(即逆功率)且逆功率的值超过光伏电站额定功率的5%且功率调节系统无法在2s内将逆功率值下调到光伏电站额定功率的5%时，发出跳光伏电站并网断路器指令，逐级跳开各子光伏电站的并网断路器直至逆功率值满足并网要求(即逆功率值小于光伏电站额定功率的5% );光伏电站离网600s后，逆功率监控装置继续测量测量点处实时功率，若满足并网要求，逐级合各子光伏电站并网断路器，实现光伏电站并网。
[0023]功率调节系统:用于避免逆功率监控装置频繁发出跳合光伏电站并网断路器指令，减少光伏电站因频繁重合闸对配电网造成的冲击。当测量点逆功率值大于光伏电站额定功率的5%时，功率调节系统迅速启动，逐级下调光伏电站各逆变器的输出功率，调节幅度ΛΡ= I P|-|0.04PJ |，使光伏电站以Ρ-ΛΡ的输出功率运行；当光伏电站由离网恢复并网后，功率调节系统迅速启动，上调光伏电站各逆变器的输出功率，尽快提升光伏发电量。
[0024](I)下调光伏电站输出功率
[0025]采用先软件调节后硬件控制的闭环控制模式，即当注入配电网的逆向功率超过光伏电站额定输出功率Pe的5%时，先利用光伏发电功率调节系统下调光伏逆变器的输出功率，如果在2s内注入电网的逆向功率低于光伏电站额定输出功率匕的5%，则不需要逆功率监控装置执行操作；否则依据图3逆功率保护优化系统切除光伏电站控制逻辑，逆功率监控装置向各子光伏电站的并网断路器下发跳闸指令，逐级切除各子光伏电站，直至满足并网要求。
[0026](2)恢复光伏电站并网
[0027]逆功率监控装置切除各子光伏电站的同时开始计时，依据图4逆功率保护优化系统恢复光伏发电系统并网控制逻辑，600s后逆功率监控装置继续测量公共连接点的实时功率，当注入配电网的逆向功率小于光伏电站额定功率的5%，逆功率监控装置向各子光伏发电站并网断路器发出合闸指令，逐级将各个子光伏发电站并网，功率调节系统上调逆变器发电功率，完成一次逆功率保护，当光伏电站由离网恢复并网后，功率调节系统迅速启动，上调光伏电站各逆变器的输出功率，尽快提升光伏发电量。
[0028](3)循环执行上述流程。
[0029]以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.适用自发自用并网模式分布式光伏电站的逆功率保护方法，其特征在于，步骤如下: 1)监测并网公共连接点的实时功率的值及方向，将测得的实时功率值与光伏电站额定功率进行比较， 2)若逆向功率超过光伏电站额定输出功率的设定值，则逐级下调逆变器输出功率并计时； 3)若时间超过时间限值，则逐级切除各子光伏发电站并网断路器。
2.根据权利要求1所述的一种适用自发自用并网模式分布式光伏电站的逆功率保护方法，其特征在于，在逐级切除各子光伏发电站后，经过一定时间，再次比较公共连接点的实时功率与光伏电站额定功率，当在所述设定值以内时，逐级将各个子光伏发电站并网。
3.根据权利要求1所述的一种适用自发自用并网模式分布式光伏电站的逆功率保护方法，其特征在于，所述设定值为5%。
4.根据权利要求1所述的一种适用自发自用并网模式分布式光伏电站的逆功率保护方法，其特征在于，所述时间限值为2s。
【文档编号】H02J3/38GK104377729SQ201410667182
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】王贤立, 胡筱, 刘桂莲, 王以笑, 江新峰, 张燕, 龚晓伟, 张鹏飞 申请人:许继集团有限公司, 国家电网公司