技术领域
[0001] 本实用新型涉及分布式
光伏发电系统技术领域，尤其涉及一种具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统。
背景技术
[0002] 分布式光伏电站位于用户附近，靠近负荷端，有利于降低光伏
电能线损以及调节终端
电压。但是在分布式光伏电站接入之后，往往会出现用户原配
电网关口点功率因数不合格的情况，造成功率因数低的原因主要是光伏接入后，光伏发电系统发出有功电能，且存在吸收部分无功电能的可能性，造成关口点处从电网吸收的有功减少，甚至吸收无功电能增加，从而使得功率因数下降。
[0003] 为实现无功补偿，
现有技术中分布式光伏发电系统中通常会设置无功控制装置，而分布式光伏发电系统接入用户
变压器380V低压侧
母线，若光伏接入点位于无功控制装置的CT上口，光伏系统将不影响原系统无功补偿装置，但是光伏发电系统吸收的无功无法补偿，可能导致用户关口点功率因数降低；若光伏接入点位于无功控制装置的CT下口，希望通过原配电系统无功补偿装置补偿光伏系统需要的无功电能，当光伏系统的输出
电流通过该CT流入电网时，无功补偿
控制器检测到该电流，但是需要无功补偿控制器具有四象限功能，如若不然控制装置则会出现控制逻辑紊乱情况，造成不利影响。
[0004] 中国
专利申请201810383422.X公开一种分布式光伏电站无功补偿装置及方法，该分布式光伏电站无功补偿装置包括具有
无功功率可调功能的光伏逆变器、光伏阵列、TSC、AVC、变压器、负荷、低压母线和中高压母线，光伏逆变器、光伏阵列、TSC和负荷接入第一母线再经由变压器并入第二母线。但是该方案必须采用特定的具备四象限功能的TSC，若是采用普通只具有一、四象限的TSC，光伏系统接入后改变原母线的潮流方向，可能会导致普通TSC控制器误动作，且采用AVC控制调节光伏逆变器，当原母线上功率因数较低时，光伏逆变器无功补偿能
力可能不足以满足系统无功需求。
[0005] 中国专利申请201410310096.1公开一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备及方法，该方案通过集中控制器接收高压电网的当前状态数据，确定高压电网的无功补偿信息，以及集中控制器接收所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息，之后根据该当前工作状态信息和所确定的无功补偿信息确定输出的无功补偿调度指令，从而控制该光伏逆变器输出无功补偿电流。但是该方案未考虑原无功补偿系统，会影响原无功补偿系统的运行，且是采集变压器高压侧电压及电流
信号以确定无功补补偿信息，检测到的无功功率是变压器损耗、光伏系统无功功率、负荷无功功率之和，所有无功需求都依靠光伏逆变器进行补偿，光伏逆变器无功补偿能力有限，具有一定局限性。实用新型内容
[0006] 本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、成本低、供电性能好的具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统。
[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
[0008] 一种具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统，包括设置在光伏发电系统中光伏接入点处的无功自平衡控制装置，所述无功自平衡控制装置的一端与所述光伏接入点连接，另一端与光伏并网逆变器连接，所述无功自平衡控制装置检测所述光伏接入点的功率因数，并将检测到的功率因数发送给所述光伏并网逆变器以控制调节所述光伏并网逆变器的输出功率因数实现无功自平衡。
[0009] 进一步的，所述无功自平衡控制装置包括依次连接的
采样单元、光耦隔离单元、主控单元以及数据通信单元，所述采样单元采集所述光伏接入点的电能信号，经过所述光耦隔离单元传输给所述主控单元，所述主控单元接收采集的所述光伏接入点的电压、电流信号，输出对应的功率因数，通过所述数据通信单元发送给所述光伏并网逆变器。
[0010] 进一步的，所述采样单元包括相互连接的采样滤波
电路以及采样芯片，所述采样滤波电路采集所述光伏接入点的电压、电流信号，经所述采样芯片后输出采集到的电压、电流信号。
[0011] 进一步的，所述采样芯片采用三相电能测量芯片。
[0012] 进一步的，所述主控单元采用MCU。
[0013] 进一步的，所述数据通信单元包括RS485通信
接口、红外
通信接口、WIFI通信接口中一种或多种。
[0014] 进一步的，所述无功自平衡控制装置还包括用于存储所述光伏并网逆变器的功率因数的存储单元，所述存储单元与所述主控单元连接。
[0015] 进一步的，所述无功自平衡控制装置还包括用于显示信息的显示单元，所述显示单元与所述主控单元连接。
[0016] 进一步的，所述无功自平衡控制装置还包括用于控制所述显示单元的显示模式的模式控制单元，所述模式控制单元与所述主控单元连接。
[0017] 进一步的，所述无功自平衡控制装置还包括用于为各单元提供电源的供电单元，所述供电单元的电源输入端接入分光伏发电系统的相电压。
[0018] 与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型通过在分布式光伏发电系统中光伏接入点处设置无功自平衡控制装置，由无功自平衡控制装置检测光伏接入点的功率因数，检测到的功率因数再发送给光伏并网逆变器以调节光伏并网逆变器的输出功率因数，使得提高该光伏接入点处的功率因数，从而可以提高光伏发电系统自身功率因数，使得光伏系统自身功率接近1，实现分布式光伏发电系统的自平衡，由于只是调节光伏接入点处的功率因数，不会影响原有配电系统无功补偿装置和原负荷的正常运行，用户关口点在光伏系统接入前功率因数合格的情况下，能够保障接入光伏系统后该关口点仍然保持功率因数合格，确保分布式光伏发电系统良好的供电性能。
