CN202495775U - 太阳能光伏并网发电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能光伏并网发电系统,其主要技术特点是:由太阳能光伏电池组、光伏系统电池控制器、蓄电池、双向并网逆变器、测试仪表、计算机监控系统、防雷控制系统组成,防雷控制系统包括防直击雷避雷装置、防非直击雷避雷装置、智能监测模块、调制解调器1、调制解调器2、PC机,其中,太阳能光伏电池组、光伏系统电池控制器、双向并网逆变器依次相连,蓄电池、测试仪表分别于光伏系统电池控制器连接,计算机监控系统与测试仪表相连,本实用新型利用“光生伏打效应”原理制成的,直接通过并网逆变器,把电能送上电网,降低成本、减少污染,进入和退出电网灵活,有利于改善电力系统的负荷平衡,并可降低线路损耗。

Description

太阳能光伏并网发电系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于发电系统领域,尤其是一种太阳能光伏并网发电系统。
背景技术
[0002] 尽管寻找新能源的工作已经有相当的历史了,但是随着人类对能源需求的日益增力口,地球上化石能源的储量正日趋枯竭,世界性的环境污染和能源短缺已经迫使人们更加努力的寻找和开发新能源。在寻找和开发新能源的过程中,开发利用可再生能源和各种绿色能源以实现可持续发展,是人类必须采取的措施,光伏发电就是其中之一,虽然光伏发电
的实际应用存在着种种的局限,但是随着光伏发电成本的降低和矿物发电成本的提高以及矿物能源的减少,总有一天光伏发电的成本将会与传统发电成本相当,到时侯,光伏发电将逐步进入商业化阶段。
[0003] 传统太阳能光伏发电系统通常采用蓄电池作为储能装置,投资成本高、污染严重,同时太阳能光伏发电是太阳能最主要和最重要的应用,其主要组成部分光伏电站太阳电池阵列均位于户外,因此,为了确保系统可靠和安全地工作,必须解决太阳能光伏并网发电系统的防雷避雷问题,如何让太阳能光伏并网发电技术和新型避雷技术有机地结合在一起,组成实用、美观、安全可靠的一体化避雷系统,是目前亟需研究并解决的重要课题。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,利用“光生伏打效应”原理制作,直接通过并网逆变器,把电能送上电网,降低成本、减少污染,进入和退出电网灵活,既有利于增强电力系统抵御战争和灾害的能力,通过光伏并网发电技术和避雷技术的完美结合,很好的解决了太阳能光伏并网发电系统的防雷避雷问题。
[0005] 本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0006] 由太阳能光伏电池组、光伏系统电池控制器、蓄电池、双向并网逆变器、测试仪表、计算机监控系统、防雷控制系统组成,防雷控制系统包括防直击雷避雷装置、防非直击雷避雷装置、智能监测模块、调制解调器I、调制解调器2、PC机,其中,太阳能光伏电池组、光伏系统电池控制器、双向并网逆变器依次相连,蓄电池、测试仪表分别于光伏系统电池控制器连接,计算机监控系统与测试仪表相连,防雷控制系统中防直击雷避雷装置、防非直击雷避雷装置、调制解调器I分别于智能监测模块相连,调制解调器I、调制解调器2、PC机依次相连。
[0007] 而且,所述的太阳能光伏电池组采用光伏薄膜电池。
[0008] 而且,所述的智能监测模块包括前端处理模块I、前端处理模块2、智能监测仪,前端处理模块I中用于检测直接雷击的探头采用罗哥夫斯基线圈,罗哥夫斯基线圈安装在防直接雷避雷装置的接地引下线上,将大电流强电信号转变为小电流弱电信号进行隔离,前端处理模块2的输入来自防非直击雷避雷装置的防雷接口信号,该信号通过同轴电缆或光缆接入前端处理模块2中,经过过压保护电路和光电隔离电路后送入智能监测仪进行处理。
