TW200917614A - Grid-tied power system of HCPV - Google Patents

Description

200917614 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 r本發明係有關於—種Hcpv電力併網系統 一種可加入台電高愿的電力輪電系統，具有可 曰 電系統潮流量且不會有系統電壓過低、過高盥過裁： 問題發生之HCPV電力併網系統。 載荨 【先前技術】 隨著石油價格之鋼漲及二氧化碳排放問題曰益。。 重，新能源相關產業之推廣愈來愈受國際重視，因^ 希望藉由新能源產業促進產業之發展，並逐步達到提 昇國内自主能源比例之目的。而太陽光發電因為能將 太知能直接轉換為電能使用，沒有噪音亦沒有任何、亏 染之排放，-直深受環保人士之喜愛，惟因其造價約 為一般火力發電成本之五倍以上，故在推廣上遠落後 於風力發電。$年則因㊣源價格之上漲促使多國政 府’尤其係曰本與德國推行各項優惠與補貼方案，使 得光發電產業應用以每年38%之成長率急速發展。而 今年又因半導體產業之復起’因此同樣使用於太陽電 池與半導體元件製造之矽多晶原料開始缺貨，使矽太 陽電池產品供不應求，系統價格不降反升。由於此一 現象，除了侵蝕廠商獲利，更讓部分後進廠商形成無 料生產之窘境，因此產品高度集中於結晶矽太陽能電 /也，並且缺乏上游原物料之生產廠商，對台灣太陽能 200917614 產業未來發展係較不利之困境。 綜上所述，由於目前之：太陽 造成無料生產之情形.而十士 ^ 易 Ή产m u 在有限資源下不僅有耗竭資 源之危機Μ法解決我國自主能源不足之問題外，更 無法抑低溫室效氣體排放，&，—般習 合使用者於實際使用時之所需 ’、…、/付 叮而侍逐步建立本土仆里 生能源產業並輯發展次世代太陽能電池以 游原物料之使用與依賴才為國家發展之主要課題。 【發明内容】 本發明之主要目的係在於，其HCPV發電她容旦 約100峰赶（kWp)，可供應電力自用以減輕電費1出里 亦可逆送電力至台f，減輕尖峰負載的火力發電量， 抑低/服至效應氣體排放二氧化炭等問題。 本發明之次要目的係在於，可並聯加入台電電網 糸統’不僅無增加台電系統潮流量，&而有緩和之趨 勢’因此不會有系統電壓過低、過高與過載等問題發 本發明之另-目的係在於’藉由本發明使用之分 散式的直交流換流器可在市電故障或斷路時，自動护 制的方式與市電跳脫以停止供輸電力，因此本發明^ 具有可阻止孤島效應發生之特性，進而使本發明之產 生可有助於國内太陽光能產業之開發。 一 200917614 為達以上之目的，本發明係一種HCpv電力併網 系’、’先-係至少包含一直父流換流器組、一控制裝置、 厂升壓變壓器、一第一保護電路及一第二保護電路所 構成 方面係將電力以併網系統電源引接之方式， 由裝曱相所成之11.4仟伏特（kv)高壓配電系統 後二引接至該HCPV發電裝置，如此即完成市電併聯; 另方面，利用該第一保護電路之比流器及比壓器將 該第二保護電路之電壓電流訊號引出，並由串接在該 升壓變壓器後方之咼壓瓦斯斷路器對其絕緣，因此可 使省HCPV發電裝置發出之電力經該升壓變壓器將電 力由該第—保護電路送到本核能研輯㈤ttoe of

