一种分布式光伏发电接入系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种分布式光伏发电接入系统，其特征在于，所述系统包括低压总保护开关、低压反孤岛装置、用户总开关和并网低压断路器；配电变压器、所述低压总保护开关、所述低压反孤岛装置、所述用户总开关和并网低压断路器依次连接。本实用新型从确保配电网和分布式光伏并网运行以及运维检修人员安全的角度提供了三道防线，具备防孤岛保护、低电压闭锁、检有压自动并网功能，具有检有压合闸和失压跳闸功能，确保检修作业人身安全。
【专利说明】一种分布式光伏发电接入系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于光伏发电并网技术，具体将涉及一种分布式光伏发电接入系统。【背景技术】
[0002]我国是世界上太阳能最丰富的国家之一，辐射总量在3.3103-8.4106kJ/m2之间。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。光伏发电资源开发，对优化我国能源结构、应对保护生态环境、促进经济社会可持续发展，具有十分重要的作用。我国西部地区地域广阔，便于集中式光伏的开发利用；在中东部广大地区，受到环境条件限制，分布式光伏发电将成为未来发展的重点，分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电/就近并网/就近转换/就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。
[0003]我国分布式光伏发电还处在发展初期，相关政策和标准还不配套、不完善，建设和管理复杂，因此深入研究分布式光伏发电具有重要意义。分布式光伏发电接入配电网后，改变了目前电网的电源接入分布结构，配电网由纯负荷辐射性结构变为多端口多向潮流结构，大量发电设备的接入、并网，势必给正常的电网运行、维护检修带来安全风险。
[0004]目前380伏配电设备检修大部分采用停电作业方式，现有的设备装置和作业方法，缺乏有效手段阻止用户发电设备向停电设备反向送电情况，导致部分已停电设备带电，进而危及作业人员人身安全。同时，用户内部安装光伏发电设备后，因大多用户缺乏发电设备运行管理经验，可能因错误投入发电设备而发生人身触电事件。
实用新型内容
[0005]针对现有技术的不足，本实用新型提供一种分布式光伏发电接入系统，可确保电网侧发生永久故障时，分布式光伏发电可正确断开与电网侧的连接，转入离网运行状态，解决了分布式光伏不能正确离网可能危及配网运维检修人员人身安全的问题；同时，可确保电网侧发生暂时性故障时，分布式光伏发电保持并网状态等待系统恢复正常，解决了网侧出现电压扰动时分布式光伏频繁脱网而影响分布式光伏发电的问题。本实用新型系统包括低压总保护开关、低压反孤岛装置、用户总开关和并网低压断路器。其中，低压总保护开关位于配电变压器下端；低压反孤岛装置位于低压总保护开关下端，其下端连接用户总开关；用户总开关下端连接并网低压断路器，并网低压断路器具有检无压跳闸、检有压合闸及无压/失压长延时跳闸功能。本系统中的并网低压断路器具有检无压跳闸、检有压合闸及无压/失压长延时跳闸功能，确保系统发生永久故障时，分布式光伏发电正确断开与系统连接，转入离网运行状态；确保系统发生暂时性故障时，分布式光伏发电保持并网状态等待系统恢复正常。
[0006]本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的:
[0007]—种分布式光伏发电接入系统，其改进之处在于，所述系统包括低压总保护开关、低压反孤岛装置、用户总开关和并网低压断路器；
[0008]配电变压器、所述低压总保护开关、所述低压反孤岛装置、所述用户总开关和并网低压断路器依次连接。
[0009]优选的，所述并网低压断路器包括断路器本体、欠压脱扣器和欠压延时模块。
[0010]优选的，所述欠压脱扣器位于断路器本体内部；所述欠压延时模块处于断路器外部，其输入端连接被检测的电源，输出端连接欠压脱扣线圈。
[0011]进一步地，所述的欠压延时模块包括整流电路、稳压电路、电容储能器、二次降压电路、电压采集判别电路、Re延时电路、延时可调开关和驱动输出电路。
