CN103532168A - 一种分布式发电并网控制电路 - Google Patents

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孙献春
王培林
黄宏盛
冯超
戴元安
李峰辉
钱璟
钱隆翔
施旭昶
葛琪
朱翔
朱晔
胡喆
梁明源
范付元
徐光福
严伟
张春合
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NR Electric Co Ltd
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Jiashan Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
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Jiaxing Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种分布式发电并网控制电路，包括主站系统和若干个分布式发电电站，分布式发电电站经逆变器逆变之后和公共电网并网，还包括一并网接口装置，所述的并网接口装置连接了公共接线点，所述的若干个分布式发电电站均经逆变器之后连接了互感器装置并通过公共接线点连接并网接口装置，所述的并网接口装置与所述的主站系统通信。通过并网接口装置不仅对分布式发电电站进行全面的监控，另外采集分布式发电电站内发电、环境监测等设备信息，数据集中传送至主站系统，优化了并网电路结构，简化了布线，节约了设备成本，方便了工作人员维护操作。

Description

一种分布式发电并网控制电路
技术领域
本发明涉及分布式发电并网技术，尤其是一种分布式发电并网控制电路。
背景技术
分布式发电，通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦的小型模块化、分散式、布置在用户附近的、高效可靠的发电单元，其核心即为各种类型的分布式发电电站，主要是指的风能、太阳能、水能、天然气、地热能、海洋能、生物质能等可再生能源发电的电源。大量的分布式发电电站接入电网后对电网造成一定的影响，因此需要对并网点的电压、电流、有功、无功、功率因数等进行监测，并将相关电气量数据上送当地电力调度部门，电力调度部门通过远动系统遥控操作电网电路运行。现有的分布式发电并网在具体实施应用过程中，存在着如下缺点：并网电路中二次设备较多（如继电保护装置、测控装置、通信管理装置、远动装置、电能质量监测装置），众多的二次设备独立布线，导致设备安装困难，二次回路繁琐，且设备投资费用大，不利于分布式光伏发电的推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种分布式发电并网控制电路，规范分布式发电接入电网，优化并网电路，集中处理并网电路中二次设备的电路信号，有利于二次设备集约化，节约设备投资成本，方便工作人员维护操作。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种分布式发电并网控制电路，包括主站系统和若干个分布式发电电站，分布式发电电站均经逆变器逆变之后和公共电网并网，还包括一并网接口装置，所述的并网接口装置连接了公共接线点，所述的若干个分布式发电电站经逆变器之后连接了互感器装置并通过公共接线点连接并网接口装置，所述的并网接口装置与所述的监控主站通信。所述的公共接线点是指分布式发电系统与公共电网的连接处，连接了互感器装置，互感器装置连接了并网接口装置，并网接口装置对互感器传递的电流电压信号进行采集、运算，计算发电功率、电量以及分析公共连接点电能质量、判断是否有电气故障发生。并网接口装置不仅通过和互感器装置配合对分布式发电电站进行全面的监控，通过通信方式采集分布式发电电站内发电、环境监测等智能设备信息，并通过光纤或无线通信方式把数据集中传送至主站系统，优化了并网控制电路结构，简化了布线，节约了设备投资成本，方便了工作人员维护操作。
作为优选，所述的公共接线点处设有公共断路器，所述的并网接口装置设有控制端口输出控制信号至所述的公共断路器。公共断路器是并网电路开关，接受并网接口装置的跳合闸控制，当并网电路发生故障或运行异常时，由并网接口装置发出跳闸信号至公共断路器，断开公共断路器，并网接口装置也可以接受来自监控主站的控制信号来接通或者断开公共断路器。
作为优选，所述的互感器装置包括了接入并网电路的电流互感器和电压互感器。电流互感器和电压互感器检测并网电路的基本电路信号并传送至并网接口装置。
作为优选，所述的并网接口装置包括了一控制芯片和连接至控制中心的功能电路，所述的功能电路包括了监测电路和通讯电路，其中所述的监测电路接收所述的互感器装置的电压信号，所述的通讯电路发送、接收所述的主站系统的四遥信号并且直接和分布式发电电站通信。所述的四遥信号指遥测、遥信、遥控和遥调。
作为优选，所述的通信电路的通信接口分为上行接口和下行接口，下行接口与分布式发电电站通信，上行接口与主站系统通信。下行接口与分布式发电电站及站内智能设备通信，采集设备信息及下达控制命令，上行接口与主站系统通信，将采集的信息上送至所述的监控主站和调度主站并接受主站系统的控制命令。
作为优选，下行接口还连接一电度表，采集电度表四象限电量数据。
作为优选，所述的分布式发电电站为光伏发电阵列，所述的光伏发电阵列电连接汇流箱，汇流箱输出直流电压经逆变器逆变与公共电网并网。
作为优选，所述的主站系统包括监控主站和调度主站。其中，监控主站和调度主站是分开的两个系统，监控主站方便对分布式发电电站控制，而调度主站则是对整个电网的整体调度。
采用上述技术方案后，本发明具有如下突出优点：并网接口装置不仅对分布式发电电站进行全面的监控，另外采集分布式发电电站内发电、环境监测等设备信息，数据集中传送至主站系统，优化了并网电路结构，简化了布线，节约了设备成本，方便了工作人员维护操作。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1为本发明结构框图；
图2为本发明应用于光伏发电阵列的结构框图。
具体实施方式
如图1所示，一种分布式发电并网控制电路，包括主站系统和若干个分布式发电电站（在图1仅画了两个，实际应用中可以有多个），分布式发电电站经逆变器逆变之后和公共电网并网，本发明还包括一并网接口装置，所述的并网接口装置连接了公共接线点，所述的若干个分布式发电电站均经逆变器之后连接了互感器装置并通过公共接线点连接并网接口装置，所述的并网接口装置与所述的主站系统通信，所述的互感器装置包括了接入并网电路的电流互感器1和电压互感器2，并网接口装置对互感器装置传递的电流电压信号进行采集、运算，计算电能质量、发电功率、电量以及判断是否有电气故障发生。
所述的公共接线点处设有公共断路器，所述的并网接口装置设有控制端口输出控制信号至所述的公共断路器。公共断路器接受并网接口装置的控制，当并网接口装置根据电流、电压判断并网电路有故障或运行异常时，关断公共断路器以防止事故进一步扩大，并网接口装置也可以接收来自主站系统的控制信号来关断或者开启公共断路器，实现工作人员远程控制。
如图2所示，所述的分布式发电电站为光伏发电阵列，所述的光伏发电阵列电连接汇流箱，汇流箱输出直流电压经逆变器逆变与公共电网并网。所述的并网接口装置包括了一控制芯片和连接至控制中心的功能电路，所述的功能电路包括了监测电路和通讯电路，其中所述的监测电路接收所述的互感器装置的电压信号，所述的通讯电路发送和接收所述的主站系统四遥信号并且直接和分布式发电电站通信。所述的四遥信号指遥测、遥信、遥控和遥调。具体地，遥测(遥测信息)：远程测量。采集并传送运行参数，包括各种电气量（线路上的电压、电流、功率等量值）和负荷潮流等。遥信(遥信信息)：远程信号。采集并传送各种保护和开关量信息。遥控(遥控信息)：远程控制。接受并执行遥控命令，主要是分合闸，对远程的一些开关控制设备进行远程控制。遥调(遥调信息)：远程调节。接受并执行遥调命令，对远程的控制量设备进行远程调节，如调节光伏逆变器输出功率。所述的通信电路的通信接口分为上行接口和下行接口，下行接口与分布式发电电站通信，上行接口与主站系统通信。下行接口与分布式发电电站及站内智能设备通信，采集设备信息及下达控制命令，上行接口与主站系统通信，将采集的信息上送至所述的监控主站和调度主站并接受主站系统的控制命令。
所述下行接口采用RS485总线与逆变器、汇流箱、保护测控装置、环境监测仪、电度表通信，采集逆变器发电信息及状态参数、汇流箱状态信息、保护测控动作信息及测量量、环境检测仪辐照度及风向、电度表四象限电量。
所述的下行接口还连接一电度表，并网接口装置采集电度表四象限电量数据，便于调度控制。
所述的主站系统包括监控主站和调度主站。其中，监控主站和调度主站是分开的两个系统，监控主站方便对分布式发电电站控制，而调度主站则是对整个电网的整体调度。所述的上行接口采用光纤或无线GPRS/CDMA与所述的主站系统通信，将采集的信息上送至主站系统，实现工作人员对电站的监控。
所述的上行接口和下行接口的通信规约可通过通信组态软件实现规约灵活配置和扩展，适应不同设备厂家、主站的通信规约要求。典型的通讯规约为，与逆变器、汇流箱、环境监测仪采用Modbus规约通信，与保护测控装置采用Modbus或IEC103规约，与电度表采用DL/T645规约，与监控主站采用IEC103规约，与调度主站采用IEC101或IEC104规约通信。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (8)

