一種應用于光伏電站的智能型節能系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力系統中，新能源發電領域，具體講涉及一種應用于光伏電站的智能型節能系統。
【背景技術】
[0002]隨著全球新能源裝機容量的不斷攀高，尤其是國內光伏發電裝機容量的高速增長，目前中國已成為全球光伏發電裝機容量全球第一的位置，預計2015年底光伏發電裝機容量可達到49GW。但從目前已投入運營的，還是即將投入運營的集中式光伏電站還是分布式光伏電站來看，都存在一個通用性的問題，即光伏發電系統具有明顯的時效性，白天發電、晚上停運。且無論白天還是晚上，光伏發電電站系統不和并網母線系統脫離，會造成當光伏電站不發電時，因電站內接入大量的升壓變自身的銅損、鐵損，造成光伏發電電站不發電時耗電巨大，運營成本較高的問題。之前的電站因國家政策支持及補貼的力度較大，這些運營成本，基本構不成太大壓力，但隨著電站自身光伏組件的衰減、設備發電效率的降低，這些自身耗電的成本，愈發凸顯。還有因一些電站投資方，或者運營方并不清楚電站自身耗電問題，或者沒有預估到自身耗電的嚴重性，在設計之初未關注到該問題，隨著電站的運行，這些問題逐一顯現出來。根據相關調研計算，光伏電站自身耗電的損失已經占到光伏電站自身運營成本的70%以上。剛開始因受政策補貼的時間限制，并沒有引起投資人或者電站運營方的注意，甚至以上運營成本，在國家大力的扶持下，并沒有顯現。隨著國家對新能源發電的補貼逐步的降低，光伏電站的投入與產出比的下滑，光伏電站收益時效性壓力增大，光伏電站自身的運營成本越來越受到關注，因此解決光伏電站自身在不發電時的損耗尤為迫切，是減低光伏電站運維成本的有效策略。同時，根據電站自身發電特性，又特別所研制的裝置必須具有高度可靠、解決效果明顯、性價比高、安裝便捷、維護方便、自身壽命長等特點。尤其是進入十二五后，我國光伏電站建設速度加快，國內光伏裝機規模正在不斷迅速擴大，但對成本的要求，投入與產出比的需求愈發強烈。另一方面，隨著國家對光伏發電的補貼，大幅度降低大，市場競爭進一步加劇，光伏發電自身成本的壓力更加突出；在這些新形勢下，對光伏電站自身節能提出了更高要求。一種應用于光伏電站的智能型節能系統，對促進光伏電站自身運行成本的降低、保障光伏電站收益最大化及安全穩定優質經濟運行具有重要意義。
[0003]現今由于光伏間歇性可再生新能源發電的超常規發展，大規模新能源發電并網對電力系統安全調度的影響已經顯現，給電網運行調度帶來了一系列新的挑戰，尤其是光伏發電的大規模接入所帶來的不發電時自身損耗巨大，增加了電網負荷，增加了電網調度的難度。因此解決光伏發電電站在晚上或者陰雨天不發電時自身損耗的問題，需要一種有效的技術手段解決這個問題。在未來，光伏電站用智能型節能系統及其方法是解決光伏電站運維節能，降低電網負荷的關鍵措施之一，研制應用于光伏電站的智能型節能系統將為保障大規模新能源發電接入電網發揮著重要作用。符合國家對建設節能型社會的趨勢，也符合未來國家對光伏發電電站建設符合真正意義上新能源發電的要求。
[0004]解決光伏發電電站自身損耗問題，若采用常規的在并網點位置增裝機械式高壓開關，需要人工每天定點手動投入或投出，工作量大、效率低、安全性差，經濟性不高。而且對電網的沖擊較大，具有極大的故障風險。因此采用機械式手動開關，顯然不符合電站實際運維要求。
[0005]采用在并網點增裝機械式高壓開關和控制裝置，可以解決光伏電站遠方控制電站不發電時與并網電網系統脫離，但該方法不能解決在光伏發電系統投入電網系統時，對大電網的巨大沖擊，甚至因光伏電站投入時，造成電網系統遠端的變電站保護系統動作，跳閘。影響電網供電系統的穩定性，性質極其惡劣，影響較大，對電站的運營帶來較大的影響，因此該方式不是最佳方法，也不符合未來技術發展趨勢。
【發明內容】
[0006]針對現有技術和新能源自身現狀存在的問題，本發明提供一種應用于光伏電站的智能型節能系統。本發明具有極強的創新性。具有設計巧妙、原理簡單、結構簡潔、功能全、治理效果明顯，可自行運行或接受調度運行，工作穩定可靠、兼容性強、安裝靈活、快捷、動態響應速度快等特點。可實現新能源發電的低成本運維、高可靠性并網。整個節能系統運行穩定、可靠、智能化程度高，實現了真正意義上的無人值守操作的效果。
