一种可并网运行光伏发电系统的监控装置的制造方法
【专利说明】一种可并网运行光伏发电系统的监控装置 所属技术领域
[0001] 本发明涉一种可并网运行光伏发电系统的监控装置。
【背景技术】
[0002] 微电网（Micro-Grid)也译为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储 能系统和控制装置构成的系统单元，能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与 外部电网并网运行，也可以孤立运行。
[0003] 随着光伏发电技术的不断改善和并网规模不断扩大，光伏发电正逐步摆脱依靠政 府补贴和示范工程模式向商业化发展。同时由于新能源发电对电网的渗透率的不断增加， 其对电网的影响越来越不可忽略，电网的维护成本也越来越大，因此其应积极参与电网协 调建设和调度运行，对电网实现有力支持和补充。功率的波动性程度直接影响电网原有的 潮流分布，当风力发电和光伏发电的渗透率处于较高水平时，波动性和随机性会给电网的 原有运行方式带来巨大的冲击。为了减少这种冲击，可以光伏电站联合发电的系统中配置 大规模储能系统联合运行。
[0004] 在智能电网和微网等大型储能系统和分布式储能系统应用中，常采用一种直流总 线的连接方式，该连接方式是储能电池模块通过一种双向逆变器接入直流总线，需要接收 能量的时候，电网通过逆变器向储能电池充电；需要向电网送电的时候，储能电池通过双向 逆变器电网输电。
[0005] 储能技术对光伏并网发电系统的实现有重要作用，可克服由于外部环境的变化， 对输出光伏阵列输出功率大小和电能的质量影响。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种可并网运行光伏发电系统的监控装置，该监控装置可预测光伏发 电设备的发电功率，可预测和追踪光伏发电系统和大电网连接点电流，实时检测的蓄电池 模块电池容量，能制定和实施最适宜的控制策略，保障微电网在并网时按照大电网的需求 平稳提供功率输出，并提升储能系统的安全性和使用寿命。
[0007] 为了实现上述目的，本发明提供一种可并网运行光伏发电系统的监控装置，该监 控装置包括：
[0008] 光伏发电设备监控模块，用于实时监控光伏发电设备，并对光伏发电设备的发电 功率进行预测；
[0009] 储能系统监控模块，可实时监控蓄电池模块的S0C和DC/DC双向变换器；
[0010] 大电网联络模块，用于实时从大电网调控中心获知大电网的运行情况以及相关调 度信息；
[0011] 并网运行监控模块，用于控制光伏发电系统连接或隔离大电网，包括AD采集模块 和逆变控制器；
[0012] 负载监控模块，用于实时监控光伏发电系统内的负载；
[0013]中控模块，用于确定光伏发电系统的运行策略，并向上述监控装置中的各模块发 出指令，以执行该运行策略；
[0014]总线模块，用于该监控装置的各个模块的通信联络。
[0015] 优选的，AD采集模块的输入端设置于光伏并网逆变器的输出端，所述逆变控制器 连接至所述并网逆变器的控制端。
[0016] 优选的，所述控制器用于在光伏并网逆变器并网运行前设置电抗模型值L0,所述 AD采集模块用于在所述光伏并网逆变器运行后，采集所述光伏并网逆变器在n时刻和n+1 时刻输出的并网电流值k(n)和ijn+l)，其中，（n，n+l)对应开关周期T p"i()d、所述光伏并网 逆变器在n时刻输出的电抗电压值Ujn)、所述光伏并网逆变器在n+1时刻输出的电抗电压 值队(n+1)和所述光伏并网逆变器在n+2时刻输出的并网电流值i>+2)，其中，（n+1，n+2) 对应开关周期T pOTi()d，并对所述并联电流值和电抗电压值进行模数转换，将转换后的对应数 字信号发送至控制器。
[0017] 所述中控模块将接收到的来自AD采集模块的数字信号的所述并网电流值ijn)、 i>+l)、开关周期T p_d和n时刻输出的电抗电压值Mn)代入下式（1)，以得到关于并网 电抗值L和等效串联电阻R的第一关系式，
【主权项】
1. 一种可并网运行光伏发电系统的监控装置，该监控装置包括： 光伏发电设备监控模块，用于实时监控光伏发电设备，并对光伏发电设备的发电功率 进行预测； 储能系统监控模块，可实时监控蓄电池模块的SOC和DC/DC双向变换器； 大电网联络模块，用于实时从大电网调控中心获知大电网的运行情况以及相关调度信 息； 并网运行监控模块，用于控制光伏发电系统连接或隔离大电网，包括AD采集模块和逆 变控制器； 负载监控模块，用于实时监控光伏发电系统内的负载； 中控模块，用于确定光伏发电系统的运行策略，并向上述监控装置中的各模块发出指 令，以执行该运行策略； 总线模块，用于该监控装置的各个模块的通信联络。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述AD采集模块的输入端设置于光伏并网 逆变器的输出端，所述逆变控制器连接至所述并网逆变器的控制端。
