一种新能源电站及其启停装置的制作方法

1.本实用新型涉及新能源技术领域，具体涉及一种新能源电站及其启停装置。


背景技术：

2.在光伏电站中，逆变器处于夜间待机状态不发电时，中压箱式变压器会产生一定的空载损耗，导致光伏电站成本的增加。如图1所示，集中式逆变器可通过配置中压断开装置(图中的#1)，可避免夜间中压箱式变压器产生损耗，节省光伏电站用电成本。
3.其中，中压断开装置包含中压开关qf#1，两组用于电压采样的装置(图中的pt1和pt2)。在逆变器停机后，控制中压开关qf#1断开，中压箱式变压器脱网。
4.但是，目前的电站配置过程中，中压集成线路上已经设有中压开关qf#1，若再增设一套中压断开装置，会造成器件浪费；并且，现有方案的每个中压集成线路上都需要串联相应的中压断开装置，成本过高。


技术实现要素：

5.对此，本技术提供一种新能源电站及其启停装置，以解决相关方案在设置有中压开关的基础之上，通过增设一套中压断开装置实现光伏电站的中压断开，会造成器件浪费，以及在每个中压集成线路上都需要串联相应的中压断开装置，成本过高的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
7.本实用新型第一方面公开了一种新能源电站的启停装置，包括：控制单元以及设置于所述新能源电站中每一条分支集成线路上的第一采样装置；其中：
8.所述控制单元分别与各个所述第一采样装置，以及所述新能源电站中各个所述分支集成线路上的支路分断装置的控制端相连；所述支路分断装置受控于所述控制单元。
9.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，还包括：与所述控制单元，以及各个所述分支集成线路上的支路分断装置均相连的交流缓启动单元。
10.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，所述交流缓启动单元，包括：供电单元、功率变换单元、开关单元以及设置于所述新能源电站中总集成线路上的第二采样装置；其中：
11.所述供电单元的输出端与所述功率变换单元的直流侧相连；
12.所述功率变换单元的交流侧与所述开关单元的并联端相连；
13.所述开关单元的分支端与各个所述分支集成线路上的支路分断装置的一侧相连；
14.所述控制单元还与设置于所述新能源电站中总集成线路上的第二采样装置、所述开关单元以及所述功率变换单元相连。
15.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，所述交流缓启动单元，还包括：设置于所述功率变换单元后级的变压单元。
16.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，所述供电单元用于将交流电转化为直流电，所述供电单元包括：第二开关、ac/dc变换器以及交流电源；其中：
17.所述第二开关的一侧与所述交流电源相连；
18.所述第二开关的另一侧与所述ac/dc变换器的交流侧相连，所述ac/dc变换器的直流侧作为所述供电单元的输出端。
19.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，所述交流电源为电网或者风能发电系统。
20.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，所述供电单元为直流电源。
21.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，所述直流电源包括：光伏组件或者电池。
22.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，所述供电单元还包括：设置于所述ac/dc变换器前级的变压器。
23.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，所述开关单元包括：n条开关支路；其中：
24.各个所述开关支路的一端并联，并作为所述开关单元的并联端；
25.各个所述开关支路的另一端分别作为所述开关单元的分支端；
26.各个所述开关支路上设置至少一个第一开关；其中，n等于所述新能源电站中分支集成线路的条数。
27.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，所述功率变换单元为单级变换器或者多级变换器。
28.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，若所述功率变换单元为单级变换器，所述功率变换单元包括：dc/ac变换器。
29.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，若所述功率变换单元为多级变换器，所述功率变换单元包括：dc/dc变换器和dc/ac变换器；