[0007]本發明提供的一種應用于光伏電站的智能型節能系統，對并網電壓等級兼容性強，通訊方式靈活，可與后臺控制中心或電網調度中心交互等優點。同時也通過自身攜帶的GPS模塊和北斗模塊實現精準授時和定位，最大化提高系統可靠運行。本發明主要應用于一些大型光伏電站、分布式發電、及一些有發電間歇性特點的領域，且自身在不發電時具有較大損耗的系統中，具有極大的市場前景和社會效應。
[0008]本發明的目的是采用下述技術方案實現的:
所述的一種應用于光伏電站的智能型節能系統，解決光伏電站不發電時，自身較大損耗的問題。所述裝置應用領域為光伏電站，包括集中式光伏電站，分布式光伏電站，一些有發電間歇性特點的領且自身在不發電時具有較大損耗的系統中。
[0009]一種應用于光伏電站的智能型節能系統，用于光伏發電電站系統中，包括:
進線端接口；
三相電流、電壓采集檢測單元，用于檢測三相并網電流、電壓狀態信息，將所述檢測信息送入控制單元；
主體開關單元，包括機械開關和電力電子開關，用于控制光伏電站發電系統接入電網或者與電網脫離；
控制單元，用于對整個系統自動運行監控，并根據接收的所述三相電流、電壓采集單元檢測的電流、電壓狀態信號和控制單元內的控制信息，控制主體開關單元3切換的開通/斷開；
出線端接口；
所述智能型節能系統通過控制單元，控制智能型節能系統根據光伏電站狀態自行運行。
[0010]所述的用于光伏電站的智能型節能系統，機械開關采用具有開通或關斷自滅弧功能的高壓接觸器，電力電子開關采用晶閘管組。
[0011]所述的用于光伏電站的智能型節能系統，高壓接觸器包括機械觸點K1和控制線圈，晶閘管組由反并聯高壓晶體管對多級串并聯連接組成。
[0012]所述的用于光伏電站的智能型節能系統，根據光伏電站并網電壓等級及所述裝置安裝位置的不同，晶閘管組所含的串并聯高壓晶體管對個數不同。
[0013]晶閘管組所含的反并聯高壓晶體管對可串聯N個，然后并聯Μ組，Μ、Ν為自然數。
[0014]所述的用于光伏電站的智能型節能系統，若裝置應用于光伏發電電站并網點電壓等級為10KV電網系統中時，只需要10~12對反并聯晶體管對串聯連接即可。若裝置應用于光伏發電電站并網點電壓等級為35KV電網系統中時，需要22~24對反并聯晶體管對串聯連接即可。若裝置安裝在光伏電站有多個并網點光伏并網逆變系統中時，無需并聯。若裝置安裝在只有一個并網點的光伏發電電站中時，可以通過并聯晶閘管，此時并聯個數Μ大于等于2ο
[0015]所述的用于光伏電站的智能型節能系統，晶閘管組的觸發信號為一組互補的脈沖信號。
[0016]所述的用于光伏電站的智能型節能系統，當光伏電站滿足并網發電條件時，節能系統會根據電網電壓的相位，控制電力電子開關柔性開通，控制電網網電壓柔性接入。
[0017]所述的用于光伏電站的智能型節能系統，當光伏電站完成正常接入大電網的切換后，電力電子開關退出，機械式開關閉合，能量主要從機械開關流過。
[0018]所述的用于光伏電站的智能型節能系統，所述三相電流、電壓采集檢測單元包括電壓檢測單元和電流檢測單元。
[0019]所述的用于光伏電站的智能型節能系統，電壓檢測單元采用高精度電壓互感器PT (Potential Transformer)，并聯接入并網點電網系統；電流檢測單元采用高精度電流互感器CT (Current Transformer),串聯接入并網點電網系統。高精度電壓互感器PT (Potential Transformer)采集的信號再通過霍爾型電壓傳感器變換送到模數采集器中，高精度電流互感器采集的信號再經過霍爾型電流傳感器變換送到模數采集器中。
[0020]所述的用于光伏電站的智能型節能系統，控制單元包括處理器、數模采集器、數字量開入模塊、數字量開出模塊、還包括GPS定位授時模塊、北斗衛星定位授時模塊、通訊模塊、光照檢測模塊中的任意一個或任意二個以上的組合。