CN109560608B - 一种分布式光伏接入配电网的智能管控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分布式光伏接入配电网的智能管控系统，包括主站系统、智能配变终端、调压装置、智能电表，分布式光伏设备和供电设备；其中主站系统通过通信连接多个智能配变终端，每个智能配变终端对应连接电网台区内的各个调压装置，调压装置通过供电设备接入电网；主站系统还通过通信连接多个分布式光伏设备，每个分布式光伏设备通过1个智能电表与主站系统通信连接。本发明的优点：实现对分布式光伏设备运行状况和台区电压质量量、线损率和三相不平衡度等的实时监测和远程管理，对台区内发生的分布式光伏设备的相关故障进行精准定位，减少供电企业日常维护的工作量，提高供电质量、供电效率以及电网运行可靠性。

Description

一种分布式光伏接入配电网的智能管控系统
技术领域
本发明涉及一种智能管控系统，尤其涉及一种用于管控分布式光伏接入配电网的智能管控系统，属于电网智能控制技术领域。
背景技术
近年随着用户侧分布式光伏规模越来越大，装机容量占比越来越高，全国分布式光伏呈现出规模增大、电源分布点多、并网点分散、渗透率高、调控面广、单配电网变成多电源供电结构等特点，而分布式光伏大规模多点接入传统配电网，会给电网的安全、经济运行及供电电能质量造成严重影响。
目前普遍使用的公变在线监测终端在设计时并未过多考虑分布式光伏接入的因素，导致在公变台区下，现有的公变在线监测终端无法对大量接入的分布式光伏设备进行有效监测和管理。目前已经有一些大规模分布式光伏接入地区的台区电压出现问题，比如白天发电高峰期电网的持续高电压，给用户的用电设备以及电网设备带来极大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分布式光伏接入配电网的智能管控系统，以解决上述现有技术中存在的问题。
本发明的技术解决方案：一种分布式光伏接入配电网的智能管控系统，包括主站系统1、智能配变终端2、调压装置3、智能电表4，分布式光伏设备100和供电设备；其中主站系统1通过通信连接多个智能配变终端2，每个智能配变终端2对应连接电网台区内的各个调压装置3，调压装置3通过供电设备接入电网；主站系统1还通过通信连接多个分布式光伏设备100，每个分布式光伏设备100通过1个智能电表4与主站系统1通信连接；所述的主站系统1包括分布式光伏智能运维管控模块11和分布式光伏自适应管理模块12，其中分布式光伏智能运维管控模块11用于通信连接分布式光伏设备100，实现对每一个分布式光伏设备运行状态的统一监测与远程控制；分布式光伏自适应管理模块12和分布式光伏智能运维管控模块11之间相互通信连接，用于根据配电网的运行工况分析得到对应台区内每一个分布式光伏设备100对应的分布式光伏设备电压控制策略，并控制每一个分布式光伏设备100按照对应的分布式光伏设备电压控制策略输出无功电压。
优选的，所述调压装置3包括载调压变压器、低压线路调压器、光伏逆变器以及台区无功补偿装置；所述无功补偿装置包括同步调相机、开关投切固定电容、静止无功补偿器和静止无功发生器。
优选的，所述的分布式光伏接入配电网的智能管控系统还包括复合储能系统5，复合储能系统5与主站系统1通信连接，用于根据所述主站系统的控制信号将于复合储能系统5内储存的电能通过复合储能变换装置6逆变输入到配电网上；所述复合储能系统5中的储能介质为超级电容或蓄电池，或为超级电容和蓄电池的组合，所述复合储能变换装置6为复合储能变换器。
优选的，所述分布式光伏接入配电网的智能管控系统还包括配电自动化系统7，配电自动化系统7与主站系统1通信连接，配电自动化系统7包括电网调度自动化系统71和电能计量自动化系统72，其中电网调度自动化系统71用于实现对变电站运行的自动化控制和配电自动化，电能计量自动化系统72用于实现对每一个所述智能电表的远程抄表、用电量统计和用电费率计算。
本发明的优点：
1）实现了对分布式光伏设备运行状况的实时监测和远程管理；
2）实现了对台区的分布式光伏设备的发电量、设备状态、开关状态的实时监测和管理；
