一種分布式光伏配網監控系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種分布式光伏配網監控系統，與現有技術相比解決了無法針對光伏配網系統進行有效監管的缺陷。本實用新型包括后臺控制端、主配電線路和若干個配電線路，若干個配電線路并接在主配電線路上，光伏模塊接在配電線路上并通過配電線路接入主配電線路，主配電線路上安裝有低壓JP柜，低壓JP柜內安裝有電流互感器，電流互感器安裝在主配電線路上，還包括孤島監測裝置和若干個光伏監控裝置，所述的孤島監測裝置安裝在主配電線路上，所述的光伏監控裝置安裝在配電線路上。本實用新型建立了光伏區域監控系統，將分散在配網線路上的各個光伏發電裝置集中管理，完成配網線路分布式光伏的統一調控。
【專利說明】
一種分布式光伏配網監控系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及光伏配網技術領域，具體來說是一種分布式光伏配網監控系統。
【背景技術】
[0002]光伏技術已廣泛應用于日常生活中，在山區農村中，農戶家已普遍實現光伏板的安裝和使用。大量的農戶配電線路與主配電線路的并接線路上，主配電線路易出現孤島效應，農戶的配電線路也容易因為光伏板缺電而產生的配電線路無壓狀態。而用戶光伏系統原有開關的動作量與電氣量在電力系統中無法有效實時監控，這就給電網運行及線路檢修工作帶來巨大安全隱患。如何開發出一種針對于光伏配網系統的監控裝置已經成為急需解決的技術問題。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是為了解決現有技術中無法針對光伏配網系統進行有效監管的缺陷，提供一種分布式光伏配網監控系統來解決上述問題。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0005]—種分布式光伏配網監控系統，包括后臺控制端、主配電線路和若干個配電線路，若干個配電線路并接在主配電線路上，光伏模塊接在配電線路上并通過配電線路接入主配電線路，主配電線路上安裝有低壓JP柜，低壓JP柜內安裝有電流互感器，電流互感器安裝在主配電線路上，
[0006]還包括孤島監測裝置和若干個光伏監控裝置，所述的孤島監測裝置安裝在主配電線路上，所述的光伏監控裝置安裝在配電線路上；
[0007]所述的孤島監測裝置包括中央處理器A和電壓傳感器A，電壓傳感器A安裝在主配電線路上，所述電流互感器的數據輸出端與電流傳感器A的數據輸入端相連，電流傳感器A的數據輸出端與中央處理器A的第一數據輸入端相連，電壓傳感器A的數據輸出端與中央處理器A的第二數據輸入端相連，中央處理器A的通信信號輸出端上連有通訊模塊A;
[0008]所述的光伏監控裝置包括中央處理器B、電流傳感器B和電壓傳感器B，電流傳感器B和電壓傳感器B均安裝在配電線路上，配電線路上串接主開關，電流傳感器B的數據輸出端與中央處理器B的第一數據輸入端相連，電壓傳感器B的數據輸出端與中央處理器B的第二數據輸入端相連，主開關的控制信號輸入端與中央處理器B的控制信號輸出端相連，中央處理器B的通信信號輸出端上連有通訊模塊B;通訊模塊A和通訊模塊B均與后臺控制端進行無線通信連接。
[0009]還包括手動開關控制器，手動開關控制器與中央處理器A的控制信號輸入端相連。
[0010]還包括帶電顯示器，所述的帶電顯示器與中央處理器A的顯示信號輸出端相連。
[0011]有益效果
[0012]本實用新型的一種分布式光伏配網監控系統，與現有技術相比建立了光伏區域監控系統，將分散在配網線路上的各個光伏發電裝置集中管理，完成配網線路分布式光伏(3KW—60KW)的統一調控。本實用新型不僅能實現孤島效應的有效監測，還能針對光伏模塊的電壓狀態進行有效監管，根據光伏模塊的電壓狀態實現各個農戶家配網線路的通斷管理，從而實現對配網線路中各光伏并網點的遠程區域性分合、單點分合及自動分合功能，并具有光伏并網點開關分合狀態多重校驗、同步更新、實時告警功能，大大提高了分布式光伏在配網線路中的安全性與可靠性。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的電路安裝結構圖；
[0014]圖2為本實用新型中孤島監測裝置的電路連接原理框圖；
[0015]圖3為本實用新型中光伏監控裝置的電路連接原理框圖；
[0016]其中，1-孤島監測裝置、2-光伏監控裝置、3-后臺控制端、4-主配電線路、5-配電線路、6-光伏模塊、7-低壓JP柜、8-電流互感器、11-中央處理器A、12-電壓傳感器A、13-電流傳感器A、14-通訊模塊A、15-手動開關控制器、16-帶電顯示器、21-中央處理器B、22-電流傳感器B、23-電壓傳感器B、24-主開關、25-通訊模塊B、26-電表模塊、31-負載A、32-負載B。
