一種帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置，包括機箱和總線板，所述總線板設置在機箱內，所述總線板上連接有CPU插件、交流采集插件、IO插件及操作回路插件，所述CPU插件分別與所述交流采集插件、IO插件及操作回路插件控制連接，所述操作回路插件與光伏電路中的反孤島回路相連接，所述交流采集插件采集電能質量參數，所述IO插件連接有控制器件，所述控制器件通過CPU插件指令驅動所述操作回路插件，所述操作回路插件控制反孤島回路中的反孤島開關的開/閉。本實用新型解決了現有技術中電能質量檢測裝置和反孤島裝置獨立布線，造成二次回路接線復雜、占用空間大、投資費用大的問題。
【專利說明】
一種帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉光伏并網發(fā)電技術領域，具體涉及一種帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置。
【背景技術】
[0002]電能質量包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、瞬時或暫態(tài)過電壓、波形畸變(諧波)、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。
[0003]光伏系統(tǒng)的孤島現象是指電網失壓時，光伏電站仍保持對失壓電網中的某一部分線路繼續(xù)供電的狀態(tài)，該狀態(tài)對在此線路上的檢修作業(yè)構成嚴重威脅。目前隨著大量分布式光伏以220V/380V就地并入配電網，給配電網的運行帶來了以下影響:1、分布式光伏可能引起配電網電能質量的變化；2、在配電網停電檢修時，分布式光伏可能產生孤島現象。因此，需要對公共連接點PCC電能參數(如電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數等)進行監(jiān)測，并防范孤島現象。
[0004]現有技術中反孤島裝置主要有被動式和主動式兩種，前者通過比較PCC(pointofcommon coupling)處的電壓、頻率與整定值的大小，當實際電壓、頻率偏離整定值時，跳開分布式光伏電源開關，進而使分布式光伏脫離孤島狀態(tài);后者通過在PCC處母線上設置一個干擾電阻，在孤島運行時，投入干擾電阻，通過打破分布式光伏系統(tǒng)的功率平衡來加快光伏逆變器停機，進而使分布式系統(tǒng)脫離孤島狀態(tài)。由于被動式存在動作死區(qū)(當發(fā)電功率、負荷功率平衡時)，而主動式可以避免此問題，因此主動式在低壓配網反孤島中得到了較廣泛的應用。
[0005]而現有的電能質量檢測和防孤島效應的基本配置為電能質量監(jiān)測裝置、反孤島保護裝置各一套，上述兩套裝置功能單一，根據分布式光伏的運行工況獨立工作。當分布式光伏正常運行時，電能質量監(jiān)測裝置負責對PCC處電能參數的采集、監(jiān)測；當分布式光伏孤島運行時，反孤島裝置執(zhí)行相應的保護邏輯，雖然基本配置功能完備、分工明確，但存在以下缺點:
[0006]1、兩套裝置采集相同的電流、電壓量，卻獨立布線，造成二次回路接線復雜，不便于現場調試及日常維護；
[0007]2、兩套設備占用較大的安裝空間，對于空間有限的配電柜、箱式變壓器，安裝困難；
[0008]3、設備總的投資費用較大。
[0009]有鑒于此，特提出本實用新型。
【實用新型內容】
[0010]本實用新型需要解決的技術問題是:提供一種將電能質量檢測功能和反孤島效應功能相結合的裝置，解決現有技術中兩套裝置獨立布線，造成二次回路接線復雜、占用空間大、投資費用大的問題。
[0011]為解決上述問題，本實用新型采用如下技術方案:
[0012]—種帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置，包括機箱和總線板，所述總線板設置在機箱內，所述總線板上連接有CPU插件、交流采集插件、1插件及操作回路插件，所述CPU插件分別與所述交流采集插件、1插件及操作回路插件控制連接，所述操作回路插件與光伏電路中的反孤島回路相連接，所述交流采集插件采集電能質量參數，所述1插件連接有控制器件，所述控制器件通過CPU插件指令驅動所述操作回路插件，所述操作回路插件控制反孤島回路中的反孤島開關的開/閉。
[0013]優(yōu)選的，所述控制器件包括繼電器，所述繼電器與所述操作回路插件相連接。繼電器在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路的作用。
[0014]優(yōu)選的，所述交流采集插件連接有電壓互感傳感器和電流互感傳感器。