Nuclear EnergyResearch，聰R)之負載使用。除此之 外』’若需將發電電力逆送到台電輸電系統時只需啟 動該第-保護電路之逆送電力電驛，即可使電力流經 該主變壓器送出。 【實施方式】 ,請參閱『第1圖』所示，係本發明之Hcpv電力 併網系統架構圖。如圖所示：本發明係—種Hcpv電 力併網系統，本發明之HCPV電力併網系統丄係至^ 包含一直交流換流器組1 1、一控制 壓變壓器…-第—保護電路〗4 路1 5所構成’其HCPV發電總容量約丨〇〇峰瓧 UWp)’可供應所内部份電力以減輕電費支出，亦可 200917614 電力逆送至台電的電網系統。 w玄太陽此發電裝置1〇係分為兩種型式-容量A μ仟瓦(_型之太陽能發電裝置1〇，一容2 5仔瓦（kW)型之太隔台匕路忠驻罢，凸 ' 電來源。 ‘發電裝置10，用以作為發 該直交流換流i錢胁社陽能發電裝 置1 0 ’用以分散型^、自動控制將該太陽能發電 置10產生之直流電力轉換成交流電力。 、 控制裝置係1 2包含資料擷取器、突波保護器、 切換開關、指示燈及電腦。f料操取器藉RS485/r如 網路自動擷取所有直交流換流器的資訊，包含發電裝 置輸入/輸出的電壓、電流、功率及各種狀況的資訊： 顯示及儲存於電腦中。突波保護器係用以在負載切換 或雷擊產生的瞬間電流過載時，保護Hcpv發電裝置 及其餘設備。 ' 。玄升壓’交壓為1 3係用以接收該直交流換流器1 2產生之交流電力’並產生一升壓交流電力。 δ玄第一保護電路1 4係内含一高壓瓦斯斷路器 (Gas Circuit Breaker, GCB ) 1 4 1 、一比流器 (Current Transformer, CT)及—比壓器（p〇tential Transformer, pt )，且該比流器及該比壓器係可將該第 二保護電路1 5之電壓電流訊號引出，並由串接在該 升壓變壓器1 3後方之高壓瓦斯斷路器1 4 1對其絕 緣。 200917614 :第二保護電路丄5係分為_保護電驛電路丄5 亚聯控制盤1 5 2 ’且該保護電驛電路丄5工 係包含一接地過電壓電 v 冤輝1一低電壓電驛1 ;2、-過電壓電釋]513及一高低頻電驛]5 。：：該並聯控制盤152則包含一相間過電流電 輝丄^ 2 1、一接地過電流電驛丄5 2 2、一相間方 向性過電流電驛1 5 2 3、-逆送電力電驛丄5 2 4 及一同步檢測裝置與同步儀1 5 2 5，其中，該保護 ，路1 5 1係以2條電壓電釋接於該高摩瓦斯斷 路器1 4 1之間，且該高壓瓦斯斷路器丄4丄係以一 開關1 4 1 1經由該逆送電力電驛1 5 2 4與該並聯 控制盤1 5 2連接。以上所述，係構成—全新之Hcpv 電力併網系統1。 當本發明於運用時，一方面係將電力以並網系統 電源引接之方式，由一裝甲箱2所成之u 4仟伏特 (kV )高壓配電系統後，引接至該Hcpv發電裝置1 1 ’如此即完成市電並聯；另一方面，利用該第一保 護電路1 4之比流器及該比壓器將該第二保護電路工 5之電壓電流讯號引出，並由串接在該升廢變壓器1 3後方之高壓瓦斯斷路器i 4 i對其絕緣，因此可使 忒H C P V發電裝置1 1發出之電力經該升壓變麼器1 3將電力由該第一保護電路1 4送到本核能研究所 (Institute of Nuclear Energy Research, INER)之負載 使用。除此之外，若需將發電電力逆送到台電輸電季 200917614 統f，只需啟動該逆送電力電驛2 5 2 4，即可使電 力机，，：由11.4仟伏特之裝m，此對台電系統衝擊勢 必相當小。 r 错此，由於木發明設計之ΗΓρν電力併網系統， 將發電總容量約100峰抵（1^)，可並接到該Μ 仟伏特南壓配電系統，以供應所内部份電力，進而減 輕電費支出，此外，在該HCPV電力併網系統加入後 流經責任分界點時，其電流由原先5〇43安培（A)降 為49.6安培，而責任分界點69仟伏特系统（丁叫電 壓，也在該HCPV發電裝置加入前後皆保持在⑽ 壓（pu)不變，又功率因數亦幾乎保持97%，因此足 以證明本發明之HCPV電力併網系統加入後，不但不 會增加台電系統潮流量’反而有緩和之趨勢，所以沒 有系統電壓過低、過高及過載等問題；尚且，由本發 明使用之直交流換流器係可在市電故障或斷路時，自 動與市電跳脫，使該HCPV電力併網系統停止供輸電 力’因此同時本發明亦可阻止孤島效應之發生，進而 有助於國内太陽光能產業之開發。 綜上所述’本發明係一種Hcpv電力併網系統， 可安全、有效改善習用之種種缺點，在發電總容 ⑽峰狀HCPV發電裝置以分散型式並聯加入電網 糸統後’不僅無增加台電系統潮流量，反而有緩和之 趨勢，因此不會有系統電壓過低、過高與過載等問題， 除丁可作為供應所内部分電力以減輕電費支出外，亦 200917614 可逆送電力至台電，減輕尖峰負載的火力發電量，抑 低μ至效應氣體排放二氧化炭等問題。更可在結合上 述眾多之優點下有助於國内太陽光能產業之開發，進 本發明之產生能更進步、更實用、更符合使用考 之所須，確已符合發明專利申請之要件，差依 + 專利申請。 π出 告惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已， 虽不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明 申請專利範圍及發明說明書内容所作之簡單的等‘變 化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍内。 200917614 【圖式簡單說明】 第1圖，係本發明之HCPV電力併網系統架構圖。 【主要元件符號說明】 太陽能發電裝置1 0 直交流換流器1 1 控制裝置1 2 升壓變壓器1 3 第一保護電路1 4 高壓瓦斯斷路器141 第二保護電路1 5 保護電驛電路1 5 1 接地過電壓電驛1 5 1 1 低電壓電驛1 5 1 2 過電壓電驛1 5 1 3 高低頻電驛1 5 1 4 並聯控制盤1 5 2 相間過電流電驛1 5 2 1 接地過電流電驛1 5 2 2 相間方向性過電流電驛1 5 2 3 200917614 逆送電力電驛1 524 同步檢測裝置與同步儀1 5 2 5 裝甲箱1 6 r 14

