CN108462085A - 可实现智能互联的光伏箱式变电站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可实现智能互联的光伏箱式变电站，包括高压环网柜、升压变压器、低压开关柜和逆变器，包括一组或多组第一通讯PLC组件，所述第一通讯PLC组件采集所述高压环网柜、所述升压变压器、所述低压开关柜及所述逆变器状态参数的数据，所述的一组或多组第一通讯PLC组件连接至一第二通讯PLC组件，所述第二通讯PLC组件通过GPRS传输至GPRS网络，所述GPRS网络连接有VPN专线出口，该VPN专线出口通过VPN专线连接到路由器，并依次通过数据服务器、环网交换器连接到主机兼操作站。可以实时全面的掌握多个光伏箱式变电站及单晶硅组件的运行情况，可同时实现对设备安全、集中、高效的管理。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电领域的一种箱式变电站，具体而言，涉及一种可实现智能互联的光伏箱式变电站。
背景技术
能源需求压力巨大、能源供给制约较多、能源生产和消费对生态环境损坏严重、能源技术水平总体落后，是世界各国迫在眉睫的能源问题，也是我国现阶段面临的能源问题。开发清洁的新能源势必成为未来的趋势。中国作为世界上最大的能源生产国和消费国，保证太阳能、风力、水力等新能源的应用和发展对中国经济的可持续发展极为重要。
中国光伏行业规模正在不断创历史新高，种种数据说明，在需求关系与政策鼓励的影响下，中国的光伏事业迎来了一个又一个的机遇。在这个光伏发电迎来机遇又面临挑战的大环境中，传统光伏发电并网系统变电部分技术落后以及由此带来的种种弊端也逐渐显示。
我国光伏并网发电系统主要由太阳能电池阵列、汇流箱、逆变器、升压变压器以及低压交、直流配电柜和高压开关组成。其中，直流配电柜、逆变器、升压变压器以及高压开关设备属于变电并网部分。
箱式变电站(简称箱变)是一种把高压开关设备配电变压器，低压开关设备，电能计量设备和无功补偿装置等按一定的接线方案组合在一个或几个箱体内的紧凑型成套配电装置。
现有技术的光伏箱式变电站无法实时全面的掌握多个光伏箱式变电站及单晶硅组件的运行情况，无法同时实现对设备安全、集中、高效的管理。一旦发生故障导致数据丢失，将造成不可估量的损失。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种可实现智能互联的光伏箱式变电站，该光伏箱式变电站是通过PLC控制和GPRS传输的分布式远程监控来实现智能互联。
本发明的另一目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种可实现智能互联的光伏箱式变电站，可以实时全面的掌握多个光伏箱式变电站及单晶硅组件的运行情况，可同时实现对设备安全、集中、高效的管理。整个系统包括现场数据采集，数据包上传，数据处理、备份、输出，使其比传统监控系统及设备运行更稳定，防止因故障导致数据丢失，造成不可估量的损失。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种可实现智能互联的光伏箱式变电站，包括高压环网柜、升压变压器、低压开关柜和逆变器，包括一组或多组第一通讯PLC组件，所述第一通讯PLC组件采集所述高压环网柜、所述升压变压器、所述低压开关柜及所述逆变器状态参数的数据，所述的一组或多组第一通讯PLC组件连接至一第二通讯PLC组件，所述第二通讯PLC组件通过GPRS传输至GPRS网络，所述GPRS网络连接有VPN专线出口，该VPN专线出口通过VPN专线连接到路由器，并依次通过数据服务器、环网交换器连接到主机兼操作站。
优选的，所述第一通讯PLC组件同时采集光伏箱式变电站外的交流汇流箱及单晶硅组件状态参数的数据。
优选的，第一通讯PLC组件通过开关量传输、模拟量传输、485总线传输采集所述状态参数的数据。
进一步的，所述单晶硅组件设置有一组或多组，并分别通过电缆连接于所述逆变器，所述的逆变器通过电缆连接于所述交流汇流箱。
