一种无功补偿数据传输设备的制作方法
【专利摘要】本申请提供了一种无功补偿数据传输设备，对于高压电网侧集中控制器输出的电信号，由第一光电转换装置将其转换成光信号，再利用光纤将该光信号快速传输到负荷侧的第二光电转换装置，从而将该光信号转换成光伏逆变器可识别的电信号，以控制对应光伏逆变器的工作状态，由此可见，本实用新型能够很好地解决采用光伏逆变器进行动态无功补偿时的数据高速远距离传输问题，实现了快速动态补偿。
【专利说明】一种无功补偿数据传输设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏系统领域，具体涉及一种无功补偿数据传输设备。
【背景技术】
[0002]目前，常规的光伏并网功率调节系统，其将光伏阵列的直流电能转换为与电网同频同相的交流电能并馈送给电网过程中，在无明确要求时，通常不会主动发出无功功率，虽然其具有较高的并网功率因数，但是对于无功补偿容量不足的用户，容易造成用户的平均功率因数很低，甚至不能满足并网要求，要增加用户的功率因数调整电费。因此，在现有的集中型光伏电站或分布式光伏电站中，通常都会采用低速双绞线通信方式实现数据传输即向光伏逆变器发送无功指令，然而，当需要远距离传输数据时，双绞线的数据传输速度低且可靠性差，无法满足快速动态补偿要求。
实用新型内容
[0003]有鉴于此，本实用新型提供了一种无功补偿数据传输设备，解决了现有技术中利用电缆进行远距离数据传输时，数据传输速度低且可靠性差的技术问题。
[0004]为了实现上述目的，现提出的方案如下:
[0005]一种无功补偿数据传输设备，包括:集中控制器、第一光电转换装置、光纤、第二光电转换装置和至少一台光伏逆变器，其中，
[0006]所述集中控制器分别与所述第一光电转换装置和高压电网计量专用互感器二次侧相连；
[0007]所述第一光电转换装置通过所述光纤与所述第二光电转换装置相连；
[0008]所述至少一台光伏逆变器分别与所述第二光电转换装置相连。
[0009]优选的，所述第一光电转换装置具体为第一光电转换器，所述第二光电转换装置具体为第一 CAN光电转换器。
[0010]优选的，所述第二光电转换装置包括:与所述至少一台光伏逆变器数量相同的第二光电转换器，且所述第二光电转换器与所述光伏逆变器一一对应相连；
[0011]所述第一光电转换装置包括:与所述至少一台光伏逆变器数量相同的第二 CAN光电转换器，且所述第二 CAN光电转换器通过所述光纤与所述第二光电转换器一一对应相连。
[0012]优选的，所述第一光电转换装置和所述第二光电转换装置具体均为第一 CAN光纤中继器。
[0013]优选的，所述集中控制器包括:与所述第一光电转换器相连的第一单端/差分互换电路；
[0014]所述第一光电转换器包括:与所述第一单端/差分互换电路相连的第二单端/差分互换电路。
[0015]优选的，所述第一 CAN光电转换器通过CAN总线与所有光伏逆变器相连。
[0016]优选的，所述集中控制器通过CAN总线与所有的第二 CAN光电转换器相连。
[0017]优选的，每台光伏逆变器均包括与所述光伏逆变器一一对应的所述第二光电转换器相连的第三单端/差分互换电路；
[0018]每个所述第二光电转换器中均包括:与所述第三单端/差分互换电路相连的第四单端/差分互换电路。
[0019]优选的，所述光伏逆变器和所述集中控制器均通过CAN总线与对应的所述第一CAN光纤中继器相连。
[0020]优选的，当两相邻光伏逆变器的距离超过预设范围时，所述相邻光伏逆变器之间的CAN总线上设置有两个通过所述光纤相连的第二 CAN光纤中继器。
[0021]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型提供了一种无功补偿数据传输设备，对于高压电网侧集中控制器输出的电信号，由第一光电转换装置将其转换成光信号，再利用光纤将该光信号快速传输到高压电网负荷侧的第二光电转换装置，从而将该光信号转换成光伏逆变器可识别的电信号，以控制对应光伏逆变器的工作状态，由此可见，本实用新型能够很好地解决采用光伏逆变器进行动态无功补偿时的数据高速远距离传输问题，实现了快速动态补偿。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]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。
[0023]图1为本实用新型一种无功补偿数据传输设备的结构示意图；
[0024]图2为本实用新型另一种无功补偿数据传输设备的结构示意图；
[0025]图3为本实用新型又一种无功补偿数据传输设备的结构示意图；
[0026]图4为本实用新型又一种无功补偿数据传输设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]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。
