CN104166065A - 一种小型新能源电站并网指标特性智能检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小型新能源电站并网指标特性智能检测装置，属小型清洁能源电站并网前后安全指标检测设备技术领域。它由电站接入接口、电网接入接口、通道选择与切换电路、检测电路总成、PLC控制电路、电源管理电路、变频电源等构成，其特点是：通道选择与切换电路输入端分别与电站接入接口、电网接入接口连接，其输出端连接检测电路总成；PLC控制电路输入端通过RS232总线与检测电路总成输出端连接，其输出端分别连接通道选择与切换电路、电源管理电路；电源管理电路输出端与检测电路总成连接，其输入端与变频电源连接；变频电源输出端连接通道选择与切换电路。实现一体化、流程化智能检定，检测结果准确，携带、操作方便，工作稳定。

Description

一种小型新能源电站并网指标特性智能检测装置
技术领域
本发明涉及一种小型新能源电站并网指标特性智能检测装置，属小型清洁能源电站并网前后安全指标检测设备技术领域。
背景技术
小型新能源电站可将太阳能、风能等转换成直流电能，通过并网逆变器转换成正弦交流电。这类小型新能源电站产生的交流电可直接供给交流负载，剩余电能可输入国家电网，亦可直接将产生的全部电能并入国家电网。在我国，作为电力生产十分重要的补充，此类小型新能源电站得到广泛的建立和发展。不过，由于小型新能源电站的发电具有间歇性、波动性等特点，因此，为保证国家电网及发电系统自身的安全，在并网前后都要对其输出的电压、频率等指标进行严格测试，使其各项指标达到相关国家标准，以保证并入前后国家电网和电站自身均能稳定正常地运行。以往由人工使用诸如频率相位仪、谐波测试仪、功率测试仪、万用表等工具检测各项指标，操作非常不方便，检测员工作量大，检测数据误差大，难以保证此类小型新能源电站与国家电网并网前后的安全供电。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种一体化结构，制作简单，携带、操作方便，大大减小工作量，检测结果准确，使用安全可靠，并网前后可有效保证电站及电网运转安全；解决现有由人工检测方式，操作很不方便，检测工作量大，检测数据误差大，很难保证并网前后电站与电网运转安全问题的小型新能源电站并网指标特性智能检测装置。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的
该小型新能源电站并网指标特性智能检测装置由电站接入接口、电网接入接口、通道选择与切换电路、检测电路总成、PLC控制电路、显示电路、打印电路、配置接口、电源管理电路、变频电源构成，其特征在于：检测电路总成由谐波检测与分析电路、电压特性检测电路、电流特性检测电路、频率特性检测电路、功率特性检测电路、防孤岛检测电路、剩余电流检测电路组成；
通道选择与切换电路包括220V/380V自适应电路、通道快速切断/闭合电路；
通道选择与切换电路的输入a端、输入b端各自分别与电站接入接口、电网接入接口连接；通道选择与切换电路的输出C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7端依次、分别与谐波检测与分析电路、电压特性检测电路、电流特性检测电路、频率特性检测电路、功率特性检测电路、防孤岛检测电路、剩余电流检测电路的输入a端连接，谐波检测与分析电路、电压特性检测电路、电流特性检测电路、频率特性检测电路、功率特性检测电路、防孤岛检测电路、剩余电流检测电路的输出b端通过RS232总线与PLC控制电路的输入a端连接；
PLC控制电路包括b、c、d、e、f五个输出端，具体地：e端与通道选择与切换电路的输入d端连接； f端与电源管理电路的输入a端连接； b端与显示电路连接； c、d端分别装接有打印电路、配置接口；
电源管理电路的输出C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7端通过导线依次、分别与谐波检测与分析电路、电压特性检测电路、电流特性检测电路、频率特性检测电路、功率特性检测电路、防孤岛检测电路、剩余电流检测电路的工作电压VC端连接；电源管理电路的输出C8、C9端分别与显示电路、打印电路的输入b端连接；电源管理电路的输入b端与变频电源的输出a端连接；
变频电源的输出b端与PLC控制电路的输入g端连接；变频电源的输出c端与通道选择与切换电路的输入e端连接。
本发明与现有技术相比的有益效果在于
