CN108565755A - 光伏发电一体化智能升压箱式变电站 - Google Patents

光伏发电一体化智能升压箱式变电站 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏发电一体化智能升压箱式变电站，用于将光伏汇流箱输入的直流电转换为交流高压电输出，包括相邻设置的第一箱体和第二箱体，该第一箱体内设置有一组或多组导电连接的逆变器和低压柜，所述光伏汇流箱直流输入至所述的一组或多组逆变器；该第二箱体内设置有导电连接的变压器和高压柜，所述的一组或多组低压柜导电连接于所述变压器，所述高压柜输出所述交流高压电。将逆变器和升压箱变放在同一个箱变内做成光伏发电一体化智能升压箱式变电站，减小了逆变器或箱变事故导致的故障范围，将检修难度、停电时间降低到最低，可以使太阳能板利用率提高到98％，发电效率更高。

Description

光伏发电一体化智能升压箱式变电站
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，涉及一种光伏发电一体化智能升压箱式变电站。
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逆变器和升压箱分别设置，需要分别针对逆变器房和升压箱进行土建，延长了施工周期、增加了施工成本，并且检修难度大。此外，现有技术的箱式变电站采用高压室、变压器及低压室呈“品”字形或“目”字形排列的三室结构，此类结构占用较大的空间，并且不方便操作及组装，制作成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种光伏发电一体化智能升压箱式变电站，将逆变器和升压箱变放在同一个箱变内做成光伏发电一体化智能升压箱式变电站，减小了逆变器或箱变事故导致的故障范围，将检修难度、停电时间降低到最低，可以使太阳能板利用率提高到98％，发电效率更高。
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：
一种光伏发电一体化智能升压箱式变电站，用于将光伏汇流箱输入的直流电转换为交流高压电输出，包括相邻设置的第一箱体和第二箱体，该第一箱体内设置有一组或多组导电连接的逆变器和低压柜，所述光伏汇流箱直流输入至所述的一组或多组逆变器；该第二箱体内设置有导电连接的变压器和高压柜，所述的一组或多组低压柜导电连接于所述变压器，所述高压柜输出所述交流高压电。
进一步的，所述逆变器通过一低压智能断路器与所述低压柜导电连接。
进一步的，所述低压柜连接有低压侧交流互感器。
进一步的，所述高压柜内设置有高压负荷开关、高压熔断器、高压避雷器以及高压带电显器。
进一步的，所述的一组或多组低压柜导电连接有箱变测控装置，所述箱变测控装置用于采集所述逆变器出口三相额定电压、采集高压熔断器熔断，以及所述变压器绕组温度及所述光伏发电一体化智能升压箱式变电站内的环境温度。
优选的，所述箱变测控装置具有环网交换功能的光接口模块，所述光口模块将多台主板服务器、中继器、集线器、终端机与多台终端机之间的互联。
优选的，所述箱变测控装置还包括网管型交换机。
优选的，所述箱变测控装置连接有不间断电源。
优选的，所述第一箱体和第二箱体采用集装箱箱体制成。
优选的，所述第一箱体和/或第二箱体内设置有消防器具。
本发明的有益效果是:
1、将逆变器和升压箱变放在同一个箱变内做成光伏发电一体化智能升压箱式变电站，这样节省了逆变器房土建，升压箱变土建，逆变器房与箱变之间的电缆连接。
2、减小了逆变器或箱变事故导致的故障范围，将检修难度、停电时间降低到最低，可以使太阳能板利用率(降低箱变和逆变器故障的检修概率和停电时间，减少故障导致的光伏停电面积)提高到98％。发电效率更高。
3、一体化智能升压箱式变电站打破常规的箱式变电站的高压室，变压器及低压室这三室的格局，将逆变器及低压柜给合在一起，将变压器及高压室放在一起，一套箱变房变成了两室，这样既节省了空间又方便操件及组装，节约了制作成本。
4、采用优于普通光伏箱变常用的箱变测控装置，箱变测控装置带有环网和通讯管理机功能的光伏测控一体化装置，除具有一般的箱变测控装置的功能外，还能直接采集逆变器出口三相额定电压，采集高压熔断器熔断、及变压器绕组温度及箱变内的环境温度，及具有环网交换功能的光接口模块。光口将网络传输距离的极限从双绞线的100米扩展到了50公里以上，它可以简单地实现多台主板服务器、中继器、集线器、终端机与多台终端机之间的互联。也可以插上网管板，就是网管型交换机，具有环网冗余等功能。其所用器件经过严格筛选，主要元器件一律采用工业级器件，增强了产品对恶劣及复杂环境的适应性。全面实现对光伏箱变的“遥信、遥测、遥控、遥调”功能；实现光伏工程的“少人值班”的运行管理模式。
5、采用与常规箱变外壳不同的集装箱箱变外壳，集装箱箱变是防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱。其箱变牢固程度高于常规箱变，更方便于运输及安装。
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为光伏发电一体化智能升压箱式变电站平面布置图；
图2为光伏发电一体化智能升压箱式变电站电气示意图。
图中标号说明：1、逆变器，12、低压智能断路器，2、低压柜，21、低压侧交流互感器，22、箱变测控装置，23、不间断电源，3、变压器，4、高压柜，100、第一箱体，101、检修孔，200、第二箱体，201、消防器具。
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。
光伏发电的原理是将光能转化为电能，经直流配电，汇流箱再送到逆变器，变为交流后，再升压输送到配电网。这里以1MWp为一个设计单元，从光伏发电板将光能转化为电能，经直流汇流箱，再到2*500KW集中式逆变器，变为0.315KV交流，送到升压变升压至35KV后，接至光伏电场35KV升压站并网柜。
参照图1、图2所示，一种光伏发电一体化智能升压箱式变电站，包括相邻设置的第一箱体100和第二箱体200，该第一箱体100内设置有两组组导电连接的逆变器1和低压柜2。将固定倾角安装的晶硅光伏电池组件分成1个1MWp的光伏并网发电矩阵由直流汇流箱引入到第一箱体100内的两台500KW的逆变器1内，经逆变器1逆变为交流输入至两台低压智能断路器12，并通过所述低压智能断路器12与所述低压柜2导电连接。每台所述低压柜2设置有3台低压侧交流互感器21。
所述的一组或多组低压柜2导电连接有箱变测控装置22，所述箱变测控装置22用于采集所述逆变器出口三相额定电压、采集高压熔断器熔断，以及所述变压器绕组温度及所述光伏发电一体化智能升压箱式变电站内的环境温度。所述箱变测控装置22具有环网交换功能的光接口模块，所述光口模块将多台主板服务器、中继器、集线器、终端机与多台终端机之间的互联。所述箱变测控装置22还包括网管型交换机和连接有不间断电源23。
每套箱变内装有三合一箱变测控装置来实现对箱变内的交流采样功能，可测量I、U、P、Q、F、COS￠、有功电度、无功电度等测量参数，直接采集逆变器出口三相额定电压，采集高压熔断器熔断、及变压器绕组温度及箱变内的环境温度、箱变门打开等信号，并具有非电量保护功能，对升压变压器的重瓦斯跳闸、轻瓦斯告警、超高温跳闸、高温告警保护、油位低告警、压力异常告警保护等。还可采集35KV负荷开关位置信号、低压断路器位置信号，对35KV负荷开关和2台低压智能断路器实现远程控分和控，达到满足综合自动化系统的要求。
变测控装置带有环网和通讯管理机功能的光伏测控一体化装置，除具有一般的箱变测控装置的功能外，还能直接采集逆变器出口三相额定电压，采集高压熔断器熔断、及变压器绕组温度及箱变内的环境温度，及具有环网交换功能的光接口模块。光口将网络传输距离的极限从双绞线的100米扩展到了50公里以上，它可以简单地实现多台主板服务器、中继器、集线器、终端机与多台终端机之间的互联。也可以插上网管板，就是网管型交换机，具有环网冗余等功能。其所用器件经过严格筛选，主要元器件一律采用工业级器件，增强了产品对恶劣及复杂环境的适应性。全面实现对光伏箱变的“遥信、遥测、遥控、遥调”功能；实现光伏工程的“少人值班”的运行管理模式
所述的两台低压柜2分别导电连接于第二箱体200内设置的一台变压器3，该变压器3为S13-1000/0.315-0.315KV 38.5±2×2.5％Y，d11-d11Ud＝6.5％，变压器3变压后输出至高压柜4，所述高压柜4内设置有高压负荷开关、高压熔断器、高压避雷器以及高压带电显器。所述高压柜4经高压负荷开关送出至大电网。
所述第一箱体100和第二箱体200采用集装箱箱体制成。所述第一箱体100内设置有检修孔101，第二箱体200内设置有消防器具201和。采用与常规箱变外壳不同的集装箱箱变外壳，集装箱箱变是防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱。其箱变牢固程度高于常规箱变，更方便于运输及安装。
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 (10)