[0015]優(yōu)選的，所述總線板上連接有向監(jiān)控后臺及調度主站發(fā)送電能質量信息和反孤島保護信息、并調度主站的遙控和信息查詢的通信插件，所述通信插件與CHJ插件相連接，并通過以太網口和串口與監(jiān)控后臺及調度主站信號連接。
[0016]優(yōu)選的，所述機箱上設置有顯示面板，所述顯示面板上安裝有LED燈。
[0017]優(yōu)選的，所述機箱上設置有控制按鍵，所述控制按鍵與所述CPU插件相連接?？刂瓢存I供用戶進行參數設置等操作。
[0018]優(yōu)選的，所述1插件連接有位置傳感器，所述位置傳感器采集光伏電路中的配變低側開關位置、反孤島開關位置。
[0019]優(yōu)選的，所述反孤島回路包括干擾電阻，所述反孤島開關處于開啟狀態(tài)時，所述干擾電阻與所述反孤島回路處于接入狀態(tài)，所述反孤島開關處于關閉狀態(tài)時，所述干擾電阻與所述反孤島回路處于斷開狀態(tài)。
[0020]優(yōu)選的，所述干擾電阻為可調式電阻。
[0021]優(yōu)選的，還包括遙控裝置，所述遙控裝置與所述CPU插件信號連接。遙控裝置方便用戶操作本裝置。
[0022]采用上述技術方案后，本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果:
[0023]本實用新型集成了電能質量監(jiān)測、反孤島保護功能，滿足了分布式光伏在正常運行、孤島狀態(tài)下的功能需求，簡化了二次接線，節(jié)省了安裝空間，解決了現有技術中兩套裝置獨立布線，造成二次回路接線復雜、占用空間大、投資費用大的問題。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型實施例帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置的示意圖；
[0025]圖2為本實用新型實施例進行電能質量檢測的邏輯流程圖；
[0026]圖3為本實用新型實施例反孤島電路的示意圖；
[0027]圖4為本實用新型實施例進行發(fā)孤島動作的邏輯流程圖。
【具體實施方式】
[0028]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0029]如圖1所示的帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置，包括機箱和總線板，總線板設置在機箱內，總線板上連接有CHJ插件、交流采集插件、1插件及操作回路插件，CPU插件分別與交流采集插件、1插件及操作回路插件控制連接。操作回路插件與光伏電路中的反孤島回路相連接，交流采集插件采集電能質量參數，交流采集插件連接有電壓互感傳感器和電流互感傳感器。1插件連接有控制器件和位置傳感器，位置傳感器采集光伏電路中的配變低側開關位置、反孤島開關位置;控制器件通過CHJ插件指令驅動操作回路插件，操作回路插件控制反孤島回路中的反孤島開關的開/閉。本實施例中，控制器件包括繼電器，繼電器與操作回路插件相連接。繼電器在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路的作用。
[0030]有利的，總線板上連接有向監(jiān)控后臺及調度主站發(fā)送電能質量信息和反孤島保護信息、并調度主站的遙控和信息查詢的通信插件，通信插件與CPU插件相連接，并通過以太網口和串口與監(jiān)控后臺及調度主站信號連接。
[0031]在本實施例中，機箱上設置有顯示面板和控制按鍵，顯示面板上安裝有LED燈。控制按鍵與CPU插件相連接?？刂瓢存I供用戶進行參數設置等操作。
[0032]1插件連接有反孤島回路包括干擾電阻，反孤島開關處于開啟狀態(tài)時，干擾電阻與反孤島回路處于接入狀態(tài)，反孤島開關處于關閉狀態(tài)時，干擾電阻與反孤島回路處于斷開狀態(tài)。有利的，該干擾電阻為可調式電阻。
[0033]在本實施例中，還包括遙控裝置，遙控裝置與CPU插件信號連接。遙控裝置方便用戶操作本裝置。
[0034]以下結合上述部件之間作用、關系對帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置的功能進行進一步的說明。
[0035]電能質量監(jiān)測功能:CPU插件模件通過總線處理交流采樣插件送來的信號，計算得至IjPCC處的電能質量信息(電壓、電流、頻率、無功功率、無功功率、功率因數、諧波含量、不平衡度等)，當諧波含量超標、頻率異常、不平衡度越限時，裝置顯示面板產生告警信息，并將信息上傳至監(jiān)控后臺、調度主站。如圖2所示，為了保證電能質量參數的準確可靠，只有在分布式光伏處于非孤島運行、最小母線電壓大于等于80%的系統(tǒng)額定電壓時，才啟動電能質量監(jiān)測；當不滿足上述條件時，不再進行電能質量監(jiān)視。
