一种带电能质量监测的反孤岛装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带电能质量监测的反孤岛装置，包括机箱和总线板，所述总线板设置在机箱内，所述总线板上连接有CPU插件、交流采集插件、IO插件及操作回路插件，所述CPU插件分别与所述交流采集插件、IO插件及操作回路插件控制连接，所述操作回路插件与光伏电路中的反孤岛回路相连接，所述交流采集插件采集电能质量参数，所述IO插件连接有控制器件，所述控制器件通过CPU插件指令驱动所述操作回路插件，所述操作回路插件控制反孤岛回路中的反孤岛开关的开/闭。本实用新型解决了现有技术中电能质量检测装置和反孤岛装置独立布线，造成二次回路接线复杂、占用空间大、投资费用大的问题。
【专利说明】
一种带电能质量监测的反孤岛装置
技术领域
[0001]本实用新型涉光伏并网发电技术领域，具体涉及一种带电能质量监测的反孤岛装置。
【背景技术】
[0002]电能质量包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、瞬时或暂态过电压、波形畸变(谐波)、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。
[0003]光伏系统的孤岛现象是指电网失压时，光伏电站仍保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态，该状态对在此线路上的检修作业构成严重威胁。目前随着大量分布式光伏以220V/380V就地并入配电网，给配电网的运行带来了以下影响:1、分布式光伏可能引起配电网电能质量的变化；2、在配电网停电检修时，分布式光伏可能产生孤岛现象。因此，需要对公共连接点PCC电能参数(如电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等)进行监测，并防范孤岛现象。
[0004]现有技术中反孤岛装置主要有被动式和主动式两种，前者通过比较PCC(pointofcommon coupling)处的电压、频率与整定值的大小，当实际电压、频率偏离整定值时，跳开分布式光伏电源开关，进而使分布式光伏脱离孤岛状态;后者通过在PCC处母线上设置一个干扰电阻，在孤岛运行时，投入干扰电阻，通过打破分布式光伏系统的功率平衡来加快光伏逆变器停机，进而使分布式系统脱离孤岛状态。由于被动式存在动作死区(当发电功率、负荷功率平衡时)，而主动式可以避免此问题，因此主动式在低压配网反孤岛中得到了较广泛的应用。
[0005]而现有的电能质量检测和防孤岛效应的基本配置为电能质量监测装置、反孤岛保护装置各一套，上述两套装置功能单一，根据分布式光伏的运行工况独立工作。当分布式光伏正常运行时，电能质量监测装置负责对PCC处电能参数的采集、监测；当分布式光伏孤岛运行时，反孤岛装置执行相应的保护逻辑，虽然基本配置功能完备、分工明确，但存在以下缺点:
[0006]1、两套装置采集相同的电流、电压量，却独立布线，造成二次回路接线复杂，不便于现场调试及日常维护；
[0007]2、两套设备占用较大的安装空间，对于空间有限的配电柜、箱式变压器，安装困难；
[0008]3、设备总的投资费用较大。
[0009]有鉴于此，特提出本实用新型。
【实用新型内容】
[0010]本实用新型需要解决的技术问题是:提供一种将电能质量检测功能和反孤岛效应功能相结合的装置，解决现有技术中两套装置独立布线，造成二次回路接线复杂、占用空间大、投资费用大的问题。
[0011]为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0012]—种带电能质量监测的反孤岛装置，包括机箱和总线板，所述总线板设置在机箱内，所述总线板上连接有CPU插件、交流采集插件、1插件及操作回路插件，所述CPU插件分别与所述交流采集插件、1插件及操作回路插件控制连接，所述操作回路插件与光伏电路中的反孤岛回路相连接，所述交流采集插件采集电能质量参数，所述1插件连接有控制器件，所述控制器件通过CPU插件指令驱动所述操作回路插件，所述操作回路插件控制反孤岛回路中的反孤岛开关的开/闭。