[0028]本实用新型提供了一种无功补偿数据传输设备，对于高压电网侧集中控制器输出的电信号，由第一光电转换装置将其转换成光信号，再利用光纤将该光信号快速传输到高压电网负荷侧的第二光电转换装置，从而将该光信号转换成光伏逆变器可识别的电信号，
以控制对应光伏逆变器的工作状态，由此可见，本实用新型本实用新型能够很好地解决采用光伏逆变器进行动态无功补偿时的数据高速远距离传输的技术问题，实现了快速动态补m
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[0029]实施例一:
[0030]如图1所示，为本实用新型一种无功补充数据传输设备的结构示意图，该数据传输设备可以包括:集中控制器100、第一光电转换装置200、光纤300、第二光电转换装置400和至少一台光伏逆变器500，其中，
[0031]集中控制器100分别与第一光电转换装置200和高压电网计量专用互感器二次侧相连。
[0032]第一光电转换装置200通过光纤300与第二光电转换装置400相连。
[0033]至少一台光伏逆变器500分别与第二光电转换装置400和高压电网的负荷相连。
[0034]在本实施例的实际应用中，通常利用电压互感器PT和电流互感器CT与高压电网相连，采集该高压电网的电压信号和电流信号，并发送给集中控制器，之后，该集中控制器将会对接收到的电压和电流信号进行二次隔离采样、调理等处理，并对处理所得信号进行运算，得到包含有电网电压和无功补偿相关数据的电信号，以便控制光伏逆变器的工作状态和发无功量的大小，实现动态无功补偿。
[0035]对于集中控制器输出的电信号的传输，本实用新型利用第一光电转换装置200将集中控制器输出的电信号转换成光信号，并通过光纤300输送给第二光电转换装置400，以使该第二光电转换装置400将所得光信号转换成电信号，并发送给相应的光伏逆变器500，从而实现数据的快速且可靠传输，进而实现了高压电网无功的快速动态补偿。
[0036]实施例二:
[0037]如图2所示，在上述实施例一的基础上，第一光电转换装置200具体可以为第一光电转换器201，用于将集中控制器输出的CAN电信号转换成光信号，以便光纤对该光信号进行传输，以提高传输速度和可靠性。
[0038]第二光电转换装置400具体可以为第一 CAN光电转换器401，其中，该第一 CAN光电转换器401具有光电信号互换和总收发控制双重功能，当其接收到光纤传输的光信号后，会将其转换成电信号并输出。
[0039]在本实施例中，该第一 CAN光电转换器401通过CAN总线与每一光伏逆变器500相连，使其输出的电信号输送至相应的光伏逆变器。
[0040]在上述实施例二的基础上，即集中控制器100包括:处理器、隔离采样电路和信号调理电路(图2中未给出)，隔离采样电路对电流互感器CT和电压互感器PT检测到的电压和电流信号进行二次隔离采样后，将所得信号发送给信号调理电路进行处理，所得信号将会由处理器进行运算，从而得到包含有电网电压和无功补偿相关数据的单端信号并输出。本实用新型还可以进一步优化，即为增强集中控制器100与第一光电转换器201之间信号传输抗干扰性及板间传输距离，改用差分信号进行对接，可以在集中控制器100中增加一个第一单端/差分互换电路101，并在第一光电转换器201中增加第二单端/差分互换电路2011。处理器得到上述单端信号后，将由第一单端/差分互换电路101将其转换成差分信号发送给第二单端/差分互换电路2011，进行差分/单端转换，得到对应的单端信号再进行电光转换，通过光纤将所得光信号传输至第一 CAN光电转换器，经光电转换后，将所得电信号通过CAN总线的CANH、CANL输送给相应的光伏逆变器。
[0041]由上述分析可知，本实用新型实施例实现了集中控制器和光伏逆变器高速远距离通信，抗干扰能力强，保证了数据传输的可靠性，非常适用于光伏逆变器之间的距离较近的场合。
[0042]实施例三:
[0043]如图3所示，在上述实施例一的基础上，第二光电转换装置400可以包括:与至少一台光伏逆变器500数量相同的第二光电转换器402，且第二光电转换器402与光伏逆变器500——对应相连。
[0044]第一光电转换装置200包括:与至少一台光伏逆变器500数量相同的第二 CAN光电转换器202,且第二 CAN光电转换器202通过光纤300与第二光电转换器402 对应相连。其中，需要说明的是，该光纤300的根数与光伏逆变器500的数量相同。
[0045]另外，集中控制器100通过CAN总线与所有的第二 CAN光电转换器202相连。
[0046]优选的，如图3所示，为增强每台光伏逆变器500与第二光电转换器402之间信号传输抗干扰性及板间传输距离，可用差分信号进行对接，即可以在每台光伏逆变器中增设第三单端/差分互换电路501，并在与该光伏逆变器一一对应的第二光电转换器中增加第四单端/差分互换电路4021，，需要说明的是，第三单端/差分互换电路501和第四单端/差分互换电路4021两者与施例二中相应功能部分的结构及其功能相同，即实现单端信号和差分信号的相互转换。