3）实现了对台区的电压质量、线损率和三相不平衡度等的实时监测和管理；
4）能够对台区内发生的分布式光伏设备的相关故障进行精准定位，并通过分析故障发生原因及时做出排障动作，减少了供电企业日常维护的工作量，提高了供电质量、供电效率以及电网运行的可靠性。
附图说明
附图1是本发明实施例1提供的分布式接入配电网的智能管控系统的结构示意图。
附图2是本发明实施例2提供的分布式接入配电网的智能管控系统的结构示意图。
附图3是本发明实施例3提供的分布式接入配电网的智能管控系统的结构示意图。
附图4是本发明实施例1、实施例2或实施例3提供的分布式接入配电网的智能管控系统中的主站系统的内部结构示意图。
附图5是本发明实施例3提供的分布式接入配电网的智能管控系统中的配电自动化系统的内部结构图。
图中1是主站系统、2是智能配变终端、3是调压装置、4是智能电表、5是复合储能系统、6是复合储能变换装置、7是配电自动化系统、11是分布式光伏智能运维管控模块、12是分布式光伏自适应管理模块、71是电网调度自动化系统、72是电能计量自动化系统、100是分布式光伏设备。
具体实施方式
如图1所示，一种分布式光伏接入配电网的智能管控系统，包括主站系统1、智能配变终端2、调压装置3、智能电表4，分布式光伏设备100和供电设备；其中主站系统1通过通信连接多个智能配变终端2，每个智能配变终端2对应连接电网台区内的各个调压装置3，调压装置3通过供电设备接入电网，用于根据配电网的运行工况分析得到对应台区的电压控制策略，并控制调压装置3按照对应台区的电压控制策略进行调压操作；主站系统1还通过通信连接多个分布式光伏设备100，每个分布式光伏设备100通过1个智能电表4与主站系统1通信连接。
所述的主站系统1设置于一智能终端内，包括分布式光伏智能运维管控模块11和分布式光伏自适应管理模块12，其中分布式光伏智能运维管控模块11用于通信连接分布式光伏设备100，实现对每一个分布式光伏设备运行状态的统一监测与远程控制；分布式光伏自适应管理模块12和分布式光伏智能运维管控模块11之间相互通信连接，用于根据配电网的运行工况分析得到对应台区内每一个分布式光伏设备100对应的分布式光伏设备电压控制策略，并控制每一个分布式光伏设备100按照对应的分布式光伏设备电压控制策略输出无功电压。
所述调压装置3包括载调压变压器、低压线路调压器、光伏逆变器以及台区无功补偿装置。
所述无功补偿装置包括同步调相机、开关投切固定电容、静止无功补偿器和静止无功发生器。
如图2所示，所述的分布式光伏接入配电网的智能管控系统还包括复合储能系统5，复合储能系统5与主站系统1通信连接，用于根据所述主站系统的控制信号将于复合储能系统5内储存的电能通过复合储能变换装置6逆变输入到配电网上。
所述复合储能系统5中的储能介质为超级电容或蓄电池，或为超级电容和蓄电池的组合。
所述复合储能变换装置6为复合储能变换器。
如图3所示，所述分布式光伏接入配电网的智能管控系统还包括配电自动化系统7，配电自动化系统7与主站系统1通信连接。
如图5所示，所述配电自动化系统7包括电网调度自动化系统71和电能计量自动化系统72，其中电网调度自动化系统71用于实现对变电站运行的自动化控制和配电自动化，电能计量自动化系统72用于实现对每一个所述智能电表的远程抄表、用电量统计和用电费率计算。
上述连接关系中的通信连接为有线或无线通讯方式，其中无线通讯方式包括载波、Zigbee、3G、4G和GPRS通信方式。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
本发明实施例1提供的一种分布式光伏接入配电网的智能管控系统，包括：
一个主站系统1，所述主站系统1包括分布式光伏智能运维管控模块11，所述分布式智能运维管控模块11通信连接多个分布式光伏设备100，用于实现对每一个所述分布式光伏设备100运行状态的的统一监测与远程控制；多个智能配变终端2，均通信连接所述分布式光伏智能运维管控模块11，每一个所述智能配变终端2均用于根据配电网的运行工况分析得到对应台区的电压控制策略，并控制所述对应台区内各调压装置3按照所述对应台区的所述电压控制策略进行调压操作。