[0013]优选的，所述控制器件包括继电器，所述继电器与所述操作回路插件相连接。继电器在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路的作用。
[0014]优选的，所述交流采集插件连接有电压互感传感器和电流互感传感器。
[0015]优选的，所述总线板上连接有向监控后台及调度主站发送电能质量信息和反孤岛保护信息、并调度主站的遥控和信息查询的通信插件，所述通信插件与CHJ插件相连接，并通过以太网口和串口与监控后台及调度主站信号连接。
[0016]优选的，所述机箱上设置有显示面板，所述显示面板上安装有LED灯。
[0017]优选的，所述机箱上设置有控制按键，所述控制按键与所述CPU插件相连接。控制按键供用户进行参数设置等操作。
[0018]优选的，所述1插件连接有位置传感器，所述位置传感器采集光伏电路中的配变低侧开关位置、反孤岛开关位置。
[0019]优选的，所述反孤岛回路包括干扰电阻，所述反孤岛开关处于开启状态时，所述干扰电阻与所述反孤岛回路处于接入状态，所述反孤岛开关处于关闭状态时，所述干扰电阻与所述反孤岛回路处于断开状态。
[0020]优选的，所述干扰电阻为可调式电阻。
[0021]优选的，还包括遥控装置，所述遥控装置与所述CPU插件信号连接。遥控装置方便用户操作本装置。
[0022]采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:
[0023]本实用新型集成了电能质量监测、反孤岛保护功能，满足了分布式光伏在正常运行、孤岛状态下的功能需求，简化了二次接线，节省了安装空间，解决了现有技术中两套装置独立布线，造成二次回路接线复杂、占用空间大、投资费用大的问题。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型实施例带电能质量监测的反孤岛装置的示意图；
[0025]图2为本实用新型实施例进行电能质量检测的逻辑流程图；
[0026]图3为本实用新型实施例反孤岛电路的示意图；
[0027]图4为本实用新型实施例进行发孤岛动作的逻辑流程图。
【具体实施方式】
[0028]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0029]如图1所示的带电能质量监测的反孤岛装置，包括机箱和总线板，总线板设置在机箱内，总线板上连接有CHJ插件、交流采集插件、1插件及操作回路插件，CPU插件分别与交流采集插件、1插件及操作回路插件控制连接。操作回路插件与光伏电路中的反孤岛回路相连接，交流采集插件采集电能质量参数，交流采集插件连接有电压互感传感器和电流互感传感器。1插件连接有控制器件和位置传感器，位置传感器采集光伏电路中的配变低侧开关位置、反孤岛开关位置;控制器件通过CHJ插件指令驱动操作回路插件，操作回路插件控制反孤岛回路中的反孤岛开关的开/闭。本实施例中，控制器件包括继电器，继电器与操作回路插件相连接。继电器在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路的作用。
[0030]有利的，总线板上连接有向监控后台及调度主站发送电能质量信息和反孤岛保护信息、并调度主站的遥控和信息查询的通信插件，通信插件与CPU插件相连接，并通过以太网口和串口与监控后台及调度主站信号连接。
[0031]在本实施例中，机箱上设置有显示面板和控制按键，显示面板上安装有LED灯。控制按键与CPU插件相连接。控制按键供用户进行参数设置等操作。
[0032]1插件连接有反孤岛回路包括干扰电阻，反孤岛开关处于开启状态时，干扰电阻与反孤岛回路处于接入状态，反孤岛开关处于关闭状态时，干扰电阻与反孤岛回路处于断开状态。有利的，该干扰电阻为可调式电阻。
[0033]在本实施例中，还包括遥控装置，遥控装置与CPU插件信号连接。遥控装置方便用户操作本装置。
[0034]以下结合上述部件之间作用、关系对带电能质量监测的反孤岛装置的功能进行进一步的说明。