[0009] 而且,所述的防直击雷避雷装置是指在光伏电池组件支架、光伏系统电池控制器和双向并网逆变器的非导电体的屋顶上装设环形避雷带作为防雷保护,并且避雷带设有数个独立引下线。
[0010] 而且,所述的防非直击雷避雷装置是指在太阳电池方阵接线箱内安装防雷模块;在光伏系统电池控制器和双向并网逆变器内安装防雷元器件,在交流输出端安装浪涌保护器,防雷器件全部安装于防雨防尘的电源箱内,固定在架空出线杆上。
[0011] 本实用新型的优点和积极效果是:
[0012] I、本实用新型所发电能馈入电网,以电网为储能装置,省掉大部分蓄电池,仅将蓄电池作为辅助装置,比独立太阳能光伏系统的建设投资可减少达25% — 45%,从而使发电成本大为降低,省掉大部分蓄电池并可提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染。 [0013] 2、本实用新型进入和退出电网灵活,既有利于增强电力系统抵御战争和灾害的能力,又有利于改善电力系统的负荷平衡,并可降低线路损耗。
[0014] 3、本实用新型可起调峰作用,联网太阳能光伏系统是世界各发达国家在光伏应用领域竞相发展的热点和重点,是世界太阳能光伏发电的主流发展趋势,市场巨大,前景广阔。
[0015] 4、本实用新型采用完善的防雷避雷系统,针对各个组成部分的不同安装位置和各自的特点,对避雷方案进行综合改进,采用全面、有效的避雷设计方案,采取多级防护措施,对户内和户外发电设施分别进行有效地保护,确保太阳能光伏并网发电系统的正常工作。
附图说明
[0016] 图I是本实用新型总体系统连接框图。
[0017] 图2是本实用新型防雷系统的系统连接框图。
具体实施方式
[0018] 以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述:
[0019] 如图1、2所示,本实用新型所述的一种太阳能光伏并网发电系统,由太阳能光伏电池组、光伏系统电池控制器、蓄电池、双向并网逆变器、测试仪表、计算机监控系统、防雷控制系统组成,防雷控制系统包括防直击雷避雷装置、防非直击雷避雷装置、智能监测模块、调制解调器I、调制解调器2、PC机,其中,太阳能光伏电池组、光伏系统电池控制器、双向并网逆变器依次相连,蓄电池、测试仪表分别于光伏系统电池控制器连接,计算机监控系统与测试仪表相连,防雷控制系统中防直击雷避雷装置、防非直击雷避雷装置、调制解调器I分别于智能监测模块相连,调制解调器I、调制解调器2、PC机依次相连。
[0020] 本实用新型将市电和光伏电源并行工作,对于本地负载而言,如果太阳电池组件产生的电能足够负载使用,它将直接使用太阳电池组件产生的电能供给负载的需求,如果太阳电池组件产生的电能超过即时负载的需求还能将多余的电能返回给电网;如果太阳电池组件产生的电能不够用,则将自动启用市电,使用市电供给本地负载的需求;而且,当本地负载功耗小于SMD逆变器额定市电容量的60%时,市电就会自动给蓄电池充电,保证蓄电池长期处于浮充状态;如果市电产生故障,即市电停电或者市电的供电品质不合格,系统就会自动断开市电,转成独立工作模式,由蓄电池和逆变器提供负载所需的交流电能;一旦市电恢复正常,即电压和频率都恢复到正常状态以内,系统就会断开蓄电池,改为并网模式工作,由市电供电。
[0021] 防雷控制系统中前端处理模块I中用于检测直接雷击的探头,采用罗哥夫斯基(以下简称为罗氏)线圈,罗氏线圈安装在防直接雷避雷装置的接地引下线上,将大电流强电信号转变为小电流弱电信号进行隔离。信号进入前端处理模块I后,因此时的信号电压高达几十伏甚至上百伏,需要进行两级变换后才能送入智能监测仪处理:第一是进行分压变换,通过阻抗匹配将信号电压降至±0. Iv〜IOv ;第二是进行非线性变换,将±0. Iv〜IOv的信号变换为±0. 3v〜5v的信号,进行非线性变换的目的是便于a/d采样和去掉噪声电平的干扰。前端处理模块I的输出信号分成两路,一路经过4051八路选择电路和a/d转换电路测量雷电波形的峰值电压以及极性;另一路通过触发电路和保持电路给单片机提供中断信号和直接雷击避雷装置动作路数的信号。一旦某一路遭受直接雷击,单片机就被触发信号中断,中断服务程序中先判断遭受直接雷击的避雷装置的路数,然后通过4051选择 读入该路信号,经a/d转换后存入相应内存单元,以备主程序进行处理,相应路数的雷击次数进行累加,如果加满,则再增加时又从I开始循环计数,这样处理完后退出中断程序,由主程序将信息显示出来,只要不掉电或按复位按钮,则最新一次雷击的信息将始终显示在面板上。