进一步的，所述的交流汇流箱连接于所述低压开关柜，并通过所述升压变压器连接于所述高压环网柜。
进一步的，所述低压开关柜包括框架断路器、电流互感器、浪涌保护器及塑壳断路器。
进一步的，所述高压环网柜包括负荷开关、带电显示器、避雷器及高压熔断器。
进一步的，所述采集的状态参数的数据与所述主机兼操作站之间为双向传输。
进一步的，所述主机兼操作站用于实现数据的分析处理、存储备份、权限管理及报表输出。
本发明的有益效果是:
1、本发明可以实时全面的掌握多个光伏箱式变电站及单晶硅组件的运行情况，可同时实现对设备安全、集中、高效的管理。整个系统包括现场数据采集，数据包上传，数据处理、备份、输出，使其比传统监控系统及设备运行更稳定，防止因故障导致数据丢失，造成不可估量的损失。
2、以通信PLC组件为主站，通过开关量传输、模拟量传输、485总线传输同时采集多个光伏箱式变电站高压环网柜、升压变压器、低压开关柜、逆变器及单晶硅组件、交流汇流箱的相关工作状态、供电参数等数据；
3、通过GPRS传输建立监控中心与各个光伏箱式变电站、单晶硅组件、交流汇流箱之间稳定的通信联络，考虑到数据传输的安全性、保密性和稳定性，我们选择通过VPN专线连接到监控中心的数据服务器，实现接收管理所的控制命令、反馈监测数据，与负荷开关、框架断路器、塑壳断路器、电力仪表实现数据通信，信息采集及执行指令。
4、远程控制状态下可接收并执行监控中心指令，控制框架断路器、塑壳断路器的通断，同时将采集参量上传监控中心，远程控制由监控中心通过计算机对PLC发布指令实现断路器的通断功能。
5、在监控中心对各个光伏箱式变电站、单晶硅组件、交流汇流箱实现远程监测、控制，自动采集各个光伏箱式变电站、单晶硅组件、交流汇流箱的运行数据，实现数据显示、报警、储存、查询、汇总、打印输出报表等功能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为可实现智能互联的光伏箱式变电站电气结构示意图；
图2为可实现智能互联的光伏箱式变电站智能互联结构示意图。
图中标号说明：1、第一通讯PLC组件，2、第二通讯PLC组件，3、GPRS网络，4、PN专线出口，5、路由器，6、数据服务器，7、环网交换器，8、主机兼操作站，10、高压环网柜，20、升压变压器，30、低压开关柜，40、逆变器，50、交流汇流箱，60、单晶硅组件。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参照图1、图2所示，一种可实现智能互联的光伏箱式变电站，包括高压环网柜10、升压变压器20、低压开关柜30和逆变器40，所述单晶硅组件60设置有一组或多组，并分别通过电缆连接于所述逆变器40，所述的逆变器40通过电缆连接于所述交流汇流箱50。所述的交流汇流箱50连接于所述低压开关柜30，并通过所述升压变压器20连接于所述高压环网柜10。所述低压开关柜30包括框架断路器、电流互感器、浪涌保护器及塑壳断路器。所述高压环网柜10包括负荷开关、带电显示器、避雷器及高压熔断器。
为实现智能互联，可实现智能互联的光伏箱式变电站包括一组或多组第一通讯PLC组件1，所述第一通讯PLC组件1采集所述高压环网柜10、所述升压变压器20、所述低压开关柜30及所述逆变器40状态参数的数据。此外，所述第一通讯PLC组件1同时采集光伏箱式变电站外的交流汇流箱50及单晶硅组件60状态参数的数据。
以通信PLC组件作为主站，采集各个光伏箱式变电站中高压环网柜、升压变压器、低压开关柜、逆变器状态参数的数据，同时采集光伏箱式变电站外的交流汇流箱及单晶硅组件状态参数的数据，并将数据汇总打包。
所述的一组或多组第一通讯PLC组件1连接至一第二通讯PLC组件2，所述第二通讯PLC组件2通过GPRS传输至GPRS网络3，所述GPRS网络3连接有VPN专线出口4，该VPN专线出口4通过VPN专线连接到路由器5，并依次通过数据服务器6、环网交换器7连接到主机兼操作站8。第一通讯PLC组件1通过开关量传输、模拟量传输、485总线传输采集所述状态参数的数据。