为了实现对每一个所述分布式光伏设备100的无功电压的自适应控制，所述的主站系统1还包括一分布式光伏自适应管理模块12，所述分布式光伏自适应管理模块12用于根据配电网的运行工况分析得到对应台区内针对每一个所述分布式光伏设备100的分布式光伏设备电压控制策略，并控制每一个所述分布式光伏设备100按照对应的所述分布式光伏设备电压控制策略输出无功电压。
为了满足不同厂家、不同规格的分布式光伏设备接入同一配电网的需求，于本发明实施例1中，所述分布式光伏设备100通过智能电表4与所述主站系统1连接。每一个所述智能电表4具备相同的通信规约，比如具备相同的规约类型、相同的报文格式和加密要求等。
所述的调压装置3包括有载调压变压器、低压线路调压器、光伏逆变器以及台区无功补偿装置，所述无功补偿装置包括同步调相机、开关投切固定电容、静止无功补偿器和静止无功发生器。
本实施例1提供的分布式光伏接入配电网的智能管控系统实现对分布式光伏接入配电网的智能管控的工作原理如下：
分布在台区内各电压监测点上的各个电网数据监测设备将监测到的配电网运行工况实时传输给所述主站系统1，接入台区配电网的每一个所述分布式光伏设备100同样将自身设备运行工况实时传送给所述主站系统1。所述主站系统1将配电网的运行工况数据信息发送给对应台区的智能配变终端2，该智能配变终端2根据接收到的该台区内的配电网的运行工况信息分析得出对应台区的电压控制策略，然后控制所述对应台区内的各调压装置3按照所述对应台区的所述电压控制策略进行相关的调压操作。所述主站系统1同时根据台区配电网的运行工况以及每一个所述分布式光伏设备100发送的自身运行工况信息分析得出对应台区内每一个所述分布式光伏设备100对应的分布式光伏设备电压控制策略，并控制每一个所述分布式光伏设备100按照对应的所述分布式光伏设备电压控制策略输出无功电压。
本发明实施例1提供的分布式光伏接入配电网的智能管控系统还具备定位分布式光伏设备相关故障的功能，并且能够自动分析故障发生原因并及时做出排障动作，具体排障原理如下：
当台区内某一分布式光伏设备100发生故障时，比如无法正常工作时，该分布式光伏设备100将向所述的主站系统发生一故障发生信号。所述主站系统1还包括一地理信息获取模块，所述主站系统1的所述地理信息获取模块可用于获取对应台区内每一个所述分布式光伏设备100的地理位置。所述主站1系统将根据接收到的故障发生信号定位得到对应的该分布式光伏设备100的地理位置，并通过分析故障发生原因及时做出排障动作。所述主站系统1将根据接收到的所述故障发生信号生成一报警提示信号，并将生成的报警提示信号显示在智能终端的用户界面上，以提醒电网工作人员及时做出排障反应。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，实施例2提供的分布式光伏接入配电网的智能管控系统还包括一复合储能系统5，所述复合储能系统5与所述主站系统1通信连接，用于根据所述主站系统1的控制信号将于所述复合储能系统5内存储的电能通过复合储能变换装置6逆变输入到配电网上；所述的复合储能变换装置6优选为复合储能变换器。
所述复合储能系统5中的储能介质优选为超级电容或蓄电池，当然也可以是由超级电容和蓄电池共同组成的储能介质。也就是说，所述的复合储能系统5可以由单一的超级电容或单一的蓄电池作为储能介质向配电网供电，也可以由超级电容和蓄电池共同组成的储能介质向配电网进行联合供电。由于所述的复合储能系统5存在不同的储能介质与配电网之间的功率传输问题，所以为了解决不同储能介质与配电网之间的功率传输问题，于所述复合储能变换装置6中预设有多个供电控制策略，所述复合储能变换装置6根据所述主站系统1发送的供电控制信号并按照对应的所述供电控制策略向配电网供电。
实施例3
本实施例3与实施例1、实施例2的区别在于，本实施例3提供的分布式光伏接入配电网的智能管控系统还包括一配电自动化系统7，所述配电自动化系统7与所述主站系统1连接；所述配电自动化系统7包括电网调度自动化系统71，用于实现对变电站运行的自动化控制和配电自动化；电能计量自动化系统72，用于实现对每一个所述智能电表4的远程抄表、用电量统计和用电费计算等功能。