[0022] 前端处理模块2的输入来自防非直接雷避雷装置(如电源避雷箱)的防雷接口信号,该信号通过同轴电缆或光缆接入前端处理模块2中,经过过压保护电路和光电隔离电路后送入智能监测仪的8255接口电路进行处理,如果避雷装置雷击后工作正常,则监测仪将检测到高电平信号,如检测为低电平信号,则表明此避雷装置已被雷击损坏,应立即予以更换。
[0023] 系统采用pc机作为整个监测系统的数据库管理中心,该部分主要负责统计系统辖区内的各个智能监测仪所检测的避雷装置的各种雷击信息(如雷击电流强度、雷击次数、雷击电压的极性以及避雷装置的损坏、更换情况等等)。它可以模拟显示辖区内防雷系统中各个避雷装置的位置、动作情况及工作状态,也可以按用户要求打印防雷系统中的各个智能监测仪的历史数据报表以及每次雷击后的具体情况的实时报表,它还可以通过向预先设定的电话报警来满足某些需要无人值守的场合。
[0024] 需要强调的是,本实用新型所述的实施例是说明性的,而不是限定性的,因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例,凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式,同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (5)

1. 一种太阳能光伏并网发电系统,其特征在于:由太阳能光伏电池组、光伏系统电池控制器、蓄电池、双向并网逆变器、测试仪表、计算机监控系统、防雷控制系统组成,防雷控制系统包括防直击雷避雷装置、防非直击雷避雷装置、智能监测模块、调制解调器I、调制解调器2、PC机,其中,太阳能光伏电池组、光伏系统电池控制器、双向并网逆变器依次相连,蓄电池、测试仪表分别于光伏系统电池控制器连接,计算机监控系统与测试仪表相连,防雷控制系统中防直击雷避雷装置、防非直击雷避雷装置、调制解调器I分别于智能监测模块相连,调制解调器I、调制解调器2、PC机依次相连。
2.根据权利要求I所述的太阳能光伏并网发电系统,其特征在于:所述的太阳能光伏电池组采用光伏薄膜电池。
3.根据权利要求I所述的太阳能光伏并网发电系统,其特征在于:所述的智能监测模块包括前端处理模块I、前端处理模块2、智能监测仪,前端处理模块I中用于检测直接雷击的探头采用罗哥夫斯基线圈,罗哥夫斯基线圈安装在防直接雷避雷装置的接地引下线上,将大电流强电信号转变为小电流弱电信号进行隔离,前端处理模块2的输入来自防非直击雷避雷装置的防雷接口信号,该信号通过同轴电缆或光缆接入前端处理模块2中,经过过 压保护电路和光电隔离电路后送入智能监测仪进行处理。
4.根据权利要求I所述的太阳能光伏并网发电系统,其特征在于:所述的防直击雷避雷装置是指在光伏电池组件支架、光伏系统电池控制器和双向并网逆变器的非导电体的屋顶上装设环形避雷带作为防雷保护,并且避雷带设有数个独立弓I下线。
5.根据权利要求I所述的太阳能光伏并网发电系统,其特征在于:所述的防非直击雷避雷装置是指在太阳电池方阵接线箱内安装防雷模块;在光伏系统电池控制器和双向并网逆变器内安装防雷元器件,在交流输出端安装浪涌保护器,防雷器件全部安装于防雨防尘的电源箱内,固定在架空出线杆上。
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