[0047]综上，本实施例将CAN总线设置在集中控制器侧，并通过光纤实现数据的传输，进一步提高了数据传输的可靠性，适用于对通信可靠性要求较高的场合。
[0048]实施例四:
[0049]如图4所示，在上述实施例一的基础上，第一光电转换装置200和第二光电转换装置400均可以采用第一 CAN光纤中继器203和403，并通过CAN总线与相应的集中控制器100或光伏逆变器500相连，其中，第一 CAN光纤中继器203与第一 CAN光纤中继器403之间通过光纤300相连。
[0050]在本实用新型实施例中，集中控制器100和光伏逆变器500中均设置由CAN总线接口。
[0051]实际应用中，集中控制器100经CAN总线输送至第一 CAN光纤中继器203的电信号，经电光转换后，所得光信号经光纤远距离传输至第一 CAN光纤中继器403 (其位于光伏逆变器侧)，经光电转换后，所得电信号即CAN总线信号经CAN总线输送至相应的光伏逆变器500。显然，相对于现有技术中利用电缆传输数据相比，本实用新型采用光纤进行数据传输，保证了数据传输可靠想，且提高了数据传输速度。
[0052]优选的，当相邻的光伏逆变器之间距离超过预设范围(可根据经验确定)时，为了更进一步提高数据传输速度，本实用新型实施例可以在上述实施例二到实施例四的任意一个实施例的基础上，在该相邻光伏逆变器之间增设两个通过光纤相连的第二 CAN光纤中继器，其数据传输过程与实施例四的上述描述过程类似，在此将不再赘述。
[0053]其中，对于上述各实施例需要说明的是，高压电网是经过降压变压器降压处理后连接负荷。当该负荷存在低压负荷和高压负荷之分时，本实用新型所提供的上述各实施例所述的无功补偿数据传输设备既可实现对低压负荷的数据传输，又可实现对高压负荷的数据传输，对于前者，需再经过一个降压变压器才能为低压负荷供电，而后者中，光伏逆变器需经过升压变压器与高压负荷相连。
[0054]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0055]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种无功补偿数据传输设备，其特征在于，包括:集中控制器、第一光电转换装置、光纤、第二光电转换装置和至少一台光伏逆变器，其中， 所述集中控制器分别与所述第一光电转换装置和高压电网计量专用互感器二次侧相连； 所述第一光电转换装置通过所述光纤与所述第二光电转换装置相连； 所述至少一台光伏逆变器分别与所述第二光电转换装置相连。
2.根据权利要求1所述设备，其特征在于，所述第一光电转换装置具体为第一光电转换器，所述第二光电转换装置具体为第一 CAN光电转换器。
3.根据权利要求1所述设备，其特征在于，所述第二光电转换装置包括:与所述至少一台光伏逆变器数量相同的第二光电转换器，且所述第二光电转换器与所述光伏逆变器一一对应相连； 所述第一光电转换装置包括:与所述至少一台光伏逆变器数量相同的第二 CAN光电转换器，且所述第二 CAN光电转换器通过所述光纤与所述第二光电转换器一一对应相连。
4.根据权利要求1所述设备，其特征在于，所述第一光电转换装置和所述第二光电转换装置均为第一 CAN光纤中继器。
5.根据权利要求2所述设备，其特征在于，所述集中控制器包括:与所述第一光电转换器相连的第一单端/差分互换电路； 所述第一光电转换器包括:与所述第一单端/差分互换电路相连的第二单端/差分互换电路。
6.根据权利要求5所述设备，其特征在于，所述第一CAN光电转换器通过CAN总线与所有光伏逆变器相连。
7.根据权利要求3所述设备，其特征在于，所述集中控制器通过CAN总线与所有的第二CAN光电转换器相连。
8.根据权利要求7所述设备，其特征在于，每台光伏逆变器均包括与所述光伏逆变器 对应的所述第二光电转换器相连的第三单端/差分互换电路； 每个所述第二光电转换器中均包括:与所述第三单端/差分互换电路相连的第四单端/差分互换电路。
9.根据权利要求4所述设备，其特征在于，所述光伏逆变器和所述集中控制器均通过CAN总线与对应的所述第一 CAN光纤中继器相连。
10.根据权利要求1-9任一项所述设备，其特征在于，当两相邻光伏逆变器的距离超过预设范围时，所述相邻光伏逆变器之间的CAN总线上设置有两个通过所述光纤相连的第二CAN光纤中继器。
【文档编号】H02J3/18GK203983997SQ201420360869
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】王志成, 李俊, 陶磊, 冯纪归, 范纯浆, 程林 申请人:阳光电源股份有限公司