附图说明
[0019] 图1是本
实施例具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统的结构示意图。
[0020] 图2是本实施例中无功自平衡控制装置的结构示意图。
[0021] 图例说明：1、光伏并网逆变器；2、光伏接入点；3、无功自平衡控制装置；31、采样单元；32、光耦隔离单元；33、主控单元；34、数据通信单元；35、存储单元；36、显示单元；37、模式控制单元；38、供电单元。
具体实施方式
[0022] 以下结合
说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
[0023] 如图1所示，本实施例具有自平衡功能的分布式光伏发电无功控制系统包括设置在光伏发电系统中光伏接入点2处的无功自平衡控制装置3，无功自平衡控制装置3的一端与光伏接入点2连接，另一端与光伏并网逆变器1连接，无功自平衡控制装置3检测光伏接入点2的功率因数，并将检测到的功率因数发送给光伏并网逆变器1以控制调节光伏并网逆变器1的输出功率因数实现无功自平衡。
[0024] 光伏发电系统接入用户低压侧母线后，光伏发电系统拓扑结构固定不变，光伏发电系统可以看作是一个具有固定阻抗值的电流源。本实施例通过在分布式光伏发电系统中光伏接入点2处设置无功自平衡控制装置3，由无功自平衡控制装置3检测光伏接入点2的功率因数，检测到的功率因数再发送给光伏并网逆变器1以调节光伏并网逆变器1的输出功率因数，使得提高该光伏接入点2处的功率因数，从而可以提高光伏发电系统自身功率因数，使得光伏系统自身功率接近1，实现分布式光伏发电系统的自平衡，由于只是调节光伏接入点2处的功率因数，不会影响原有配电系统无功补偿装置和原负荷的正常运行，用户关口点在光伏系统接入前功率因数合格的情况下，能够保障接入光伏系统后该关口点仍然保持功率因数合格，确保分布式光伏发电系统良好的供电性能。
[0025] 本实施例具体当光伏并网逆变器1工作时，启动无功自平衡控制装置3对光伏并网逆变器1的输出功率进行调节以实现无功自平衡，当光伏并网逆变器1停机时，无功自平衡控制装置3则不对光伏并网逆变器1进行调节。
[0026] 如图2所示，本实施例中无功自平衡控制装置3具体包括依次连接的采样单元31、光耦隔离单元32、主控单元33以及数据通信单元34，采样单元31采集光伏接入点2的电能信号，经过光耦隔离单元32传输给主控单元33，主控单元33接收采集的光伏接入点2的电压、电流信号，输出对应的功率因数，通过数据通信单元34将计算出的功率因数输出给光伏并网逆变器1。
[0027] 本实施例中，采样单元31具体包括相互连接的采样滤波电路311以及采样芯片312，采样滤波电路311采集光伏接入点2的电压、电流信号，经采样芯片312后输出采集到的电压、电流信号。
[0028] 在具体应用实施例中，采样滤波电路311采集的
三相电压通过分压
电阻将电压信号输入至采样芯片312，以及采样滤波电路311采集的
三相电流经采样电阻产生电压信号，输入至采样芯片312。
[0029] 本实施例中，采样芯片312具体采用三相电能测量芯片，如可使用ADE7758三相电能测量芯片等，可以准确、高效的实现对光伏接入点2处的三相电压、电流信号的测量。
[0030] 本实施例中，主控单元33采用MCU，如可以采用STM32F1系列
单片机等，成本低、体积小且控制性能好，可以进一步降低系统成本。
[0031] 在具体应用实施例中，采样芯片312通过SPI通信接口连接光耦隔离单元32，光耦隔离单元连接MCU的SPI通信接口进行通信。
[0032] 本实施例中，数据通信单元34可以采用 RS485通信接口，以通过RS485通信接口与光伏并网逆变器1进行通信，当然还可以根据实际需求采用或增设如红外通信接口、WIFI通信接口等以实现多种通信方式，提高系统控制实现灵活性。
[0033] 本实施例中，无功自平衡控制装置3还包括用于存储光伏并网逆变器1的功率因数的存储单元35，存储单元35与主控单元33连接。当主控单元33发送需要调整的功率因数给光伏并网逆变器1时，同时保存当前光伏并网逆变器1的功率因数在存储单元35中以便于后续使用。存储单元35具体可采用EEPROM等存储设备。
[0034] 本实施例中，无功自平衡控制装置3还包括用于显示信息的显示单元36，显示单元36与主控单元33连接，可以将主控单元33的输入、输出数据实时显示出来，便于直观获取控制信息。
[0035] 本实施例中，无功自平衡控制装置3还包括用于控制显示单元36的显示模式的模式控制单元37，模式控制单元37与主控单元33连接，通过模式控制单元37输入显示模式的控制指令，以控制选择显示单元36的显示模式，便于提供多种
人机交互模式。模式控制单元37具体可以采用如输入按键等方式。
[0036] 本实施例中，无功自平衡控制装置3还包括用于为各单元提供电源的供电单元38，即由供电单元38为采样单元31、光耦隔离单元32、主控单元33、数据通信单元34、存储单元35、显示单元36以及模式控制单元37提供工作电源，供电单元38的电源输入端接入分光伏发电系统的相电压，以从分光伏发电系统获取供电。
[0037] 本实施例上述装置工作时，由采样滤波电路311采集分布式光伏发电系统的光伏接入点2处的三相电压及电流信号至采样芯片312，采集得到的信号通过光耦隔离单元32输入至MCU，MCU接收采集到的信号，输出功率因数作为光伏并网逆变器1需要
修改的输出功率因数，通过RS485通信接口发送给光伏并网逆变器1，并将当前逆变器功率因数存储至EEPROM中，以及MCU输入输出的数据显示在显示单元36。
[0038] 上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。