【具體實施方式】
[0017]為使對本實用新型的結構特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下:
[0018]如圖1所示，本實用新型所述的一種分布式光伏配網監控系統，包括后臺控制端3、主配電線路4和若干個配電線路5，后臺控制端3為整體電力系統的控制室，為方便使用也可以為檢修人員的移動終端。若干個配電線路5并接在主配電線路4上，配電線路5上可以安裝負載A31和負載B32，光伏模塊6接在配電線路5上并通過配電線路5接入主配電線路4，光伏模塊6為農戶家安裝的光伏板，其平時采集太陽能轉化為電能后，供用戶家庭使用并能夠將多余的電量傳輸到主配電線路4上，以供電力公司統一收集使用。主配電線路4上按現有的規范要求安裝有低壓JP柜7，低壓JP柜7內安裝有電流互感器8。電流互感器8按現有技術的方式安裝在主配電線路4上，即配電線路4穿過電流互感器8的環狀磁芯。
[0019]由于在光伏配網中，易在主配電線路4上出現孤島效應，在此通過孤島監測裝置I監測孤島效應的產生，孤島監測裝置I安裝在主配電線路4上。同時，針對于配電線路5(農戶家的光伏系統)而言，當光伏模塊6在長期陰雨環境中不產生電量時，則不希望其對主配電線路4還產生負載影響，因此在這種情況下，配電線路5最好退出主配電線路4，在此通過光伏監控裝置2對配電線路5進行監管，光伏監控裝置2安裝在配電線路5上。
[0020]如圖2所示，孤島監測裝置I包括中央處理器All和電壓傳感器A12，電壓傳感器A12安裝在主配電線路4上，電壓傳感器A12獲取主配電線路4上的電壓值。由于主配電線路4上的電流量較大，因此在此通過電流互感器8獲取電流值，電流互感器8的數據輸出端與電流傳感器A13的數據輸入端相連。電流傳感器A13的數據輸出端與中央處理器AU的第一數據輸入端相連，電壓傳感器A12的數據輸出端與中央處理器AU的第二數據輸入端相連，電流傳感器A13和電壓傳感器A12均將電量數據發送給中央處理器All。中央處理器All的通信信號輸出端上連有通訊模塊A14，通訊模塊A14與后臺控制端3進行無線通信連接，中央處理器All通過通訊模塊A14對后臺控制端3傳送信息。
[0021]如圖3所示，光伏監控裝置2包括中央處理器B21、電流傳感器B22和電壓傳感器B23。由于配電線路5(用戶端)上的電量值較小，因此可以直接使用電流傳感器B22和電壓傳感器B23獲取電量值，電流傳感器B22和電壓傳感器B23均安裝在配電線路5上。配電線路5上串接主開關24，通過主開關24的斷閉能控制配電線路5的通路和斷路。配電線路5上還可以安裝電表模塊26，以獲取用戶端的電量值。同理，電流傳感器B22的數據輸出端與中央處理器B21的第一數據輸入端相連，電壓傳感器B23的數據輸出端與中央處理器B21的第二數據輸入端相連，電流傳感器B22和電壓傳感器B23將電量數據發送給中央處理器B21。主開關24的控制信號輸入端與中央處理器B21的控制信號輸出端相連，中央處理器B21對主開關24進行閉合、斷開控制。中央處理器B21的通信信號輸出端上連有通訊模塊B25，中央處理器B21通過通訊模塊B25與后臺控制端3進行無線通信連接。
[0022]為了能夠對孤島監測裝置I進行人工控制處理，可以在孤島監測裝置I上加裝手動開關控制器15，手動開關控制器15與中央處理器AU的控制信號輸入端相連。為了方便孤島監測裝置I的對外顯示，還可以在孤島監測裝置I上加裝帶電顯示器16，帶電顯示器16與中央處理器All的顯示信號輸出端相連。同理，光伏監控裝置2上也可以進行手動開關控制器和帶電顯示器的加裝設計。
[0023]在此還提供一種用于分布式光伏配網監控系統的控制方法，其主要用于孤島效應監測和光伏板監測，包括以下步驟:
[0024]第一步，孤島效應監測，孤島監測裝置I實時監測主配電線路4上是否發生孤島效應。其具體步驟如下:
[0025](I)電流傳感器A13檢測電流互感器8上的電流值，電壓傳感器A12檢測主配電線路4上的電壓值。
[0026](2)電流傳感器A13和電壓傳感器A12均將采集到的電流值和電壓值傳送給中央處理器Al I。
[0027](3)中央處理器All進行電流值和電壓值的判斷，當電流傳感器A13采集到的電流值為零并且電壓傳感器A12采集到的電壓值大于44V時，根據電力系統行業規定，只有當電流值為O并且電壓值大于44V時，才能認為此時發生孤島效應，中央處理器All通過通訊模塊A14向后臺控制端3發送孤島效應報警消息。
[0028]第二步，光伏并網點的無壓檢測，光伏監控裝置2實時監測配電線路5是否存在無壓現象，其具體步驟如下:
[0029](I)電壓傳感器B23實時檢測配電線路5上的電壓值，并將獲取得到電壓值發送給中央處理器B21。