需要说明的是，为了实现所述主站系统1与每一个所述分布式光伏设备100以及每一个所述智能配变终端2之间的通信连接，实现每一个智能配变终端2与对应台区内的各调压装置3的通信连接，于本发明实施例1、实施例2和实施例3提供分布式光伏接入配电网的智能管控系统均提供有线和无线两种通信方式实现设备间的数据交互，其中有线通信方式优选为光纤通信连接，所述无线通讯方式则包括载波、Zigbee、3G、4G和GPRS通信方式。每一个所述智能配变终端2相互之间和每一个所述智能配变终端2和对应台区内的各调压装置3之间可通过有线或无线方式实现通信连接，电网工作人员可根据实际情况灵活选择有线或无线通信方式。
综上所述，本发明实现了对分布式光伏设备运行状况的实时监测和远程管理；实现了对台区的分布式光伏设备100的发电量、设备状态、开关状态的实时监测和管理；实现了对台区的电压质量、线损率和三相不平衡度等的实时监测和管理；并且能够对台区内发生的分布式光伏设备的相关故障进行精准定位，并通过分析故障发生原因及时做出排障动作，减少了供电企业日常维护的工作量，提高了供电质量、供电效率以及电网运行的可靠性。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种分布式光伏接入配电网的智能管控系统，其特征是包括一个主站系统和多个智能配变终端，所述主站系统包括分布式光伏智能运维管控模块，所述分布式智能运维管控模块通信连接多个分布式光伏设备，用于实现对每一个所述分布式光伏设备运行状态的统一监测与远程控制；所述智能配变终端均通信连接所述分布式光伏智能运维管控模块，每一个所述智能配变终端均用于根据配电网的运行工况分析得到对应台区的电压控制策略，并控制所述对应台区内各调压装置按照所述对应台区的所述电压控制策略进行调压操作；
所述的主站系统还包括一分布式光伏自适应管理模块，所述分布式光伏自适应管理模块用于根据配电网的运行工况分析得到对应台区内针对每一个所述分布式光伏设备的分布式光伏设备电压控制策略，并控制每一个所述分布式光伏设备按照对应的所述分布式光伏设备电压控制策略输出无功电压；
所述分布式光伏设备通过智能电表与所述主站系统连接，每一个所述智能电表具备相同的通信规约，即具备相同的规约类型、相同的报文格式和加密要求；
所述的调压装置包括有载调压变压器、低压线路调压器、光伏逆变器以及台区无功补偿装置，所述无功补偿装置包括同步调相机、开关投切固定电容、静止无功补偿器和静止无功发生器；
所述分布式光伏接入配电网的智能管控系统的工作过程如下：
分布在台区内各电压监测点上的各个电网数据监测设备将监测到的配电网运行工况实时传输给所述主站系统，接入台区配电网的每一个所述分布式光伏设备同样将自身设备运行工况实时传送给所述主站系统；所述主站系统将配电网的运行工况数据信息发送给对应台区的智能配变终端，该智能配变终端根据接收到的该台区内的配电网的运行工况信息分析得出对应台区的电压控制策略，然后控制所述对应台区内的各调压装置按照所述对应台区的所述电压控制策略进行相关的调压操作；所述主站系统同时根据台区配电网的运行工况以及每一个所述分布式光伏设备发送的自身运行工况信息分析得出对应台区内每一个所述分布式光伏设备对应的分布式光伏设备电压控制策略，并控制每一个所述分布式光伏设备按照对应的所述分布式光伏设备电压控制策略输出无功电压；
所述分布式光伏接入配电网的智能管控系统还具备定位分布式光伏设备相关故障的功能，并且能够自动分析故障发生原因并及时做出排障动作，具体排障原理如下：
当台区内某一分布式光伏设备发生故障时，该分布式光伏设备将向所述的主站系统发生一故障发生信号；所述主站系统还包括一地理信息获取模块，所述主站系统的所述地理信息获取模块可用于获取对应台区内每一个所述分布式光伏设备的地理位置；所述主站系统将根据接收到的故障发生信号定位得到对应的该分布式光伏设备的地理位置，并通过分析故障发生原因及时做出排障动作；所述主站系统将根据接收到的所述故障发生信号生成一报警提示信号，并将生成的报警提示信号显示在智能终端的用户界面上，以提醒电网工作人员及时做出排障反应。
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