[0036]反孤島保護功能:如圖1和3所示，CPU插件通過總線處理交流采樣插件、1插件上送的信號，當判定分布式光伏處于孤島運行時，驅動1插件中的繼電器，該繼電器接點可接入操作回路插件中的合閘回路，啟動反孤島開關合閘。當反孤島開關合閘成功后，外部干擾電阻投入運行，打破PCC處的功率平衡，加速逆變器防孤島保護動作而停機，從而解除孤島狀態(tài)。如圖4所示，本裝置具備手動、自動、遙控三種控制方式，在上述任意一種控制方式下，若配變低側開關分位、母線最大線電壓超過整定反孤島電壓定值，則經整定延時定值，反孤島保護動作。
[0037]遠動通信功能:如圖1所示，CPU插件通過總線與通信插件進行信息交互，將電能質量信息、反孤島保護信息通過以太網口、串口發(fā)送至監(jiān)控后臺、調度主站，并接受監(jiān)控后臺、調度主站的遙控、信息查詢等操作。CPU插件內置豐富的通訊協議庫，支持IEC60870-5-101規(guī)約、ffiC60870-5-103規(guī)約、IEC60870-5-104通訊規(guī)約、M0DBUS規(guī)約等，可實現與各類監(jiān)控系統(tǒng)、調度主站的通信。
[0038]需要說明的是，以上實施例可進一步組合和替換，且實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施例進行描述，并非對本實用新型的構思和范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計思想的前提下，本領域技術人員對本實用新型的技術方案作出的變化和改進，均屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置，其特征在于，包括機箱和總線板，所述總線板設置在機箱內，所述總線板上連接有CHJ插件、交流采集插件、1插件及操作回路插件，所述CPU插件分別與所述交流采集插件、1插件及操作回路插件控制連接，所述操作回路插件與光伏電路中的反孤島回路相連接，所述交流采集插件采集電能質量參數，所述1插件連接有控制器件，所述控制器件通過CPU插件指令驅動所述操作回路插件，所述操作回路插件控制反孤島回路中的反孤島開關的開/閉。2.根據權利要求1所述的帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置，其特征在于，所述控制器件包括繼電器，所述繼電器與所述操作回路插件相連接。3.根據權利要求1所述的帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置，其特征在于，所述交流采集插件連接有電壓互感傳感器和電流互感傳感器。4.根據權利要求1所述的帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置，其特征在于，所述總線板上連接有向監(jiān)控后臺及調度主站發(fā)送電能質量信息和反孤島保護信息、并調度主站的遙控和信息查詢的通信插件，所述通信插件與CPU插件相連接，并通過以太網口和串口與監(jiān)控后臺及調度主站信號連接。5.根據權利要求1所述的帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置，其特征在于，所述機箱上設置有顯示面板，所述顯示面板上安裝有LED燈。6.根據權利要求5所述的帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置，其特征在于，所述機箱上設置有控制按鍵，所述控制按鍵與所述(PU插件相連接。7.根據權利要求1所述的帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置，其特征在于，所述1插件連接有位置傳感器，所述位置傳感器采集光伏電路中的配變低側開關位置、反孤島開關位置。8.根據權利要求1所述的帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置，其特征在于，所述反孤島回路包括干擾電阻，所述反孤島開關處于開啟狀態(tài)時，所述干擾電阻與所述反孤島回路處于接入狀態(tài)，所述反孤島開關處于關閉狀態(tài)時，所述干擾電阻與所述反孤島回路處于斷開狀態(tài)。9.根據權利要求8所述的帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置，其特征在于，所述干擾電阻為可調式電阻。10.根據權利要求1所述的帶電能質量監(jiān)測的反孤島裝置，其特征在于，還包括遙控裝置，所述遙控裝置與所述CPU插件信號連接。
【文檔編號】H02J3/38GK205544333SQ201620336846
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】饒劍波, 陳栩, 李進, 王學虎, 高福春, 張金奎, 胡理策, 方壽賢
【申請人】南京大全自動化科技有限公司