30.其中，所述dc/dc变换器设置于所述dc/ac变换器的前级。
31.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，所述第二采样装置为电压互感器、变压器、电压传感器中的至少一种。
32.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，所述第一采样装置为电压互感器、变压器、电压传感器中的至少一种。
33.可选地，在上述的新能源电站的启停装置中，所述支路分断装置为中压开关。
34.本实用新型第二方面公开了一种新能源电站，包括：n条分支集成线路，以及与各个所述分支集成线路均相连的、如第一方面公开的任一项所述的新能源电站的启停装置；
35.每一条所述分支集成线路通过相应的支路分断装置连接电网；n为正整数。
36.可选地，在上述的新能源电站中，每一条所述分支集成线路，包括：m个新能源支路，m为正整数；
37.各个所述新能源支路之间并联。
38.可选地，在上述的新能源电站中，若所述新能源支路为光储变流支路，所述新能源支路，包括：升压变压器、ac/dc变换器以及直流电源；其中：
39.所述直流电源的输入输出端与所述ac/dc变换器的直流侧相连，所述ac/dc变换器的交流侧连接至所述升压变压器的一侧；
40.所述升压变压器的另一侧分别通过相应的所述分支集成线路中的支路分断装置
连接电网。
41.可选地，在上述的新能源电站中，所述直流电源为光伏组件或者电池。
42.本实用新型提供的新能源电站的启停装置，包括：控制单元以及设置于新能源电站中每一条分支集成线路上的第一采样装置；其中：控制单元分别与各个第一采样装置，以及新能源电站中各个分支集成线路上的支路分断装置的控制端相连；支路分断装置受控于控制单元；也即，本技术提供的新能源电站的启停装置能够利用每个中压集成线路上已有的支路分断装置，根据设置在各个中压集成线路上的第一采样装置，在逆变器处于待机状态时，实现中压断开功能，无需另外再串联一套中压断开装置，避免了器件浪费，以及针对含有多个中压集成线路的新能源电站，使用一个启停装置即可实现全部线路的中压断开，无需在每个中压集成线路上都串联相应的中压断开装置，降低了断开成本。
附图说明
43.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
44.图1为本技术实施例提供的一种现有的启停装置的结构示意图；
45.图2为本技术实施例提供的一种新能源电站的启停装置的结构示意图；
46.图3和图4为本技术实施例提供的另两种新能源电站的启停装置的结构示意图；
47.图5为本技术实施例提供的一种新能源电站的结构示意图；
48.图6为本技术实施例提供的另一种新能源电站的结构示意图。
具体实施方式
49.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
50.本技术提供一种新能源电站的启停装置，以解决相关方案在设置有中压开关的基础之上，通过增设一套中压断开装置实现新能源电站的中压断开，会造成器件浪费，以及在每个中压集成线路上都需要串联相应的中压断开装置，成本过高的问题。
51.请参见图2，新能源电站的启停装置，主要包括：控制单元101以及设置于新能源电站中每一条分支集成线路上的第一采样装置(图中的pt1
…
ptn)。
52.其中，控制单元101分别与各个第一采样装置，以及新能源电站中各个分支集成线路上的支路分断装置(图中的k1…kn
)的控制端相连；支路分断装置受控于控制单元101。
53.实际应用中，若第一采样装置采样得到的电流检测信号低于预设阈值，则对应的分支集成线路上的支路分断装置为断开状态。
54.可以理解的是，当新能源电站为光伏电站时，光伏电站中的光储变流器傍晚关机之后，无电流进行输出，也即各个分支集成线路上的第一采样装置采集的电流检测信号结果为接近零或者等于零时，可以通过控制单元101控制各个分支集成线路上的支路分断装
置关断，将每个分支集成线路中的升压变压器脱网，保证夜间无损耗。
55.需要说明的是，预设阈值的具体取值可视具体应用环境和用户需求，自行确定，本技术不作具体限定，均属于本技术的保护范围。具体的，还可使用第一采样装置得到的电压信号对该电流检测信号进行表征。
56.还需要说明的是，在实际应用过程中，第一采样装置可以是电压互感器、变压器、电压传感器中的至少一种；也可以现有其他的采样装置或电路，本技术对第一采样装置的具体类型不作限定，均属于本技术的保护范围。
57.其中，变压器可以是额外设置的，也可以是新能源电站原本设有的，视具体应该环境和用户需求确定即可。优选地，若采用原本设置于新能源电站中的变压器，还能更进一步减少成本。
58.实际应用中，各个分支集成线路上的支路分断装置的状态并不仅限于在第一采样装置采样得到的电流检测信号低于预设阈值，控制对应的分支集成线路上的支路分断装置为断开状态；还可以根据实际需要，人为或者使用上位机对各个分支集成线路上的支路分断装置状态进行控制，本技术不作具体限定，均属于本技术的保护范围。