1.一种分布式发电并网控制电路，包括主站系统和若干个分布式发电电站，分布式发电电站经逆变器逆变之后和公共电网并网，其特征在于：还包括一并网接口装置，所述的并网接口装置连接了公共接线点，所述的若干个分布式发电电站均经逆变器之后连接了互感器装置并通过公共接线点连接并网接口装置，所述的并网接口装置与所述的主站系统通信。
2.根据权利要求1所述的分布式发电并网控制电路，其特征在于：所述的公共接线点处设有公共断路器，所述的并网接口装置设有控制端口输出控制信号至所述的公共断路器。
3.根据权利要求2所述的分布式发电并网控制电路，其特征在于：所述的互感器装置包括了接入并网电路的电流互感器（1）和电压互感器（2）。
4.根据权利要求2所述的分布式发电并网控制电路，其特征在于：所述的并网接口装置包括了一控制芯片和连接至控制中心的功能电路，所述的功能电路包括了监测电路和通讯电路，其中所述的监测电路接收所述的互感器装置的电压信号，所述的通讯电路发送、接收所述的主站系统的四遥信号并且直接和分布式发电电站通信。
5.根据权利要求4所述的分布式发电电站并网控制电路，其特征在于：所述的通信电路的通信接口分为上行接口和下行接口，下行接口与分布式发电电站通信，上行接口与主站系统通信。
6.根据权利要求5所述的分布式发电并网控制电路，其特征在于：所述的下行接口还连接一电度表。
7.根据权利要求1所述的分布式发电并网控制电路，其特征在于：所述的分布式发电电站为光伏发电阵列，所述的光伏发电阵列电连接汇流箱，汇流箱输出直流电压经逆变器逆变与公共电网并网。
8.根据权利要求1所述的分布式发电电站并网控制电路，其特征在于：所述的主站系统包括监控主站和调度主站。
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