1.一种光伏发电一体化智能升压箱式变电站，用于将光伏汇流箱输入的直流电转换为交流高压电输出，其特征在于：包括相邻设置的第一箱体(100)和第二箱体(200)，该第一箱体(100)内设置有一组或多组导电连接的逆变器(1)和低压柜(2)，所述光伏汇流箱直流输入至所述的一组或多组逆变器(1)；该第二箱体(200)内设置有导电连接的变压器(3)和高压柜(4)，所述的一组或多组低压柜(2)导电连接于所述变压器(3)，所述高压柜(4)输出所述交流高压电。
2.根据权利要求1所述的光伏发电一体化智能升压箱式变电站，其特征在于：所述逆变器(1)通过一低压智能断路器(12)与所述低压柜(2)导电连接。
3.根据权利要求1所述的光伏发电一体化智能升压箱式变电站，其特征在于：所述低压柜(2)连接有低压侧交流互感器(21)。
4.根据权利要求1所述的光伏发电一体化智能升压箱式变电站，其特征在于：所述高压柜(4)内设置有高压负荷开关、高压熔断器、高压避雷器以及高压带电显器。
5.根据权利要求1所述的光伏发电一体化智能升压箱式变电站，其特征在于：所述的一组或多组低压柜(2)导电连接有箱变测控装置(22)，所述箱变测控装置(22)用于采集所述逆变器出口三相额定电压、采集高压熔断器熔断，以及所述变压器绕组温度及所述光伏发电一体化智能升压箱式变电站内的环境温度。
6.根据权利要求5所述的光伏发电一体化智能升压箱式变电站，其特征在于：所述箱变测控装置(22)具有环网交换功能的光接口模块，所述光口模块将多台主板服务器、中继器、集线器、终端机与多台终端机之间的互联。
7.根据权利要求5所述的光伏发电一体化智能升压箱式变电站，其特征在于：所述箱变测控装置(22)还包括网管型交换机。
8.根据权利要求5所述的光伏发电一体化智能升压箱式变电站，其特征在于：所述箱变测控装置(22)连接有不间断电源(23)。
9.根据权利要求1所述的光伏发电一体化智能升压箱式变电站，其特征在于：所述第一箱体(100)和第二箱体(200)采用集装箱箱体制成。
10.根据权利要求1所述的光伏发电一体化智能升压箱式变电站，其特征在于：所述第一箱体(100)和/或第二箱体(200)内设置有消防器具。
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