该小型新能源电站并网指标特性智能检测装置通过PLC控制电路、通道选择与切换电路、电源管理电路等，实现对小型新能源发电系统（逆变输出为220V/380V）的一体化、流程化智能检定，为设备并网和安全并网提供可靠依据。制作简单，携带、操作方便，无需人工逐个检测指标，有效减小工作量，检测结果准确，使用安全可靠，切实保证并网前后电站及电网运转安全；检测结果符合国家《分布式电源接入电网技术规定》（Q/GDW480-2010）和《国家电网企管[2014]266号文件》）的并网要求和技术指标。很好地解决了现有由人工检测方式，操作很不方便，检测工作量大，检测数据误差大，很难保证并网前后电站与电网运转安全的问题。
附图说明
附图1为一种小型新能源电站并网指标特性智能检测装置的整体工作原理结构示意图；
附图2为一种小型新能源电站并网指标特性智能检测装置的电源管理电路与其余电路的供电关系连线示意图。
图中：1、电站接入接口，2、电网接入接口，3、通道选择与切换电路，4、谐波检测与分析电路，5、电压特性检测电路，6、电流特性检测电路，7、频率特性检测电路，8、功率特性检测电路，9、防孤岛检测电路，10、剩余电流检测电路，11、PLC控制电路，12、显示电路，13、打印电路，14、配置接口，15、电源管理电路，16、变频电源，17、RS232总线。
具体实施方式
下面结合附图对该小型新能源电站并网指标特性智能检测装置做进一步详细描述：
该小型新能源电站并网指标特性智能检测装置由电站接入接口1、电网接入接口2、通道选择与切换电路3、检测电路总成、PLC控制电路11、显示电路12、打印电路13、配置接口14、电源管理电路15、变频电源16构成，检测电路总成由谐波检测与分析电路4、电压特性检测电路5、电流特性检测电路6、频率特性检测电路7、功率特性检测电路8、防孤岛检测电路9、剩余电流检测电路10组成；通道选择与切换电路3安装有220V/380V自适应电路及通道快速切断/闭合电路；
通道选择与切换电路3的输入a端、输入b端各自分别与电站接入接口1、电网接入接口2连接；通道选择与切换电路3的输出C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7端依次、分别与谐波检测与分析电路4、电压特性检测电路5、电流特性检测电路6、频率特性检测电路7、功率特性检测电路8、防孤岛检测电路9、剩余电流检测电路10的输入a端连接；
谐波检测与分析电路4、电压特性检测电路5、电流特性检测电路6、频率特性检测电路7、功率特性检测电路8、防孤岛检测电路9、剩余电流检测电路10的输出b端通过RS232总线17与PLC控制电路11的输入a端连接；
PLC控制电路11包括b、c、d、e、f五个输出端，具体地：e端与通道选择与切换电路3的输入d端连接； f端与电源管理电路15的输入a端连接； b端与显示电路12连接； c、d端分别装接有打印电路13、配置接口14；
电源管理电路15的输出C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7端通过导线依次、分别与谐波检测与分析电路4、电压特性检测电路5、电流特性检测电路6、频率特性检测电路7、功率特性检测电路8、防孤岛检测电路9、剩余电流检测电路10的工作电压VC端连接；电源管理电路15的输出C8、C9端分别与显示电路12、打印电路13的输入b端连接；电源管理电路15的输入b端与变频电源16的输出a端连接；
变频电源16的输出b端与PLC控制电路11的输入g端连接；变频电源16的输出c端与通道选择与切换电路3的输入e端连接。（参见附图1-2）
PLC控制电路11是该小型新能源电站并网指标特性智能检测装置的控制核心。也可以根据应用要求采用其它控制电路，比如：ARM、FPGA、DSP、微型计算机等作替换。
PLC控制电路11用于：
一、  控制通道选择与切换电路3进行输出通道的选择；
二、  控制电站接入接口1和电网接入接口2的输入和相互连接的选择；
三、  控制电源管理电路15的电源输出通道的选择。
电站接入接口1和电网接入接口2均为220V/380V自适应端口，通道选择与切换电路3安装有220V/380V自适应电路及通道快速切断/闭合电路，以保证输入与输出的安全连接。电网接入接口2亦可作为模拟电网接入接口使用，通过PLC控制电路11实现离网、模拟并网、并网的检测。
谐波检测与分析电路4、电压特性检测电路5、电流特性检测电路6、频率特性检测电路7、功率特性检测电路8、防孤岛检测电路9和剩余电流检测电路10均各自带有核心控制器，均为可独立运行的单元电路；它们与PLC控制电路11之间通过RS232总线进行通信联系。