[0030](2)中央處理器B21將獲取到的電壓值與其內的無壓電壓閾值進行對比，在此無壓電壓閾值為44V，低于44V可能是靜電電壓。若電壓值大于無壓電壓閾值，則說明當前配電線路5上的光伏模塊6為有壓狀態，當前光伏模塊6工作正常。若電壓值小于無壓電壓閾值，則說明當前配電線路5上的光伏模塊6為無壓狀態，此時需要將配電線路5退出主配電線路4。中央處理器B21延遲10秒，對主開關24發出斷路信號。
[0031](3)斷路狀態監測，中央處理器B21發出斷路信號后，尚不能確定配電線路5是否已退出主配電線路4，在此則需要對斷路狀態進行監測。中央處理器B21對主開關24發出斷路信號30秒后，電流傳感器B22檢測配電線路5上的電流值，并將獲取得到電流值發送給中央處理器B21。中央處理器B21對獲取到的電流值進行判斷;若電流值為零，則說明當前主開關24斷路成功;若電流值不為零，則說明當前主開關24斷路失敗，中央處理器B21通過通訊模塊B25對后臺控制端3發出合閘異常告警信號。
[0032]在確定完成配電線路5退出主配電線路4操作后，當光伏模塊6恢復電量儲備和收集時，則配電線路5還要進行有壓狀態投入。光伏監控裝置2實時監測配電線路5上的光伏模塊6是否恢復有壓狀態，其具體包括以下步驟:
[0033](I)電壓傳感器B23實時檢測配電線路5上的電壓值，并將獲取得到電壓值發送給中央處理器B21。
[0034](2)中央處理器B21將獲取到的電壓值與其內的有壓電壓閾值進行對比，在此有壓電壓閾值為190V。若電壓值小于有壓電壓閾值，則說明當前配電線路5上的光伏模塊6仍為無壓狀態，繼續保持配電線路5退出主配電線路4狀態。若電壓值大于有壓電壓閾值并持續10秒以上，則說明當前配電線路5上的光伏模塊6已恢復為有壓狀態，光伏模塊6已恢復正常使用，中央處理器B21對主開關24發出通路控制信息。
[0035]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的范圍內。本實用新型要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【主權項】
1.一種分布式光伏配網監控系統，包括后臺控制端(3)、主配電線路(4)和若干個配電線路(5)，若干個配電線路(5)并接在主配電線路(4)上，光伏模塊(6)接在配電線路(5)上并通過配電線路(5)接入主配電線路(4)，主配電線路(4)上安裝有低壓JP柜(7)，低壓JP柜(7)內安裝有電流互感器(8)，電流互感器(8)安裝在主配電線路(4)上，其特征在于: 還包括孤島監測裝置(I)和若干個光伏監控裝置(2)，所述的孤島監測裝置(I)安裝在主配電線路(4)上，所述的光伏監控裝置(2)安裝在配電線路(5)上； 所述的孤島監測裝置(I)包括中央處理器A(Il)和電壓傳感器A(12)，電壓傳感器A(12)安裝在主配電線路(4)上，所述電流互感器(8)的數據輸出端與電流傳感器A(13)的數據輸入端相連，電流傳感器A(13)的數據輸出端與中央處理器A(Il)的第一數據輸入端相連，電壓傳感器A(12)的數據輸出端與中央處理器A(Il)的第二數據輸入端相連，中央處理器A(11)的通信信號輸出端上連有通訊模塊A( 14); 所述的光伏監控裝置(2)包括中央處理器B(21)、電流傳感器B(22)和電壓傳感器B(23)，電流傳感器B(22)和電壓傳感器B(23)均安裝在配電線路(5)上，配電線路(5)上串接主開關(24)，電流傳感器B(22)的數據輸出端與中央處理器B(21)的第一數據輸入端相連，電壓傳感器B(23)的數據輸出端與中央處理器B(21)的第二數據輸入端相連，主開關(24)的控制信號輸入端與中央處理器B(21)的控制信號輸出端相連，中央處理器B(21)的通信信號輸出端上連有通訊模塊B(25);通訊模塊A(14)和通訊模塊B(25)均與后臺控制端(3)進行無線通信連接。2.根據權利要求1所述的一種分布式光伏配網監控系統，其特征在于:還包括手動開關控制器(15)，手動開關控制器(15)與中央處理器A(Il)的控制信號輸入端相連。3.根據權利要求2所述的一種分布式光伏配網監控系統，其特征在于:還包括帶電顯示器(16)，所述的帶電顯示器(16)與中央處理器A(Il)的顯示信號輸出端相連。
【文檔編號】H02J13/00GK205595896SQ201620364615
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月27日
【發明人】劉志祥, 李運兵, 張 誠, 曾光, 余江山, 肖本勝, 余述良, 楊愛嶺, 劉春陽, 汪洋
【申請人】國網安徽省電力公司金寨縣供電公司, 國網安徽省電力公司六安供電公司, 國家電網公司