Claims (1)

1. 200917614 十、申請專利範圍： 1 . 一種HCPV電力併網系統，係包括： ^ 一直交流換流器組，該直交流換流器組係以 分散虫式迷接於减太闹妬铵笔农豈，州以將鉍八 陽能發電裝置產生之直流電力轉換成交流電力； 一升壓變壓器，該升壓變壓器係用以接收該 直交流換流器產生之交流電力，並產生一升壓交 流電力 y 一第一保護電路，該第一保護電路係内含一 高壓瓦斯斷路器（Gas Circuit Breaker，GCB)、 一比流器（Current Transformer, C丁）及一比壓器 (Potential Transf〇rmer，p丁）’ 且該高壓瓦斯斷路 器係亊接在該升壓變壓器之後方；以及 一第一保護電路，該第二保護電路係分為一 保護電驛電路及一並聯控制盤，且該保護電驛電 路係以2條電壓電驛接於該高壓瓦斯斷路器之 間。 。 2 ·依中請專利範㈣丨項所述力併網系 統，其中，該分散型式的直交流換流器組。 3 .依申請專利範圍第1項所述之HCPV電力併網系 統，其中，控制裝置係包含資料擷取器、突波保 邊為、切換開關、指示燈及電腦。 200917614 4 .依申請專利範圍第2項所述之HCPV電力併網系 統’其中’該資料擷取器藉RS485/RS232網路自 ，動擷取所有直交流換流器的資訊，包含發電裝置 蛉入/钤屮的電懕、雷汸、功率及各種狀況的資 訊’顯示及儲存於電腦申。 5 .依申請專利範圍第1項所述之HCPV電力併網系 統’其中，該比流器及該比壓器係可將該第二保 護電路之電壓電流訊號引出，並由串接在該升壓 變壓器後方之高壓瓦斯斷路器對其絕緣。 6 .依申請專利範圍第1項所述之HCPV電力併網系 統，其中，該保護電驛電路係包含一接地過電壓 電驛、一低電壓電驛、一過電壓電驛及一高低頻 電釋。 7 ·依申請專利範圍第1項所述之HCPV電力併網系 統，其中，該並聯控制盤係包含一相間過電流電 譯 接地過電流電驛、一相間方向性過電流電 驛、—逆送電力電驛及一同步檢測裝置與同步儀。 依申叫專利範圍第1項所述之H C ρ ν電力併網系 冼其中，該南壓瓦斯斷路器係以一開關經由— 延送電力電驛與該並聯控制盤連接。 )·依申請專利範圍第^項所述之Hcpv電力併網系 統’其中，該HCPV電力併網系統若需將發電電 200917614 力逆送到台電輸電系統時，只需啟動該並聯控制 盤之逆送電力電驛，即可使電力流經高壓變壓器