电压特性检测电路5检测的技术指标包括：电压偏差、电压波动和闪变、电压不平衡度和电压响应特性。
电流特性检测电路6检测的技术指标包括：直流分量、过流响应特性。
该小型新能源电站并网指标特性智能检测装置通过谐波检测与分析电路4、电压特性检测电路5、电流特性检测电路6、频率特性检测电路7、功率特性检测电路8、防孤岛检测电路9和剩余电流检测电路10，可按照预定的检定流程，自动、逐项、且独立地对输出电压为220V/380V交流电压的小型新能源电站并网技术指标进行检测，检测项目包括：谐波特性、电压特性、电流特性；频率响应特性、无功功率、安全与保护包括：防孤岛保护、剩余电流特性保护。检测结果可通过显示电路12直观显示，通过打印电路13将检定结果同步打印出来。
通过电源管理电路15对各检测模块的供电控制采用统一分步管理，极大地降低了系统功耗，减小了检测模块之间的串扰，使得检测结果更精确。
该小型新能源电站并网指标特性智能检测装置严格参照国家电网标准（《分布式电源接入电网技术规定》（Q/GDW480-2010）和《国家电网企管[2014]266号文件》）的并网要求和技术规定，实现对即将并网的小型新能源发电系统（逆变输出为220V/380V）进行一体化、流程化的智能检定，对连接入的发电系统及电网具备220V/380V自适应能力，且配置有独立的快速切停保护措施，不会对连接入的发电系统及电网产生安全影响，为小型新能源电站并网、安全并网提供了依据和保证。
该小型新能源电站并网指标特性智能检测装置经过实践和时间的检验，亦可对各种输出符合我国市电电压标准（220V/380V）的其他非并网小型新能源发电装置作离网和并网检测。
以上所述只是该发明的具体实施方式，上述举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后可以对上述的具体实施方式做修改或变形，而不背离本发明的实质和范围。

Claims (1)

1.一种小型新能源电站并网指标特性智能检测装置，它由电站接入接口（1）、电网接入接口（2）、通道选择与切换电路（3）、检测电路总成、PLC控制电路（11）、显示电路（12）、打印电路（13）、配置接口（14）、电源管理电路（15）、变频电源（16）构成，其特征在于：检测电路总成由谐波检测与分析电路（4）、电压特性检测电路（5）、电流特性检测电路（6）、频率特性检测电路（7）、功率特性检测电路（8）、防孤岛检测电路（9）、剩余电流检测电路（10）组成；
通道选择与切换电路（3）包括220V/380V自适应电路、通道快速切断/闭合电路；
通道选择与切换电路（3）的输入a端、输入b端各自分别与电站接入接口（1）、电网接入接口（2）连接；通道选择与切换电路（3）的输出C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7端依次、分别与谐波检测与分析电路（4）、电压特性检测电路（5）、电流特性检测电路（6）、频率特性检测电路（7）、功率特性检测电路（8）、防孤岛检测电路（9）、剩余电流检测电路（10）的输入a端连接，谐波检测与分析电路（4）、电压特性检测电路（5）、电流特性检测电路（6）、频率特性检测电路（7）、功率特性检测电路（8）、防孤岛检测电路（9）、剩余电流检测电路（10）的输出b端通过RS232总线（17）与PLC控制电路（11）的输入a端连接；
PLC控制电路（11）包括b、c、d、e、f五个输出端，具体地：e端与通道选择与切换电路（3）的输入d端连接； f端与电源管理电路（15）的输入a端连接； b端与显示电路（12）连接； c、d端分别装接有打印电路（13）、配置接口（14）；
电源管理电路（15）的输出C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7端通过导线依次、分别与谐波检测与分析电路（4）、电压特性检测电路（5）、电流特性检测电路（6）、频率特性检测电路（7）、功率特性检测电路（8）、防孤岛检测电路（9）、剩余电流检测电路（10）的工作电压VC端连接；电源管理电路（15）的输出C8、C9端分别与显示电路（12）、打印电路（13）的输入b端连接；电源管理电路（15）的输入b端与变频电源（16）的输出a端连接；
变频电源（16）的输出b端与PLC控制电路（11）的输入g端连接；变频电源（16）的输出c端与通道选择与切换电路（3）的输入e端连接。
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