CN105610195A - 一种光伏发电并网保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏发电并网保护装置，包括布设在多处的光伏阵列采集太阳能的电能采集并网模块和用于实时检测并网电压和负载使用电压参数的控制调节反馈模块；所述电能采集并网模块包括依次相连的太阳能电池板、直流汇流箱防雷配电柜、逆变器电路、交流汇流箱防雷配电柜、总配电柜和变压器，所述变压器的输出接有市电和用户负载；所述控制调节反馈模块包括控制器、供电电路和通信接口电路；所述控制器的输入端接有按键输入电路、电压采集电路、电流采集电路、频率调理电路和锁相电路，所述控制器的输出端接有液晶显示电路、报警输出电路、继电器保护电路和变压器，本发明设计新颖，具有并网控制电压电流频率和锁相的功能，实用性强。

Description

一种光伏发电并网保护装置

技术领域

本发明属于光伏并网技术领域，具体涉及一种光伏发电并网保护装置。

背景技术

能源是国民经济发展和人民生活所必需的重要物质基础，也是推动社会、经济发展和人们生活水平提高的动力。从原始社会的钻木取火到近代的化石能源以及核能、地热能、潮汐能、风能、太阳能等各种新能源的应用无不闪现着人类的智慧之光。随着全球工业化的全面发展，各个国家各个行业对能源的需求急剧扩大，能源需求的多少己经成为衡量一个国家或地区经济发展状况的标准，然而，随着人类对能源需求的日益增加，化石能源的储量正日趋枯竭，针对以上情况，开发利用可再生能源和各种绿色能源以实现可持续发展已经成为人类社会必须采取必要措施，经过学者的研究与论证，人们普遍认为太阳能和风能是解决能源危机和环境污染的最有效和可行的能源类型，是新世纪最重要的能源类型。尤其是太阳能及其光伏发电的应用，以其独特的优点越来越受到人们的关注，光伏并网发电技术是当今世界太阳能光伏发电的趋势，发展光伏发电技术并使其得到广泛的应用对于缓解常规能源的短缺和减少环境污染具有重要作用，现如今并网到电网往往具有多种噪音干扰，确保并网电压与市电相同幅值，相同频率，相同相位是并网的关键技术，否则会造成电网的污染，影响正常用电。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种光伏发电并网保护装置，其设计新颖合理，具有调节交流电压值，电流值，三相电压频率和三相电压相位，保证与市电电网一致，不会对电网造成污染，功能完备，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种光伏发电并网保护装置，其特征在于：包括布设在多处的光伏阵列采集的太阳能并汇流逆变成电能供负载使用或将多余电能汇集到大电网中增加国家电网的容量的电能采集并网模块和用于实时检测并网电压和负载使用电压参数的控制调节反馈模块；所述电能采集并网模块包括依次相连的用于采集太阳能能量并将其转换为电能的太阳能电池板、用于将布设在多处的太阳能电池板采集的电能变换调理汇集的直流汇流箱防雷配电柜、用于将汇集的直流电逆变为交流电的逆变器电路、用于将逆变的交流电升压汇集保护的交流汇流箱防雷配电柜、用于将逆变的交流电滤波整形汇集的总配电柜和将控制调节反馈模块采集的电压电流频率和相位数据反馈汇集的交流电变压并网的变压器，所述变压器的输出接有用于并网的市电和提供负载用电的用户负载；所述控制调节反馈模块包括控制器、为回路各个模块供电的供电电路和与所述控制器相接用于数据传输的通信接口电路；所述控制器的输入端接有用于设置报警的或跳闸阈值参数的按键输入电路、用于实时采集交流变压器并网发电的三相电压幅值的电压采集电路、用于实时采集交流变压器并网发电的电流变化数据的电流采集电路、用于实时采集交流变压器并网发电的三相电压频率变换的频率调理电路和用于实时采集交流变压器并网发电的三相电压相位变换的锁相电路，所述控制器的输出端接有用于实时显示参数变换的液晶显示电路、用于提醒报警参数超出阈值的报警输出电路和用于保护用电设备的继电器保护电路，所述控制器的输出端还与所述变压器的输入端相接，所述锁相电路、频率调理电路、电流采集电路和电压采集电路的输入端均与所述变压器的输出端相接。

上述的一种光伏发电并网保护装置，其特征在于：所述控制器为DSP微控制器TMS320F28335芯片。

上的一种光伏发电并网保护装置，其特征在于：所述锁相电路为CDCE62005芯片。

上述的一种光伏发电并网保护装置，其特征在于：所述变压器为NSK-SC-100变压器。

上述的一种光伏发电并网保护装置，其特征在于：所述电流采集电路由LMZJ1-0.5电流互感器与定制电阻构成。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过设置型号为CDCE6200的锁相控制芯片电路采集三相电压相位参数，保持逆变并网数据和市电三相电压一致，避免对电网造成污染，准确度高，电路可靠。

2、本发明通过设置型号为NSK-SC-10的变压器电路变换三相交流电压，准确度高，稳定性好。

3、本发明通过设置LMZJ1-0.5电流互感器与定制电阻的电流采集电路将采集到的电流数据转换为控制器可处理的电压信号，参考数据全面，逆变误差小。

4、本发明通过设置型号为TMS320F28335的DSP微控制器芯片调理光伏逆变各项参数，控制继电器动作，系统功耗低，处理运算速度快，计算精度高。

5、本发明设计新颖合理，功能完善，逆变可靠，操作简单，实用性强，便于推广使用。

综上所述，本发明设计新颖合理，具有调节交流电压值，电流值，三相电压频率和三相电压相位，保证与市电电网一致，不会对电网造成污染，功能完备，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明各电路的电路连接关系示意图。

附图标记说明:

