分布式光伏发电系统的控制方法及其系统与流程

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种分布式光伏发电控制系统的控制方法及其系统。

背景技术：

分布式光伏发电指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。分布式光伏发电系统通过并网逆变器实现并网输出，为了保持较高的发电效率，逆变器一般是三相对称输出和强制控制在功率因数为1的状态。

由于供电负载通常是变化的，在分布式光伏发电并网时会出现负载功率小于光伏发电功率的情况，会导致向电网回送能量，出现逆流问题。另一方面，当负载出现三相不平衡时，由于逆变器输出是强制三相平衡的，会导致一相或两相逆流而另一相或两相又是光伏供电的情况。这种情况出现时会造成电能的难以计量以及使用发生不利的影响，例如用户和电网之间的电能计量问题，用户和用户之间的电能计量，同时对功率因数的控制也带来很大不便。因此，防止逆流，最大限度的利用光伏能量是新能源应用的重要问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种分布式光伏发电控制系统的控制方法及其系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种分布式光伏发电控制系统的控制方法，该方法为：从每个三相变压器低压侧的电流互感器中采集当前线路电流值，然后经电流变送器将采集的电流信号送至plc；对每一相的电流大小进行对比，取其中最小值作为参考值，所述参考值与预设值进行比较，根据比较结果决定是否进行逆变器和供电线路切换控制。

上述方案中，所述根据比较结果决定是否进行逆变器和供电线路切换控制，具体为：当采集的当前线路电流值大于预设值时，则接通对应的交流接触器，对应功率等级的光伏逆变器则对此电路供电。

上述方案中，所述经电流变送器将采集的电流信号送至plc，具体为：所述plc接收到采集的模拟量电流信号，将模拟量电流信号经过ad转换为当前所采集电路的三相电流实际电流值，并且通过比较每个变压器低压侧的三相电流中最小值作为交流接触器通断的条件，当变压器低压侧的三相电流中的最小值达到预设值时，根据电流值的范围来选择投入不同功率的逆变器；当所供电的线路中有一相电流归零时，表示此时光伏输出的功率已经大于负载消耗的功率了，则自动切断该线路的交流接触器，同时将该逆变器输出接通到其他负载线路。

本发明实施例提供一种分布式光伏发电控制系统，该系统包括若干个逆变器，每个逆变器串联一个空气开关做断路器对逆变器与负载之间进行通断控制，每个空气开关之后分别接多个交流接触器，交流接触器之后分别接对应不同的负载供电线路，交流接触器与plc的q端口连接。

上述方案中，所述每个逆变器的输出端分别接交流接触器，所述交流接触器再分别与变压器的低压侧连接，所述plc的q端子与中间继电器的线圈串联，中间继电器再与交流接触器的线圈串联，同一逆变器下不同交流接触器的常闭触点与其他交流接触器的常开触点串联，形成机械互锁；所述交流接触器常开触点与对应的plc的i端子串联，用以反馈当前交流接触器状态。

上述方案中，所述plc通过专用通讯线与人机界面实现数据交换及操作，plc所需的24v直流电源由开关电源经变压器的二次侧三相中任一相获得。

上述方案中，所述控制器plc外接有实时监控及可切换供电线路和逆变器的lcd显示器和键盘。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明根据不同线路和当前用电情况，通过plc控制交流接触器来及时地切换光伏供电线路，进而解决逆流问题，实现光伏电能充分利用，同时通过变压器之间的自动切换，起到调整功率的作用。

附图说明

图1为本发明中采集负载电流信号图；

图2本发明中plc控制系统结构图；

图3为本发系统结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种分布式光伏发电控制系统的控制方法，该方法为：从每个三相变压器低压侧的电流互感器中采集当前线路电流值，然后经电流变送器将采集的电流信号送至plc；对每一相的电流大小进行对比，取其中最小值作为参考值，所述参考值与预设值进行比较，根据比较结果决定是否进行逆变器和供电线路切换控制。

所述根据比较结果决定是否进行逆变器和供电线路切换控制，具体为：当采集的当前线路电流值大于预设值时，则接通对应的交流接触器，对应功率等级的光伏逆变器则对此电路供电。

所述经电流变送器将采集的电流信号送至plc，具体为：所述plc接收到采集的模拟量电流信号，将模拟量电流信号经过ad转换为当前所采集电路的三相电流实际电流值，并且通过比较每个变压器低压侧的三相电流中最小值作为交流接触器通断的条件，当变压器低压侧的三相电流中的最小值达到预设值时，根据电流值的范围来选择投入不同功率的逆变器；当所供电的线路中有一相电流归零时，表示此时光伏输出的功率已经大于负载消耗的功率了，则自动切断该线路的交流接触器，同时将该逆变器输出接通到其他负载线路。

如图1所示，从1#、2#·····变压器三相低压侧的交流互感器出线端引出电流信号到plc控制系统的电流变送器中，同时在互感器后接电表，在不影响原系统的使用电能计量的同时plc也可正常采集到1#、2#······变压器下负载当前的电流信号。

如图2所示，plc采集到的1#、2#······变压器低压端三相电流值，经plc模拟量模块将采集的电流值传送到plc中。plc根据程序设定按照一定规则再对读取的电流值进行大小对比，把1#、2#······变压器低压侧三相电流中的最小值作为切换交流接触器的条件，并且将plc采集到的电流值通过显示屏显示在人机界面中，随时观察1#、2#······负载的电流动态。

可能出现的情况：

1、当某线路已接入光伏供电，若该线路负载发生变化时，根据采集到的电流值切换合适功率等级的逆变器或断开相应的交流接触器。

2、当1#，2#，3#·····逆变器已经全部接入供电线路时，若还有其他负载线路到达切换逆变器的要求时，则此时plc切换程序无效，交流接触器不执行动作。

3、当1#，2#，3#·····逆变器中已经有部分接入供电线路，对于达到切换要求的供电线路，最合适的逆变器可能已经接入其他供电线路，则plc采集到的电流值根据程序设定接入次最佳功率等级的逆变器到该线路。

4、当有多条线路变压器二次侧电流满足切换同一功率等级逆变器要求时，交流接触器则根据程序设定的负载优先级进行逆变器的投入，优先级最高的供电线路投入最合适功率等级的逆变器，其他线路以此类推。

本发明实施例还提供一种分布式光伏发电控制系统，如图3所示，该系统包括若干个逆变器，每个逆变器串联一个空气开关做断路器对逆变器与负载之间进行通断控制，每个空气开关之后分别接多个交流接触器，交流接触器之后分别接对应不同的负载供电线路，交流接触器与plc的q端口连接。

根据1#、2#······三相电流的最小值，通过plc来自动地控制对应的交流接触器的动作，如：k11、k12、k21、k22······即通过q输出端口的信号来控制交流接触器，通过i输入端口反馈输出的信号，人机界面与plc通过通讯线连接，也可以通过人机界面可以向plc发送命令，手动控制交流接触器通或是断开。

所述每个逆变器的输出端分别接交流接触器，所述交流接触器再分别与变压器的低压侧连接，所述plc的q端子与中间继电器的线圈串联，中间继电器再与交流接触器的线圈串联，同一逆变器下不同交流接触器的常闭触点与其他交流接触器的常开触点串联，形成机械互锁；所述交流接触器常开触点与对应的plc的i端子串联，用以反馈当前交流接触器状态。

所述plc通过专用通讯线与人机界面实现数据交换及操作，plc所需的24v直流电源由开关电源经变压器的二次侧三相中任一相获得。

所述控制器plc外接有实时监控及可切换供电线路和逆变器的lcd显示器和键盘

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。