一种光伏并网发电系统及其电网侧绝缘阻抗检测装置的制造方法_2

文档序号:9886229阅读:来源:国知局
抗计算得到所述光伏并网发电系统电网侧绝缘阻抗的阻抗 值。
[0039]本实施例提供的光伏并网发电系统电网侧绝缘阻抗检测装置,通过控制单元500 采集三相虚拟阻抗单元400与多个逆变器300的交流侧及三相变压器100的原边绕组的连接 点的第一电位,并根据其第二端的第二电位和三相虚拟阻抗单元400的阻抗计算得到所述 光伏并网发电系统电网侧绝缘阻抗的阻抗值;即便当三相变压器100处于带电运行状态时, 控制单元500也可以实时采集所述第一电位,再根据所述第二电位和三相虚拟阻抗单元400 的阻抗计算得到所述光伏并网发电系统电网侧绝缘阻抗的阻抗值,进而实现了对三相变压 器100的对地绝缘阻抗的实时检测和监控,保证了三相变压器100以及光伏电站的可靠运 行。
[0040]优选的,控制单元500根据所述第一电位、所述第二电位及三相虚拟阻抗单元400 的阻抗计算得到所述光伏并网发电系统电网侧绝缘阻抗的阻抗值所采用的公式为:
[0041]
[0042] 共T,Kz73/7T;idi7C1A升网电系统电网侧绝缘阻抗的阻抗值;一厂为三相虚拟阻 抗单元400的阻抗;Vag为所述第一电位;Vd。为所述第二电位。
[0043] 优选的,Vag为所述第一电位中的直流分量。
[0044] 如图2所示为本实施例的简化电路图,假设三相变压器100的原边为星形连接, Van,Vbn,Vcn分别为其等效三相电压源,且为相差120度的对称电源。三相变压器100的等效 阻抗600包括阻抗Rza,Rzb及此〇。¥&8,¥&8,¥叫分别为三相变压器100对地电压的直流分量, 可以通过定时采样送到控制单元500的第二端;具体的,控制单元500可以对采样值求出平 均值,把交流分量滤除,留下直流分量。控制单元500可以等效为一个直流源,其电压为Vdc, 也即所述第二电位。
[0045]对图2所示的电路滤除交流分量留下直流分量,可以得到如图3所示的直流分量等 效图。
[0046]所述光伏并网发电系统电网侧绝缘阻抗的阻抗值Rz为阻抗Rza,Rzb及Rzc的并联 Ργ^ 等效值,从图3中可以得到Vag = Vbg = Vcg。三相虚拟阻抗单元400的阻抗为已知的1一。
[0047] 所以可以根据上述公式,将已知条件带入,求出三相变压器100带电运行时的对地 绝缘阻抗,从而保证三相隔离变压器及其整个系统正常运行。
[0048]优选的,三相虚拟阻抗单元400包括:第一模块、第二模块及第三模块;其中:
[0049]所述第一模块、所述第二模块及所述第三模块的一端相连,连接点与控制单元500 的第二端相连;
[0050] 所述第一模块、所述第二模块及所述第三模块的另一端分别与多个逆变器300的 交流侧及三相变压器100的原边绕组的连接点相连。
[0051] 优选的,所述第一模块、所述第二模块及所述第三模块均为电阻、电容或者电感。
[0052] 图1、图2及图3中的所述第一模块、所述第二模块及所述第三模块均以电阻为例进 行展示,其中各个电阻的阻抗值相同,即Rxa = Rxb = Rxc;当然,所述第一模块、所述第二模 块及所述第三模块也可以采用电感或者电容,或者电阻、电容或者电感的串并联形式,此处 不做具体限定,均在本申请的保护范围内。
[0053] 优选的,所述控制单元的第一端为所述控制单元中的DSP(Digital Signal Process,数字信号处理)采样口。
[0054]所述控制单元中的DSP采样口可以根据所述控制单元内的预定设置对所述第一电 位进行实时或者定时的检测,此处不做具体限定,均在本申请的保护范围内。
[0055]在图1的基础之上,每个逆变器300的直流侧分别与一个光伏组件200的输出端相 连;每个逆变器300的交流侧并联,连接点与三相变压器100的原边绕组相连;三相变压器 100的副边绕组与高压电网相连;所述光伏并网发电系统的电网侧绝缘阻抗检测装置包括: 三相虚拟阻抗单元400及控制单元500;其中:
[0056] 三相虚拟阻抗单元400的一端与多个逆变器300的交流侧、三相变压器100的原边 绕组及控制单元500的第一端相连,连接点的直流电压为第一电位;
[0057]三相虚拟阻抗单元400的另一端与控制单元500的第二端相连,连接点的直流电压 为第二电位;
[0058] 控制单元500的第三端接地。
[0059] 优选的,如图4所示,所述光伏并网发电系统电网侧绝缘阻抗检测装置还包括:一 端与多个逆变器300相连、另一端与控制单元500的第四端相连的数据采集器700。
[0060] 具体的工作原理为:
[0061] 数据采集器700,通过与多个逆变器300通讯得到多个光伏组件200的PV负端对大 地电压;
[0062] 此时的控制单元500不仅可以计算三相变压器100的等效阻抗600(也即所述光伏 并网发电系统电网侧绝缘阻抗)的阻抗值,还用于对多个光伏组件200的所述PV负端对大地 电压进行计算和比较,得到多个光伏组件200的PV负端对大地电压的最低值,调节所述第二 电位的取值,控制所述最低值大于零。
[0063] 值得说明的是,当前的光伏电站,在常规的使用中,由于电池板往往发生电势诱导 衰减效应,即某些类型光伏电池板在特定对地电压下,由于电势诱导而表现出的输出特性 衰减的现象。电势诱导衰减效应会导致光伏系统输出功率下降。
[0064]而现有技术主要是从光伏侧来解决电势诱导衰减效应,主要是将光伏系统的某个 点接到一个相对于大地的电势点上。例如将光伏电池组串的负端(或正端)通过二极管、开 关、电阻、熔丝等限流装置接地,或者在光伏电池组串的负端(或正端)与大地之间加一个恒 压源。但是,对于光伏电站来说,由于逆变器比较多,每台逆变器配备这一个装置,其成本较 尚。
[0065] 而本实施例所述的光伏并网发电系统电网侧绝缘阻抗检测装置,通过单元400的 另一端与控制单元500的第二端相连,连接点的直流电压为所述第二电位;根据如图4所示 的所述光伏并网发电系统的原理可知,通过控制单元500接收到数据采集器700中的多个光 伏组件的PV负端对大地电压,然后进行比较,得到所有光伏组件PV负端对大地电压的最低 值,调节所述第二电位的取值,进而可以实现对多个光伏组件的PV负端对大地电压的调节, 从而可以控制所述最低值大于零,通过增加的三相虚拟阻抗单元400、控制单元500及数据 采集器700,从交流侧避免了电势诱导衰减效应,其成本较现有技术而言大幅降低。
[0066] 本发明另一实施例还提供了一种光伏并网发电系统,其特征在于,包括:三相变压 器、多个光伏组件、多个逆变器及上述实施例任一所述的光伏并网发电系统的电网侧绝缘 阻抗检测装置;其中:
[0067] 每个逆变器300的直流侧分别与一个光伏组件200的输出端相连;
[0068]每个逆变器300的交流侧并联,连接点与三相变压器100的原边绕组相连;
[0069]三相变压器100的副边绕组与高压电网相连。
[0070]本实施例提供的光伏并网发电系统,通过控制单元500采集三相虚拟阻抗单元400 与多个逆变器300的交
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