垃圾焚燒發(fā)電廠的光伏發(fā)電系統(tǒng)及并網(wǎng)控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏發(fā)電領域，具體是指垃圾焚燒發(fā)電廠的光伏發(fā)電系統(tǒng)及并網(wǎng)控制方法。
【背景技術】
[0002]—方面，垃圾焚燒發(fā)電廠進行垃圾焚燒發(fā)電前先要消耗電能進行垃圾處理；另一方面，垃圾焚燒發(fā)電廠周圍按要求必須設置防護區(qū)，防護區(qū)多為閑置土地，造成一定的資源浪費。
[0003]另一方面，光伏發(fā)電本身具有不同于常規(guī)電源的隨機性和間歇性的特點，一是光伏功率的注入對局部電網(wǎng)的電壓質(zhì)量和穩(wěn)定性有很大影響，限制了光伏發(fā)電接入系統(tǒng)的方式和規(guī)模，二是光伏發(fā)電的原動力可控性不強，是否處于發(fā)電狀態(tài)以及出功的大小受限于天氣狀況和光伏系統(tǒng)的性能，其并網(wǎng)運行對電網(wǎng)的電能質(zhì)量和安全穩(wěn)定運行構(gòu)成一定的威脅。因此，由于光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性、孤島效應等導致的電網(wǎng)運行及安全問題將極大限制光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)供電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]
本發(fā)明的目的之一在于提供垃圾焚燒發(fā)電廠的光伏發(fā)電系統(tǒng)，將光伏組件設置在垃圾焚燒發(fā)電廠其廠區(qū)建筑物屋頂或防護區(qū)的閑置土地，并利用太陽能發(fā)電減少廠區(qū)自身用電的運營成本，富余的電能還可以并網(wǎng)發(fā)電。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)控制方法，使分散的光伏發(fā)電系統(tǒng)集中并網(wǎng)、統(tǒng)一監(jiān)控調(diào)度。
[0006]垃圾焚燒發(fā)電廠的光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括依次連接的光伏組件、防雷組件、太陽能控制組件、逆變組件、計量箱和分別與計量箱連接的本地配電柜、并網(wǎng)組件，太陽能控制組件還與蓄電池組連接；所述光伏組件包括多個安裝在垃圾焚燒發(fā)電廠廠區(qū)建筑物屋頂或防護區(qū)的太陽能電池組，防雷組件包括多個防雷器，太陽能控制組件包括多個太陽能控制器，逆變組件包括多個逆變器，太陽能電池組、防雷器、太陽能控制器、逆變器依次一一對應連接；所述并網(wǎng)組件包括升壓裝置、集控中心和電力調(diào)度中心，升壓裝置分別與計量箱、集控中心、市電電網(wǎng)連接，升壓裝置分析集控中心采集的數(shù)據(jù)并由電力調(diào)度中心通過集控中心控制升壓裝置向市電電網(wǎng)并網(wǎng)供電。
[0007]光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)控制方法是將小功率、分布式太陽能電池組互聯(lián)集中并網(wǎng)并接受電力調(diào)度中心調(diào)度進行并網(wǎng)供電，具體過程為:各個太陽能電池組將轉(zhuǎn)換的直流電能經(jīng)過對應的防雷器、太陽能控制器接入對應的逆變器中，太陽能電池組轉(zhuǎn)換的直流電能經(jīng)太陽能控制器以最大功率輸出，先向蓄電池組進行充電，蓄電池組充電完成后，逆變器將直流電能逆變?yōu)?80V的工頻交流電能，并通過計量箱分配至本地配電柜或并網(wǎng)組件，集控中心采集光伏發(fā)電系統(tǒng)中各項參數(shù)并發(fā)送至升壓裝置中進行分析判斷并驅(qū)動升壓裝置動作，若所有參數(shù)正常則電力調(diào)度中心發(fā)送實施并網(wǎng)供電的指令并使升壓裝置與市電電網(wǎng)連通，若有參數(shù)不正常則升壓裝置與市電電網(wǎng)斷開。
[0008]所述光伏組件轉(zhuǎn)換的直流電能經(jīng)過太陽能控制器以最大功率輸出并接入對應的逆變器中，同時經(jīng)過太陽能控制器的直流電能先向蓄電池充電，待蓄電池組充電完成后，再由逆變器將直流電能轉(zhuǎn)換為380V的工頻交流電能，交流電能由集控中心并聯(lián)后集中在同一個節(jié)點并網(wǎng)。