[0012]进一步地，所述RC延时电路为延时可调电路，所述欠压延时模块面板上设有延时
调整装置。
[0013]进一步地，所述延时调整装置为可进行任意不同延时时间的整定的无级调整。
[0014]进一步地，所述RC延时电路可进行超长时间的延时整定，延时时间可达IOs的RC延时电路。
[0015]与现有技术比，本实用新型的有益效果为:
[0016]本实用新型提供的一种分布式光伏发电接入系统，从确保配电网和分布式光伏并网运行以及运维检修人员安全的角度提供了三道防线。第一道防线为逆变器，逆变器应符合国家、行业相关技术标准，具备防孤岛保护、低电压闭锁、检有压自动并网功能。第二道安全防线为并网专业低压断路器，具有检有压合闸和失压跳闸功能。检有压合闸推荐定值85%UN，且合闸必须手动操作，确保发电设备在公共电网正常运行情况下才允许并网操作，有效防止配电设备停电检修时，用户误操作向系统反送电。失压跳闸推荐定值30%UN，确保公共电网检修或发生永久性故障时，分布式光伏正确断开与电网的连接。第三道防线为配电变压器低压侧的低压反孤岛装置，可改变分布式光伏发电孤岛系统的功率平衡，破坏分布式光伏发电孤岛运行的条件，实现反孤岛功能，确保检修作业人身安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型提供的分布式光伏发电接入系统示意图；
[0018]图2为本实用新型提供的并网低压断路器示意图；
[0019]图3为本实用新型提供的欠压延时模块系统的电路连接框图；
[0020]图4为本实用新型提供的欠压延时模块的面板设定示意图；
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0022]本实用新型提供了一种分布式光伏发电接入系统，系统中的并网低压断路器通过超长延时功能的欠压延时模块实现无压/失压长延时跳闸功能，确保系统发生暂时性故障时，分布式光伏发电保持并网状态等待系统恢复正常，解决现有欠压脱扣器没有较长延时或延时不可调不能与系统保护相配合，导致供电主回路断路器误动作的问题。具体技术方案如下:
[0023]一种分布式光伏发电接入系统，包括低压总保护开关、低压反孤岛装置、用户总开关和并网低压断路器。[0024]其中低压总保护开关位于配电变压器下端，用于低压线路发生故障时快速动作切除故障线路，及配变、低压线路停电检修隔离电源；低压反孤岛装置包括操作开关和扰动负载，低压反孤岛装置位于低压总保护开关下端，通过破坏孤岛运行条件，强制光伏发电设备正确离网，确保检修作业人身安全。低压反孤岛装置下端连接用户总开关，用于确保正确切除短路故障。用户总开关下端连接并网低压断路器，具有检无压跳闸、检有压合闸及无压/失压长延时跳闸功能。
[0025]其中，并网低压断路器由断路器本体、欠压脱扣器和欠压延时模块组成；欠压脱扣器的跳闸定值确保系统发生永久故障时，分布式光伏发电正确断开与系统连接，转入离网运行状态；欠压延时定值时间大于当地系统备自投、重合闸与全自动馈线自动化动作最长时间，确保系统发生暂时性故障时，分布式光伏发电保持并网状态等待系统恢复正常；
[0026]其中，欠压脱扣器位于断路器本体内部，欠压延时模块处于断路器外部，其输入端连接被检测的电源，输出端连接欠压脱扣线圈；
[0027]欠压延时模块由整流电路、稳压电路、电容储能器、二次稳压电路、电压采集判别电路、RC延时电路、延时可调开关和驱动输出电路组成。当电压采集判断电路检测到输入电源电压低于欠压设定点后，没有立即通过驱动输出电路关闭输出电源端的电源输出，而启动RC延时电路进行延时，在设定的延时时间内如果持续欠压，到设定延时后立即关闭输出端口的电源输出；在设定的延时时间内如果电压恢复正常值，则不会关闭电源输出端口的电源输出。可以避免由于输入电源不稳定而输出端口电源的频繁开关。
[0028]延时调整装置为无级调整，可以进行最大整定范围内任意不同延时时间的整定；RC延时电路可以进行超长时间的延时整定，延时时间可达10s。
[0029]实施例
[0030]如图1所示，本实用新型提供的一种分布式光伏发电接入系统，包括低压总保护开关、低压反孤岛装置、用户总开关和并网低压断路器。其中并网低压断路器包括断路器本体、欠压脱扣器和欠压延时模块三部分。