1—控制器；2—供电电路；3—继电器保护电路；

4—报警输出电路；5—按键输入电路；6—液晶显示电路；

7—通信接口电路；8—锁相电路；9—频率调理电路；

10—电流采集电路；11—电压采集电路；12—太阳能电池板；

13—直流汇流箱防雷配电柜；14—逆变器电路；

15—交流汇流箱防雷配电柜；16—总配电柜；

17—变压器；18—市电；19—用户负载。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括布设在多处的光伏阵列采集的太阳能并汇流逆变成电能供负载使用或将多余电能汇集到大电网中增加国家电网的容量的电能采集并网模块和用于实时检测并网电压和负载使用电压参数的控制调节反馈模块；所述电能采集并网模块包括依次相连的用于采集太阳能能量并将其转换为电能的太阳能电池板12、用于将布设在多处的太阳能电池板采集的电能变换调理汇集的直流汇流箱防雷配电柜13、用于将汇集的直流电逆变为交流电的逆变器电路14、用于将逆变的交流电升压汇集保护的交流汇流箱防雷配电柜15、用于将逆变的交流电滤波整形汇集的总配电柜16和将控制调节反馈模块采集的电压电流频率和相位数据反馈汇集的交流电变压并网的变压器17，所述变压器17的输出接有用于并网的市电18和提供负载用电的用户负载19；所述控制调节反馈模块包括控制器1、为回路各个模块供电的供电电路2和与所述控制器1相接用于数据传输的通信接口电路7；所述控制器1的输入端接有用于设置报警的或跳闸阈值参数的按键输入电路5、用于实时采集交流变压器并网发电的三相电压幅值的电压采集电路11、用于实时采集交流变压器并网发电的电流变化数据的电流采集电路10、用于实时采集交流变压器并网发电的三相电压频率变换的频率调理电路9和用于实时采集交流变压器并网发电的三相电压相位变换的锁相电路8，所述控制器1的输出端接有用于实时显示参数变换的液晶显示电路6、用于提醒报警参数超出阈值的报警输出电路4和用于保护用电设备的继电器保护电路3，所述控制器1的输出端还与所述变压器17的输入端相接，所述锁相电路8、频率调理电路9、电流采集电路10和电压采集电路11的输入端均与所述变压器17的输出端相接。

本实施例中，所述控制器1为DSP微控制器TMS320F28335芯片。

本实施例中，所述锁相电路8为CDCE62005芯片。

本实施例中，所述变压器17为NSK-SC-100变压器。

本实施例中，所述电流采集电路10由LMZJ1-0.5电流互感器与定制电阻构成。

本发明使用时，通过布设在多处的太阳能电池板采集太阳能并将其转换为直流电压，多路直流电压通过直流汇流箱防雷配电柜13汇聚直流电压，经过逆变器电路14逆变为交流电，且通过交流汇流箱防雷配电柜15汇集到总配电柜16由变压器17变换为市电，通过锁相电路8、频率调理电路9、电流采集电路10和电压采集电路11采集变压器17参数与市电参数是否一致，并通过液晶显示电路6实时显示出来，变压器17将多余的电能并网到电网中，同时还可供用户负载19使用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种光伏发电并网保护装置，其特征在于：包括布设在多处的光伏阵列采集的太阳能并汇流逆变成电能供负载使用或将多余电能汇集到大电网中增加国家电网的容量的电能采集并网模块和用于实时检测并网电压和负载使用电压参数的控制调节反馈模块；所述电能采集并网模块包括依次相连的用于采集太阳能能量并将其转换为电能的太阳能电池板(12)、用于将布设在多处的太阳能电池板采集的电能变换调理汇集的直流汇流箱防雷配电柜(13)、用于将汇集的直流电逆变为交流电的逆变器电路(14)、用于将逆变的交流电升压汇集保护的交流汇流箱防雷配电柜(15)、用于将逆变的交流电滤波整形汇集的总配电柜(16)和将控制调节反馈模块采集的电压电流频率和相位数据反馈汇集的交流电变压并网的变压器(17)，所述变压器(17)的输出接有用于并网的市电(18)和提供负载用电的用户负载(19)；所述控制调节反馈模块包括控制器(1)、为回路各个模块供电的供电电路(2)和与所述控制器(1)相接用于数据传输的通信接口电路(7)；所述控制器(1)的输入端接有用于设置报警的或跳闸阈值参数的按键输入电路(5)、用于实时采集交流变压器并网发电的三相电压幅值的电压采集电路(11)、用于实时采集交流变压器并网发电的电流变化数据的电流采集电路(10)、用于实时采集交流变压器并网发电的三相电压频率变换的频率调理电路(9)和用于实时采集交流变压器并网发电的三相电压相位变换的锁相电路(8)，所述控制器(1)的输出端接有用于实时显示参数变换的液晶显示电路(6)、用于提醒报警参数超出阈值的报警输出电路(4)和用于保护用电设备的继电器保护电路(3)，所述控制器(1)的输出端还与所述变压器(17)的输入端相接，所述锁相电路(8)、频率调理电路(9)、电流采集电路(10)和电压采集电路(11)的输入端均与所述变压器(17)的输出端相接。

2.按照权利要求1所述的一种光伏发电并网保护装置，其特征在于：所述控制器(1)为DSP微控制器TMS320F28335芯片。

3.按照权利要求1所述的一种光伏发电并网保护装置，其特征在于：所述锁相电路(8)为CDCE62005芯片。

4.按照权利要求1所述的一种光伏发电并网保护装置，其特征在于：所述变压器(17)为NSK-SC-100变压器。

5.按照权利要求1所述的一种光伏发电并网保护装置，其特征在于：所述电流采集电路(10)由LMZJ1-0.5电流互感器与定制电阻构成。