所述采集的状态参数的数据与所述主机兼操作站8之间为双向传输，建立稳定的无线通信连接，将数据包传送至监控中心，实现中心服务器与现场采集控制设备之间的双向传输。
所述主机兼操作站8用于实现数据的分析处理、存储备份、权限管理及报表输出。将接收到的数据包通过数据组态形成友好的人机操作界面，实现数据的分析处理、存储备份、权限管理及报表输出等功能。
实现智能互联的方法：
1、以通信PLC组件为主站，通过开关量传输、模拟量传输、485总线传输同时采集多个光伏箱式变电站高压环网柜、升压变压器、低压开关柜、逆变器及单晶硅组件、交流汇流箱的相关工作状态、供电参数等数据；
2、通过GPRS传输建立监控中心与各个光伏箱式变电站、单晶硅组件、交流汇流箱之间稳定的通信联络，考虑到数据传输的安全性、保密性和稳定性，我们选择通过VPN专线连接到监控中心的数据服务器，实现接收管理所的控制命令、反馈监测数据，与负荷开关、框架断路器、塑壳断路器、电力仪表实现数据通信，信息采集及执行指令。
3、远程控制状态下可接收并执行监控中心指令，控制框架断路器、塑壳断路器的通断，同时将采集参量上传监控中心，远程控制由监控中心通过计算机对PLC发布指令实现断路器的通断功能。
4、在监控中心对各个光伏箱式变电站、单晶硅组件、交流汇流箱实现远程监测、控制，自动采集各个光伏箱式变电站、单晶硅组件、交流汇流箱的运行数据，实现数据显示、报警、储存、查询、汇总、打印输出报表等功能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可实现智能互联的光伏箱式变电站，包括高压环网柜(10)、升压变压器(20)、低压开关柜(30)和逆变器(40)，其特征在于：包括一组或多组第一通讯PLC组件(1)，所述第一通讯PLC组件(1)采集所述高压环网柜(10)、所述升压变压器(20)、所述低压开关柜(30)及所述逆变器(40)状态参数的数据，所述的一组或多组第一通讯PLC组件(1)连接至一第二通讯PLC组件(2)，所述第二通讯PLC组件(2)通过GPRS传输至GPRS网络(3)，所述GPRS网络(3)连接有VPN专线出口(4)，该VPN专线出口(4)通过VPN专线连接到路由器(5)，并依次通过数据服务器(6)、环网交换器(7)连接到主机兼操作站(8)。
2.根据权利要求1所述可实现智能互联的光伏箱式变电站，其特征在于：所述第一通讯PLC组件(1)同时采集光伏箱式变电站外的交流汇流箱(50)及单晶硅组件(60)状态参数的数据。
3.根据权利要求1所述可实现智能互联的光伏箱式变电站，其特征在于：第一通讯PLC组件(1)通过开关量传输、模拟量传输、485总线传输采集所述状态参数的数据。
4.根据权利要求2所述可实现智能互联的光伏箱式变电站，其特征在于：所述单晶硅组件(60)设置有一组或多组，并分别通过电缆连接于所述逆变器(40)，所述的逆变器(40)通过电缆连接于所述交流汇流箱(50)。
5.根据权利要求4所述可实现智能互联的光伏箱式变电站，其特征在于：所述的交流汇流箱(50)连接于所述低压开关柜(30)，并通过所述升压变压器(20)连接于所述高压环网柜(10)。
6.根据权利要求1所述可实现智能互联的光伏箱式变电站，其特征在于：所述低压开关柜(30)包括框架断路器、电流互感器、浪涌保护器及塑壳断路器。
7.根据权利要求1所述可实现智能互联的光伏箱式变电站，其特征在于：所述高压环网柜(10)包括负荷开关、带电显示器、避雷器及高压熔断器。
8.根据权利要求1所述可实现智能互联的光伏箱式变电站，其特征在于：所述采集的状态参数的数据与所述主机兼操作站(8)之间为双向传输。
9.根据权利要求1所述可实现智能互联的光伏箱式变电站，其特征在于：所述主机兼操作站(8)用于实现数据的分析处理、存储备份、权限管理及报表输出。
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