[0031]如图2所示，并网低压断路器具备检无压跳闸和检有压合闸功能，跳闸定值30%Un，延时时间大于当地系统备自投、重合闸与全自动馈线自动化动作最长时间，本实用新型技术方案中最长延时时间为10s。30%Un检无压定值确保系统发生永久性故障时,分布式光伏发电正确断开与系统连接，转入离网运行状态；10s延时定值可确保系统发生暂时性故障(包括上级电源备自投、线路故障重合成功等)时，分布式光伏发电保持并网状态等待系统恢复正常，提高分布式光伏发电的运行可靠性。检有压合闸定值为85%Un，且必须为手动操作，确保发电设备在系统正常运行情况下才允许并网，有效防止配电设备停电检修时，用户误操作向系统反送电。
[0032]如图3所示，欠压延时模块的实施例，其中，1、整流电路，2、稳压电路，3、电容储能器，4、二次降压电路，5、电压采集判别电路，6、RC延时电路，7、延时可调开关，8、驱动输出电路。
[0033]具体为:整流电路I和稳压电路2，整流电路的输入端连接到输入电源端口，电流的输出Vl连接到稳压电路2 ;稳压电路的输出V2连接到系统储能电路3，通过储能电路3后通过二次降压电路生成V3 ；V1和V2分别通过二极管Dl和D2相或后连接到驱动输出电路8 ;整流电路的输出Vl还连接到采集判别电路5，采集判断电路5的输出连接到RC延时电路6，RC延时电路6 —端还连接到可调开关7 ；RC延时电路的输出连接到驱动输出电路8，驱动输出电路连接电源输出端口，用以连接后端的欠压线圈。其延时时间由面板上的可调开关进行设定，如图4所述，欠压延时时间由面板9上的设定开关10进行整定，可进行最大整定范围内任意不同延时时间的整定，整定时间可为0.1s到IOs间的任意值。
[0034]当供电电源输入端口接通正常电源时，输入电源通过整流电路1、采集判断电路、RC延时电路和驱动电源输出控制电源输出，能够保证对后端的欠压线圈可靠吸合，此时主回路断路器能够可靠合闸。当输入电源的电压下降到欠压点时，采集判断电路5的输出瞬时发生变化，由于RC延时电路的阻容延时，使延时电路输出的信号不能瞬时发生变化，到可调开关设定的延时时间后RC延时电路输出发生变化，从而控制驱动输出电路关闭电源输出，但在设定的欠压延时时间内输入电源电压恢复到欠压点之上时，不会关闭电源输出。
[0035]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种分布式光伏发电接入系统，其特征在于，所述系统包括低压总保护开关、低压反孤岛装置、用户总开关和并网低压断路器； 配电变压器、所述低压总保护开关、所述低压反孤岛装置、所述用户总开关和并网低压断路器依次连接。
2.如权利要求1所述的一种分布式光伏发电接入系统，其特征在于，所述并网低压断路器包括断路器本体、欠压脱扣器和欠压延时模块。
3.如权利要求1所述的一种分布式光伏发电接入系统，其特征在于，所述欠压脱扣器位于断路器本体内部；所述欠压延时模块处于断路器外部，其输入端连接被检测的电源，输出端连接欠压脱扣线圈。
4.如权利要求2所述的一种分布式光伏发电接入系统，其特征在于，所述的欠压延时模块包括整流电路、稳压电路、电容储能器、二次降压电路、电压采集判别电路、RC延时电路、延时可调开关和驱动输出电路。
5.如权利要求4所述的一种分布式光伏发电接入系统,其特征在于,所述RC延时电路为延时可调电路，所述欠压延时模块面板上设有延时调整装置。
6.如权利要求5所述的一种分布式光伏发电接入系统，其特征在于，所述延时调整装置为可进行任意不同延时时间的整定的无级调整。
7.如权利要求5所述的一种分布式光伏发电接入系统,其特征在于,所述RC延时电路可进行超长时间的延时整定，延时时间可达IOs的RC延时电路。
【文档编号】H02J3/38GK203747436SQ201420129361
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】王鹏, 韩筛根, 南寅, 刘芳, 张爽, 李勇, 刘刚, 于辉, 刘海涛, 苏剑 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 北京人民电器厂有限公司