CN205004828U - 一种基于光伏储能自动切换的变电站监控系统 - Google Patents

Abstract

一种基于光伏储能自动切换的变电站监控系统，属监控领域。其在变电站监控系统与现有站用电源之间设置一个双电源自动转换装置；双电源自动转换装置的出线端经过一个在线式不间断供电UPS单元与变电站监控系统的电源输入端对应连接；双电源自动转换装置的第一进线端与现有站用电源对应连接，构成变电站监控系统的主电源端；双电源自动转换装置的第二进线端与一个光伏储能供电装置对应连接，构成变电站监控系统的备用电源端。其对站内所有的监控采集单元、技防设备、监控主机等设备都采用市电和光伏储能两种方式供电，可确保变电站内视频监控及技防系统的不间断运行和视频主机数据的存储安全，提高了整个变电站在极端情况下的抗故障能力。

Description

一种基于光伏储能自动切换的变电站监控系统

技术领域

本实用新型属于视频监控领域，尤其涉及一种用于变电站的视频监控系统。

背景技术

如今智能变电站管理的网络化、数字化和自动化是电力发展要求的必然趋势，变电站的无人值守、综合管理和安全管理是电网现代化的必由之路。

通过变电站安防及视频监控系统(简称监控系统)，可实时获得现场的报警信息，通过录像记录对事件情况进行追溯。

现有的变电站安防及视频监控系统，通常是由变电站低压系统中的站用电源或市电电源(以下统一简称为站用电源)提供电源，确保监控系统中各个设备的正常工作，有些电压等级较高的变电站(诸如11万伏或22万伏的变电站)，还分别从变电站的两路低压母线电源系统中分别获得电源，以达到“一用一备”的供电模式，以确保变电站安防及视频监控系统的正常用电和工作。

作为一种特例，有些枢纽性变电站还采用了双电源冗余式监控系统结构，即整个监控系统分为至少两部分或两路监控设备，这两部分或两路监控设备分别由该变电站的两路低压电源分别供电，使得在最坏的情况下，至少还有一路或部分监控设备可以获得供电，维持其正常工作，以记录关键设备或部位的现场情况，最大限度地延续监控系统在极端情况下的监控或记录功能。

但是如果发生突发恶性系统事故或者遇到外力破坏，导致整个变电站的双路电源均失电(即通常所说的整个变电站全部停电)，则会致使变电站的站用电系统或两路低压母线电源系统全部失电，进而使得现有的安防及视频监控系统失去系统电源，部分或全部视频监控设备无法正常工作，无法全程记录现场情况，失去其在极端情况下的监控或记录功能，给监控系统在极端情况下的监控或记录功能带来不利影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于光伏储能自动切换的变电站监控系统，其在常规单路或多路站用电源供电的基础上，增加了至少一路具有光伏储能的太阳能备用电源供电方式，同时系统还集成了双电源自动转换，以用于站用电源与太阳能备用电源之间的自动切换，对站内所有的监控采集单元、技防设备、监控主机等设备都采用市电和光伏储能两种方式供电，以确保变电站内视频监控及技防系统的不间断运行和视频主机数据的存储安全，并可对外输出“断电启动电源切换”报警通知，在有效延续了在极端情况下视频监控系统的监控或记录功能的同时，便于管理人员启动相应的紧急处置措施，有助于现场事故的应急处理和视频主机数据的存储安全，提高了整个变电站的抗故障能力或在极端情况下变电站的技术生存能力。

本实用新型的技术方案是：提供一种基于光伏储能自动切换的变电站监控系统，包括为现有变电站监控系统提供电源的站用电源，其特征是：

在变电站监控系统与现有站用电源之间，设置一个具有“两个进线端、一个出线端”的双电源自动转换装置；

在所述双电源自动转换装置的出线端设置一个在线式不间断供电UPS单元，所述双电源自动转换装置的出线端，经过所述的在线式不间断供电UPS单元与所述变电站监控系统的电源输入端对应连接；

所述双电源自动转换装置的第一进线端，与现有站用电源的电源输出端对应连接，构成所述变电站监控系统的主电源端；

所述双电源自动转换装置的第二进线端，与一个光伏储能供电装置的电源输出端对应连接，构成所述变电站监控系统的备用电源端；

所述的光伏储能供电装置包括光伏发电板、光伏逆变单元和电池储能单元；

其中，所述的光伏发电板与光伏逆变单元对应连接，光伏逆变单元和电池储能单元对应连接，光伏逆变单元的电源输出端与双电源自动转换装置的第二进线端对应连接；

所述的双电源自动转换装置包括智能控制器、两台微型断路器及其机械联锁单元；

其中，所述智能控制器的信号输入端分别与现有站用电源的电源输出端和光伏储能供电装置的电源输出端对应连接；所述智能控制器的信号输出端分别与两台微型断路器的分、合闸控制电路分别对应连接；

