CN112448415A - 一种基于分布式光伏并网的安全保护设备 - Google Patents

一种基于分布式光伏并网的安全保护设备 Download PDF

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CN112448415A CN202011284582.2A CN202011284582A CN112448415A CN 112448415 A CN112448415 A CN 112448415A CN 202011284582 A CN202011284582 A CN 202011284582A CN 112448415 A CN112448415 A CN 112448415A
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Abstract

本发明公开了一种基于分布式光伏并网的安全保护设备，属于光伏发电技术领域，其包括并网保护组件，并网保护组件安装在分布式光伏发电系统和配电网之间的电力线上，所述并网保护组件包括断路器、断路器保护单元、脱扣单元和控制单元，所述断路器安装在电力线上，断路器上安装有断路器保护单元，断路器保护单元连接控制单元，控制单元连接脱扣单元，脱扣单元与断路器机械上相连接，降低了并网成本，有效提高过压、欠压、过流保护功能，在保护阀值和保护延时时间内确保分布式光伏发电的安全性，减少并网时对电网的冲击，降低对周边用户用电质量的影响。

Description

一种基于分布式光伏并网的安全保护设备
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，具体是涉及一种基于分布式光伏并网的安全保护设备。
背景技术
目前环保意识逐渐提升，新能源发电逐步发展，尤其是太阳能发电发展飞速。分布式光伏发电特指在用户场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则，充分利用当地太阳能资源，替代和减少化石能源消费。
分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。
但是，分布式光伏发电在接入电网时，需要在并网点设置保护设备，当主电网出现电压异常或是掉电时，需要将其从主电网可靠切除，而在主电网恢复正常时，又需要合闸复位实现并网。但是，现有的保护设备不具备带延时的过压、欠压、过流保护功能，通过断路器直接接入电网进行并网发电，缺乏有效的保护设备下，给安装分布式光伏电站的用户带来了安全隐患，影响周围用户的用电质量，甚至影响区域电网的安全稳定运行。
因此，需要提供一种基于分布式光伏并网的安全保护设备，旨在解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种基于分布式光伏并网的安全保护设备，以解决上述背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于分布式光伏并网的安全保护设备，包括并网保护组件，并网保护组件安装在分布式光伏发电系统和配电网之间的电力线上，所述并网保护组件包括断路器、断路器保护单元、脱扣单元和控制单元，所述断路器安装在电力线上，断路器上安装有断路器保护单元，断路器保护单元连接控制单元，控制单元连接脱扣单元，脱扣单元与断路器机械上相连接。
作为本发明进一步的方案，所述断路器保护单元包括电流采集模块和电压采集模块，电流采集器连接电力线，电压采集模块连接于电力线和断路器之间。
作为本发明进一步的方案，所述电流采集模块为电流采集器，电流采集器连接控制单元的电流信号采集模块，用于将电流信号传输至控制单元。
作为本发明进一步的方案，所述电压采集模块为电压采集器，电压采集器连接控制单元的电压信号采集模块，用于将电压信号传输至控制单元。
作为本发明进一步的方案，所述脱扣单元用于接收控制单元的命令并控制断路器分闸。
作为本发明进一步的方案，所述脱扣单元与控制单元之间还设有延时脱扣驱动单元。
作为本发明进一步的方案，所述控制单元上还连接有报警输出单元、液晶显示单元、按键输入单元、通讯接口单元、存储单元和供电单元，所述按键输入单元、通讯接口单元和存储单元分别连接控制单元的输入端，报警输出单元和液晶显示单元分别连接控制单元的输出端，供电单元为独立电源并与控制单元的供电端口连通，用于独立供电。
综上所述，本发明实施例与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明提供的基于分布式光伏并网的安全保护设备，包括安装在分布式光伏发电系统和配电网之间的电力线上的并网保护组件，在断路器上安装断路器保护单元，并通过控制单元连接脱扣单元，降低并网成本，有效提高过压、欠压、过流保护功能，在保护阀值和保护延时时间内确保分布式光伏发电的安全性，减少并网时对电网的冲击，降低对周边用户用电质量的影响。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于分布式光伏并网的安全保护设备的结构示意框图。
图2为本发明提供的一种基于分布式光伏并网的安全保护设备中断路器保护单元的结构示意框图。
图3为本发明提供的一种基于分布式光伏并网的安全保护设备中控制单元的结构示意框图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
参见图1所示，本发明提供了一种基于分布式光伏并网的安全保护设备，包括并网保护组件，并网保护组件安装在分布式光伏发电系统和配电网之间的电力线上，所述并网保护组件包括断路器、断路器保护单元、脱扣单元和控制单元，所述断路器安装在电力线上，断路器上安装有断路器保护单元，断路器保护单元连接控制单元，控制单元连接脱扣单元，脱扣单元与断路器机械上相连接，脱扣单元用于使断路器分闸。