59.需要说明的是，该支路分断装置可以是新能源电站中各个分支集成线路上的中压开关，也可以是额外增设的用于控制各个分支集成线路脱网的器件，视具体应用环境和用户需求确定即可，均属于本技术的保护范围。
60.还需要说明的是，新能源电站具体类型可以是光伏电站、风能电站等等，本技术对新能源电站的具体类型不作限定，均属于本技术的保护范围。
61.基于上述，本实施例提供的新能源电站的启停装置能够利用每个中压集成线路上已有的支路分断装置，根据设置在各个中压集成线路上的第一采样装置，在逆变器处于待机状态时，实现中压断开功能，无需另外再串联一套中压断开装置，避免了器件浪费，以及针对含有多个中压集成线路的新能源电站，使用一个启停装置即可实现全部线路的中压断开，无需在每个中压集成线路上都串联相应的中压断开装置，降低了断开成本。
62.值得说明的是，现有方案在正常运行时，启停装置的电流大小与现有中压开关相同，若通过增设一套中压断开装置实现中压断开功能，会导致开关多重设计，成本偏高，而采用本技术提供的方案，仅需设置控制单元以及位于各个分支集成线路上的第一采样装置即可，避免了开关多重设计导致的成本偏高的问题。
63.实际应用中，若新能源电站为光伏电站，光伏电站在将自身中的光储变流器进行脱网之后，要想将光储变流器再次投入使用，需要在直流电压建立起来之后，通过逆变器开环自建电网，完成各个分支集成线路上所有箱式变压器缓启动。
64.对此，在上述的基础之上，本技术另一实施例提供的新能源电站的启停装置，请参见图3，还可以包括：与控制单元101，以及各个分支集成线路上的支路分断装置均相连的交流缓启动单元102。
65.实际应用中，通过设置与控制单元101，以及各个分支集成线上的支路分断装置均相连的交流缓启动单元102，能够实现能对新能源电站的低压缓启动。
66.结合图3或图4，该交流缓启动单元102可以包括：供电单元202、功率变换单元204、开关单元203以及设置于新能源电站中总集成线路上的第二采样装置pt；其中：
67.供电单元202的输出端与功率变换单元204的直流侧相连。
68.实际应用中，该供电单元202用于将交流电转化为直流电，如图3所示，该供电单元202可以包括：第二开关k
n 1
、ac/dc变换器#1以及交流电源。其中：
69.第二开关k
n 1
的一侧与交流电源相连；第二开关k
n 1
的另一侧与ac/dc变换器#1的交流侧相连，ac/dc变换器#1的直流侧作为供电单元202的输出端。
70.实际应用中，该交流电源可以是电网或者风能发电系统，视具体应用环境而定即可，本技术不作限定，均属于本技术的保护范围。
71.实际应用中，同样如图3所示，该供电单元202还可以包括：设置于ac/dc变换器#1前级的变压器t1。
72.需要说明的是，若供电单元202中的交流电源为电网，也即如图3所示，则该供电单元202的取电原理为：通过变压器t1和第二开关k
n 1
、ac/dc变换器#1利用总集成线路从交流电源上的取电，并为交流缓启动单元102中的功率变换单元204供电，通过交流缓启动单元102中的功率变换单元204实现对各个分支集成线路的自建电网，完成缓冲。
73.当然，实际应用中，该供电单元202也可以是直流电源。该直流电源的具体类型可以是光伏组件或者电池，也即图4示出的组件或电池，或者现有的其他储能单元，本技术对直流电源的具体类型不作限定，均属于本技术的保护范围。
74.换言之，还可以通过取电于新能源电站中的光伏组件或者电池的方式，为交流缓启动单元102中的功率变换单元204供电，以通过交流缓启动单元102中的功率变换单元204实现对各个分支集成线路的自建电网，完成缓冲。
75.假设供电单元202为光伏组件或者电池，早晨可以利用光伏组件的能量或者电池存储能量，通过交流缓启动单元102中的功率变换单元204进行电流变换，完成各个分支集成线路的电网自建和变压器缓启动。
76.需要说明的是，供电单元102的具体形式可视具体应用环境和用户需求确定即可，本技术不作具体限定，均属于本技术的保护范围。
77.功率变换单元204的交流侧与开关单元203的并联端相连。
78.实际应用中，功率变换单元204可以为单级变换器或者多级变换器。其中，若功率变换单元204为单级变换器，则功率变换单元204包括：dc/ac变换器，也即图3示出的情况。若功率变换单元204为多级变换器，则功率变换单元204包括：dc/dc变换器和dc/ac变换器；其中，dc/dc变换器设置于dc/ac变换器的前级。
79.开关单元203的分支端与各个分支集成线路上的支路分断装置的一侧相连。
80.实际应用中，开关单元203的分支端与各分支集成线路上的支路分断装置相连的一侧可以是支路分断装置远离交流电源的一侧。例如，可以是支路分断装置远离电网的一侧。