3. 如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制器用于在光伏并网逆变器并网运 行前设置电抗模型值LO，所述AD采集模块用于在所述光伏并网逆变器运行后，采集所述光 伏并网逆变器在η时刻和n+1时刻输出的并网电流值ijn)和ijn+l)，其中，（n，n+1)对 应开关周期T pwiml、所述光伏并网逆变器在η时刻输出的电抗电压值UJn)、所述光伏并网逆 变器在η+1时刻输出的电抗电压值队(11+1)和所述光伏并网逆变器在η+2时刻输出的并网 电流值iJn+2)，其中，（η+1，η+2)对应开关周期T pOTiml，并对所述并联电流值和电抗电压值 进行模数转换，将转换后的对应数字信号发送至控制器。
4. 如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述中控模块将接收到的来自AD采集模块 的数字信号的所述并网电流值k(n)、ijn+l)、开关周期T pwitjd和η时刻输出的电抗电压值 UJn)代入下式（1)，以得到关于并网电抗值L和等效串联电阻R的第一关系式，
所述中控模块将接收到的来自AD采集模块的数字信号的并网电流值ijn+l)、 iJn+2)、开关周期Tp"im^Pn+2时刻输出的电抗电压值Mn+1)代入下式（2)，以得到关于 并网电抗值L和等效串联电阻R的第二关系式，
所述中控模块根据所述第一关系式和第二关系式计算并网电抗值L和等效串联电阻 R，判断所述并网电抗值L等于所述电抗模型值L0,如果否，则所述AD采集模块和所述控制 器重复上述动作，直至所述并网电抗值L等于所述电抗模型值LO。
5. 如权利要求4所述的装置，其特征在于，光伏发电设备监控模块至少包括光伏发电 设备电压、电流检测设备、光强及温度检测设备。
6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述光伏发电设备监控模块实时获取光伏 发电设备的运行数据，并存储数据。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，储能系统监控模块至少包括蓄电池端电压、 电流、SOC获取设备以及温度检测设备。
8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述SOC获取设备包括：第一获取模块，用 于获取电池的工作状态；第一确定模块，用于根据电池的工作状态确定用于估算电池荷电 状态的估算方法；计算模块，用于按照估算方法计算电池处于不同的工作状态下的电池荷 电状态值。
9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，第一确定模块包括：第一确定子模块，用于 在获取到的工作状态为静止状态的情况下，确定估算方法为第一估算方法，其中，第一估算 方法包括开路电压法；第二确定子模块，用于在获取到的工作状态为恢复状态的情况下，确 定估算方法为第二估算方法；第三确定子模块，用于在获取到的工作状态为充放电状态的 情况下，确定估算方法为第二估算方法，其中，第二估算方法包括卡尔曼滤波法。
【专利摘要】一种可并网运行光伏发电系统监控装置11，该监控装置11包括：光伏发电设备监控模块113，用于实时监控光伏发电设备12，并对光伏发电设备12的发电功率进行预测；储能系统监控模块115，用于实时监控储能系统131中的蓄电池模块131和DC/DC双向换能器132；并网监控模块112，用于控制光伏发电系统10连接或隔离大电网20，包括AD采集模块和逆变控制器；中控模块116，用于确定包括光伏发电系统10的运行策略，并向上述各模块发出指令，以执行该供电策略；负载监控模块115，用于实时监控光伏发电系统10内的负载16；通信模块111，用于上述各个模块之间的通信，所述总线通信模块111通过冗余双CAN总线与其他模块相连。
【IPC分类】H02J3-38
【公开号】CN104682438
【申请号】CN201510122433
【发明人】肖会
【申请人】成都鼎智汇科技有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月19日