参见图2所示，所述断路器保护单元包括电流采集模块和电压采集模块，电流采集器连接电力线，电压采集模块连接于电力线和断路器之间。
所述电流采集模块为电流采集器，电流采集器连接控制单元的电流信号采集模块，用于将电流信号传输至控制单元。
所述电压采集模块为电压采集器，电压采集器连接控制单元的电压信号采集模块，用于将电压信号传输至控制单元。
所述脱扣单元用于接收控制单元的命令并控制断路器分闸。
所述脱扣单元与控制单元之间还设有延时脱扣驱动单元，延时脱扣驱动单元可以使得本领域技术人员根据现场情况实时无级设定过压、欠压、过流的保护阈值和保护延时时间。具有安全性能高，控制效果好，适用范围广，应变能力强，成本低的实质性进步。
在本发明实施例中，控制单元通过接受分布式光伏发电系统和配电网之间的电压信号以及电流信号，判断电压信号、电流信号是否安全，并依据预先设置的过压阀值、欠压阀值、过流阀值做出过压、欠压、过流保护命令的指令，使得控制单元的命令通过延时脱扣驱动单元控制脱扣单元驱动，并驱动断路器是否分闸。
在本发明的一个实施例中，当控制单元通过接受分布式光伏发电系统和配电网之间的电压信号以及电流信号后，在判断电压信号、电流信号为安全无故障状态时，则消除所有故障标志，不向延时脱扣驱动单元发送脱扣指令，断路器处于正常工作状态。
在本发明的另一实施例中，当控制单元通过接受分布式光伏发电系统和配电网之间的电压信号以及电流信号后，在判断电压信号达到欠压阀值或过压阀值时，或者电流信号达到过流阀值时，均为不安全有故障状态，此时，控制单元通过向延时脱扣驱动单元发送指令并控制脱扣单元驱动，驱动断路器分闸，进行过压、欠压或过流保护。
在本发明的一个实施例中，参见图3所示，所述控制单元上还连接有报警输出单元、液晶显示单元、按键输入单元、通讯接口单元、存储单元和供电单元，所述按键输入单元、通讯接口单元和存储单元分别连接控制单元的输入端，报警输出单元和液晶显示单元分别连接控制单元的输出端，供电单元为独立电源并与控制单元的供电端口连通，用于独立供电。
作为本发明的一种优选实施例，所述报警输出单元为声光报警器，液晶显示单元为LCD液晶显示屏，具体可以为OLED液晶屏、TFD液晶屏或TFT液晶屏，按键输入单元为输入按键或键盘，通讯接口单元为通讯网络接口，通讯接口单元的通讯方式为RS485、CAN总线、RS232、以太网总线、现场总线中的至少之一，存储单元为存储器，供电单元为单独的电源。
分布式光伏发电系统和配电网之间的电力线上的过压、欠压或过流状态以及正常工作状态均会经过控制单元上的液晶显示单元实现电压、电流、发电量等信息的实时显示功能，与此同时，按键输入单元用于阀值及相关信息的输送，通讯接口单元用于外部设备与控制单元的连通，其保护阀值等参数信息以及接收的电压、电流、发电量等信息存储于存储单元，供电单元独立工作，使得安全保护设备的工作不受影响，且能够在过压、欠压或过流时，断路器分闸的同时通过报警输出单元发出预警，安全性大大提高。
综上所述，本发明提供的基于分布式光伏并网的安全保护设备，包括安装在分布式光伏发电系统和配电网之间的电力线上的并网保护组件，在断路器上安装断路器保护单元，并通过控制单元连接脱扣单元，降低并网成本，有效提高过压、欠压、过流保护功能，在保护阀值和保护延时时间内确保分布式光伏发电的安全性，减少并网时对电网的冲击，降低对周边用户用电质量的影响。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，仅是本发明的优选实施方式。本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于分布式光伏并网的安全保护设备，其特征在于，包括并网保护组件，并网保护组件安装在分布式光伏发电系统和配电网之间的电力线上，所述并网保护组件包括断路器、断路器保护单元、脱扣单元和控制单元，所述断路器安装在电力线上，断路器上安装有断路器保护单元，断路器保护单元连接控制单元，控制单元连接脱扣单元，脱扣单元与断路器机械上相连接。
2.根据权利要求1所述的基于分布式光伏并网的安全保护设备，其特征在于，所述断路器保护单元包括电流采集模块和电压采集模块，电流采集器连接电力线，电压采集模块连接于电力线和断路器之间。
3.根据权利要求2所述的基于分布式光伏并网的安全保护设备，其特征在于，所述电流采集模块为电流采集器，电流采集器连接控制单元的电流信号采集模块，用于将电流信号传输至控制单元。
4.根据权利要求2所述的基于分布式光伏并网的安全保护设备，其特征在于，所述电压采集模块为电压采集器，电压采集器连接控制单元的电压信号采集模块，用于将电压信号传输至控制单元。
5.根据权利要求1所述的基于分布式光伏并网的安全保护设备，其特征在于，所述脱扣单元用于接收控制单元的命令并控制断路器分闸。
6.根据权利要求5所述的基于分布式光伏并网的安全保护设备，其特征在于，所述脱扣单元与控制单元之间还设有延时脱扣驱动单元。
7.根据权利要求1所述的基于分布式光伏并网的安全保护设备，其特征在于，所述控制单元上还连接有报警输出单元、液晶显示单元、按键输入单元、通讯接口单元、存储单元和供电单元，所述按键输入单元、通讯接口单元和存储单元分别连接控制单元的输入端，报警输出单元和液晶显示单元分别连接控制单元的输出端，供电单元为独立电源并与控制单元的供电端口连通，用于独立供电。
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CN115241854A (zh) * 2022-09-26 2022-10-25 国网上海能源互联网研究院有限公司 一种用于低压分布式光伏并网控保的方法及系统

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