81.实际应用中，如图3或图4所示，该开关单元203可以包括：n条开关支路。
82.其中，各个开关支路的一端并联，并作为开关单元203的并联端。
83.各个开关支路的另一端分别作为开关单元203的分支端。
84.各个开关支路上设置至少一个第一开关；其中，n等于新能源电站中分支集成线路的条数。
85.需要说明的是，图3或图4中以每条开关支路仅设置一个第一开关(图中的k
11
…k1n
)为例。
86.实际应用中，通过控制第一开关的通断能够实现对交流缓启动单元102是否接入与新能源电站中相应分支集成线路。
87.需要说明的是，每条开关支路上设置的第一开关数量的具体个数，可视具体应用环境和用户需求确定，本技术不作具体限定，均属于本技术的保护范围。
88.控制单元101还与设置于新能源电站中总集成线路上的第二采样装置、开关单元203以及功率变换单元204相连。
89.实际应用中，结合图3，在光储变流器需要投入使用之前，控制单元101先控制第二开关k
n 1
、开关单元203中的各个第一开关(图中的k
11
…k1n
)闭合，再控制供电单元202中的ac/dc变换器#1运行，功率变换单元204运行，完成各个分支集成线路中变压器的电网自建立，进而控制各个分支集成线路中的支路分断装置闭合，最后控制第二开关k
n 1
、开关单元203中的各个第一开关断开，实现各个分支集成线路中的光储变流器的并网运行。
90.其中，启停装置中的控制单元101在总集成线路上的电压与各个分支集成线路上的电压之间的幅值和相位对上之后，控制启停装置中的支路分断装置吸合。
91.实际应用中，同样如图3或图4所示，该交流缓启动单元102还可以包括：设置于功率变换单元204后级的变压单元205。
92.其中，变压单元205可以是变压器，也即图3或图4示出的t2。实际应用中，设置变压器t2之后可以起到隔离作用。
93.需要说明的是，变压器t2的具体类型可视具体应用环境和用户需求确定即可，本技术不作具体限定，均属于本技术的保护范围。
94.需要说明的是，设置于新能源电站中总集成线路上的第二采样装置可以是电压互感器、变压器、电压传感器中的至少一种；也可以现有其他的采样装置或电路，本技术对第二采样装置的具体类型不作限定，均属于本技术的保护范围。
95.还需要说明的是，交流缓启动单元102与各个分支集成线路之间的关系为并联，其主要作用是完成早晨光储变流器运行之前的电网建立，电流等级视具体应用环境和用户需求确定即可，可以无需过大，能支撑光储变流器中的箱式变压器的缓启动即可。
96.需要说明的是，开关单元203中的各个第一开关仅用于实现箱式变压器的缓启动以及自建电网使用，电流等级可以视具体应用环境和用户需求确定，可以选择低于新能源电站中各个分支集成线路中的支路分断装置的电流等级，进一步降低成本。
97.还需要说明的是，为了方便说明，本实施例仅以光伏电站为例，但是现有的其他新能源电站，同样可以使用上述原理实现上述效果。其他新能源能电站利用交流缓启动单元102实现缓启动的具体实现方式，参见上述即可，此处不再赘述。
98.需要说明的是，本实用新型所涉及到的控制单元具有其既定的功能，在不同的连接关系中体现的功能都是一样的。
99.可选地，在本技术另一实施例还提供了一种新能源电站，请参见图5，该新能源电站主要包括：n条分支集成线路301，以及与各个分支集成线路301均相连的、如上述任一实施例所述的新能源电站的启停装置302。
100.每一条分支集成线路301通过相应的支路分断装置(图中的k1…kn
)连接电网；n为正整数。
101.实际应用中，同样如图5所示，每一条分支集成线路301可以包括：m个新能源支路
303，m为正整数；
102.各个新能源支路303之间并联。
103.具体的，若新能源支路303为光储变流支路，如图6所示，新能源支路303可以包括：升压变压器t、ac/dc变换器(图中的ac/dc)以及直流电源(图中的光伏组件或电池)。
104.直流电源的输入输出端与ac/dc变换器的直流侧相连，ac/dc变换器的交流侧连接至升压变压器t的一侧。
105.升压变压器t的另一侧分别通过相应的分支集成线路中的支路分断装置连接电网。
106.实际应用中，升压变压器t可以是箱式变压器；当然，并不仅限于此，还可以视具有应用环境和用户需求确定，本技术对其不作具体限定，均属于本技术的保护范围。
107.实际应用中，直流电源可以是图6示出的光伏组件或者电池，视具体应用环境和用户需求确定即可，本技术不作具体限定，均属于本技术的保护范围。
108.需要说明的是，关于启停装置302的相关说明，参见图2至图4对应实施例即可，此处不再赘述。关于新能源电站的相关说明，参见现有技术即可，此处也不再赘述。
109.本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
110.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。