[0035]电能质量监测功能:CPU插件模件通过总线处理交流采样插件送来的信号，计算得至IjPCC处的电能质量信息(电压、电流、频率、无功功率、无功功率、功率因数、谐波含量、不平衡度等)，当谐波含量超标、频率异常、不平衡度越限时，装置显示面板产生告警信息，并将信息上传至监控后台、调度主站。如图2所示，为了保证电能质量参数的准确可靠，只有在分布式光伏处于非孤岛运行、最小母线电压大于等于80%的系统额定电压时，才启动电能质量监测；当不满足上述条件时，不再进行电能质量监视。
[0036]反孤岛保护功能:如图1和3所示，CPU插件通过总线处理交流采样插件、1插件上送的信号，当判定分布式光伏处于孤岛运行时，驱动1插件中的继电器，该继电器接点可接入操作回路插件中的合闸回路，启动反孤岛开关合闸。当反孤岛开关合闸成功后，外部干扰电阻投入运行，打破PCC处的功率平衡，加速逆变器防孤岛保护动作而停机，从而解除孤岛状态。如图4所示，本装置具备手动、自动、遥控三种控制方式，在上述任意一种控制方式下，若配变低侧开关分位、母线最大线电压超过整定反孤岛电压定值，则经整定延时定值，反孤岛保护动作。
[0037]远动通信功能:如图1所示，CPU插件通过总线与通信插件进行信息交互，将电能质量信息、反孤岛保护信息通过以太网口、串口发送至监控后台、调度主站，并接受监控后台、调度主站的遥控、信息查询等操作。CPU插件内置丰富的通讯协议库，支持IEC60870-5-101规约、ffiC60870-5-103规约、IEC60870-5-104通讯规约、M0DBUS规约等，可实现与各类监控系统、调度主站的通信。
[0038]需要说明的是，以上实施例可进一步组合和替换，且实施例仅仅是对本实用新型的优选实施例进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域技术人员对本实用新型的技术方案作出的变化和改进，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种带电能质量监测的反孤岛装置，其特征在于，包括机箱和总线板，所述总线板设置在机箱内，所述总线板上连接有CHJ插件、交流采集插件、1插件及操作回路插件，所述CPU插件分别与所述交流采集插件、1插件及操作回路插件控制连接，所述操作回路插件与光伏电路中的反孤岛回路相连接，所述交流采集插件采集电能质量参数，所述1插件连接有控制器件，所述控制器件通过CPU插件指令驱动所述操作回路插件，所述操作回路插件控制反孤岛回路中的反孤岛开关的开/闭。2.根据权利要求1所述的带电能质量监测的反孤岛装置，其特征在于，所述控制器件包括继电器，所述继电器与所述操作回路插件相连接。3.根据权利要求1所述的带电能质量监测的反孤岛装置，其特征在于，所述交流采集插件连接有电压互感传感器和电流互感传感器。4.根据权利要求1所述的带电能质量监测的反孤岛装置，其特征在于，所述总线板上连接有向监控后台及调度主站发送电能质量信息和反孤岛保护信息、并调度主站的遥控和信息查询的通信插件，所述通信插件与CPU插件相连接，并通过以太网口和串口与监控后台及调度主站信号连接。5.根据权利要求1所述的带电能质量监测的反孤岛装置，其特征在于，所述机箱上设置有显示面板，所述显示面板上安装有LED灯。6.根据权利要求5所述的带电能质量监测的反孤岛装置，其特征在于，所述机箱上设置有控制按键，所述控制按键与所述(PU插件相连接。7.根据权利要求1所述的带电能质量监测的反孤岛装置，其特征在于，所述1插件连接有位置传感器，所述位置传感器采集光伏电路中的配变低侧开关位置、反孤岛开关位置。8.根据权利要求1所述的带电能质量监测的反孤岛装置，其特征在于，所述反孤岛回路包括干扰电阻，所述反孤岛开关处于开启状态时，所述干扰电阻与所述反孤岛回路处于接入状态，所述反孤岛开关处于关闭状态时，所述干扰电阻与所述反孤岛回路处于断开状态。9.根据权利要求8所述的带电能质量监测的反孤岛装置，其特征在于，所述干扰电阻为可调式电阻。10.根据权利要求1所述的带电能质量监测的反孤岛装置，其特征在于，还包括遥控装置，所述遥控装置与所述CPU插件信号连接。
【文档编号】H02J3/38GK205544333SQ201620336846
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】饶剑波, 陈栩, 李进, 王学虎, 高福春, 张金奎, 胡理策, 方寿贤
【申请人】南京大全自动化科技有限公司