[0009]所述集控中心與電力調(diào)度中心遠程通信，上報區(qū)域內(nèi)光伏組件的環(huán)境參數(shù)以及光伏組件、太陽能控制組件、逆變組件、升壓裝置的工作狀態(tài)并通過監(jiān)測組件進行監(jiān)控并執(zhí)行啟動、調(diào)整、停止的操作，同時接收電力調(diào)度中心的調(diào)度命令。本發(fā)明所涉及的并網(wǎng)控制方法將垃圾焚燒發(fā)電廠覆蓋范圍內(nèi)的小功率、分布式的光伏發(fā)電系統(tǒng)利用通訊技術進行集中并網(wǎng)和遠程調(diào)度控制，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)接入市電電網(wǎng)進行并網(wǎng)供電的穩(wěn)定性、可靠性和電力質(zhì)量。
[0010]所述太陽能電池組主要由多個依次串聯(lián)的太陽能電池片組成，太陽能電池片為單晶硅電池片或多晶硅電池片或三五族化合物電池片中任意一個。所述太陽能電池組中的太陽能電池片可以是全部采用相同的電池片，也可以是采用不相同的電池片。
[0011]所述太陽能電池組、防雷器、太陽能控制器、逆變器依次一一對應連接，且多個逆變器相互并聯(lián)后接入計量箱。
[0012]進一步地，所述升壓裝置包括依次串聯(lián)的并網(wǎng)發(fā)電回路、驅(qū)動電路、邏輯電路、控制電路，控制電路的輸入端、輸出端之間還連接有升壓通信接口。
[0013]進一步地，所述并網(wǎng)發(fā)電回路包括依次串聯(lián)的輸入保護開關、第一升壓電路、第二升壓電路、并網(wǎng)開關，輸入保護開關的輸入端接計量箱的輸出端，并網(wǎng)開關的輸出端與市電電網(wǎng)的輸入端連接；所述驅(qū)動電路的第一輸出端接輸入保護開關的輸入端，驅(qū)動電路的第二輸出端接第一升壓電路的輸入端，驅(qū)動電路的第三輸出端接第二升壓電路的輸入端，驅(qū)動電路的第四輸出端接并網(wǎng)開關的輸入端。
[0014]進一步地，所述集控中心包括控制裝置和分別與控制裝置連接的監(jiān)測組件、集控通信接口，集控通信接口與升壓通信接口對應連接；所述控制裝置上集成有與電力調(diào)度中心連接的遠程通信模塊。
[0015]所述集控中心和升壓裝置通過相互連接的集控通信接口、升壓通信接口建立通信通道。所述集控中心通過遠程通信模塊與電力調(diào)度中心建立遠程通信通道。
[0016]進一步地，所述監(jiān)測組件包括溫度傳感器組、光照輻射度傳感器組、霍爾電流傳感器組、霍爾電壓傳感器組、頻率傳感器組、熱像漏電流傳感器組、第一升壓電壓檢測電路、第二升壓電壓檢測電路、第二升壓相位檢測電路、并網(wǎng)電流檢測電路、電網(wǎng)電壓檢測電路和電網(wǎng)相位檢測電路；所述溫度傳感器組、光照輻射度傳感器組均設置在光伏組件的安裝現(xiàn)場；所述霍爾電流傳感器組、霍爾電壓傳感器組分別設置在太陽能控制器中；所述頻率傳感器組、熱像漏電流傳感器組分別設置在逆變組件中；所述第一升壓電壓檢測電路與第一升壓電路連接；所述第二升壓電壓檢測電路、第二升壓相位檢測電路分別與第二升壓電路連接；所述并網(wǎng)電流檢測電路與并網(wǎng)開關連接；所述電網(wǎng)電壓檢測電路、電網(wǎng)相位檢測電路分別與市電電網(wǎng)連接。
[0017]所述監(jiān)測組件中的溫度傳感器組、光照輻射度傳感器組、霍爾電流傳感器組、霍爾電壓傳感器組、頻率傳感器組、熱像漏電流傳感器組分別采用MODBUS TCP/IP現(xiàn)場總線協(xié)議采集區(qū)域內(nèi)對應信號數(shù)據(jù)。所述溫度傳感器組用于采集光伏組件安裝環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)，光照輻射度傳感器組用于采集光伏組件安裝環(huán)境的光照數(shù)據(jù)。
[0018]進一步地，所述并網(wǎng)組件還包括與集控中心連接的區(qū)域內(nèi)電氣控制裝置。
[0019]所述區(qū)域內(nèi)電氣控制系統(tǒng)分別與逆變組件、集控中心連接。
[0020]進一步地，所述太陽能控制器包括多個MPPT模塊和多個二極管，太陽能電池組、MPPT模塊、二極管依次一一對應連接，多個設置有直流轉(zhuǎn)換器的MPPT模塊相互串聯(lián)；所述MPPT模塊設置有與太陽能電池組的正極對應連接的正極輸入端和與太陽能電池組的負極對應連接的負極輸入端，直流轉(zhuǎn)換器設置有與二極管的陰極對應連接的正極輸出端和與二極管的陽極對應連接的負極輸出端。
[0021]所述MPPT模塊為最大功率點跟蹤模塊，用于控制太陽能電池組以最大功率輸出。多個MPPT模塊串聯(lián)形成MPPT模塊串。所