所述两台微型断路器主回路的输入端，分别构成所述双电源自动转换装置的第一进线端和第二进线端，两台微型断路器主回路的输出端对应并联后，构成所述双电源自动转换装置的出线端。

具体的，所述第一进线端的微型断路器主回路的分、合闸对应辅助触点，与所述变电站监控系统的报警监控单元对应连接。

进一步的，所述第一进线端的微型断路器主回路的分、合闸对应辅助触点，与所述变电站监控系统的报警监控单元的AUX信号输入端对应连接。

具体的，在所述光伏发电板与光伏逆变单元之间，设置有熔断保护器单元。

具体的，所述的智能控制器设置有第一进线端/第二进线端微型断路器通/断切换单元，在所述第一进线端微型断路器通/断切换单元的控制回路与第二进线端微型断路器通/断切换单元的控制回路之间，设置有两组互锁式控制开关触点；其中第一组互锁式控制开关触点串接在第一进线端微型断路器通/断切换单元的控制回路中，第二组互锁式控制开关触点串接在第二进线端微型断路器通/断切换单元的控制回路中。

进一步的，所述的微型断路器为三相断路器。

与现有技术比较，本实用新型的优点是：

1.采用双电源自动转换供电模式，在常规单路或多路站用电源供电的基础上，增加了至少一路具有光伏储能的太阳能备用电源供电方式，对站内所有的监控采集单元、技防设备、监控主机等设备都采用市电和光伏储能两种方式供电，以确保变电站内视频监控及技防系统的不间断运行和视频主机数据的存储安全；

2.其双电源自动转换装置对双路电源进行检测，当主电源发生异常时，控制器对检验结果作出逻辑判断，根据控制器指令驱动操作机构分闸或者合闸，备用电源投入供电，以用于站用电源与太阳能备用电源之间的自动切换；

3.将切换器上的合闸信号输出作为一路报警信号接入报警监控单元，当发生主电源断电后，将向报警监控单元连续发送“主电源被切断，备用电源已启动”的警报信息；一旦主电源恢复，则会向报警监控单元发送“主电源已恢复”的提示信号；管理人员可按提示远程调用监控画面，确认现场情况以做出合理的判断，启动相应的紧急处置措施。

附图说明

图1是本实用新型的光伏储能自动切换系统构成示意图；

图2是本实用新型的双电源切换模块示意图；

图3是本实用新型双电源切换器的接线示意图。

图中1为第一进线端微型断路器，2为第二进线端微型断路器，xa1为第一组互锁式控制开关的常开触点，xb1为第一组互锁式控制开关的常闭触点，xa2为第二组互锁式控制开关的常开触点，xb2为第二组互锁式控制开关的常闭触点，si为整流器，C为投入线圈，AUT为第一进线端微型断路器主回路的分、合闸对应辅助触点，A1、A2为主电源投入端子，B1、B2为备用电源投入端子。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1中，本技术方案提供了一种基于光伏储能自动切换的变电站监控系统，包括为现有变电站监控系统提供电源的站用电源，其发明点在于：

在变电站监控系统与现有站用电源之间，设置一个具有“两个进线端、一个出线端”的双电源自动转换装置：在双电源自动转换装置的出线端设置一个在线式不间断供电UPS单元，其双电源自动转换装置的出线端，经过在线式不间断供电UPS单元与变电站监控系统的电源输入端对应连接。

其中，光伏储能供电装置包括光伏发电板、光伏逆变单元和电池储能单元，在光伏发电板与光伏逆变单元之间，设置有熔断保护器单元。

其双电源自动转换装置的第一进线端，与现有站用电源的电源输出端(图中以“市电线路”表示)对应连接，构成变电站监控系统的主电源端；双电源自动转换装置的第二进线端，与光伏储能供电装置的电源输出端对应连接，构成变电站监控系统的备用电源端。

其中，所述的光伏发电板与光伏逆变单元对应连接，光伏逆变单元和电池储能单元对应连接，光伏逆变单元的电源输出端与双电源自动转换装置的第二进线端对应连接。

进一步的，双电源自动转换装置中第一进线端微型断路器主回路的分、合闸对应辅助触点，与所述变电站监控系统的报警监控单元对应连接。

图2中，所述的双电源自动转换装置包括智能控制器、第一、第二微型断路器及其机械联锁单元。

其中，智能控制器的信号输入端分别与现有站用电源的电源输出端和光伏储能供电装置的电源输出端对应连接；智能控制器的信号输出端分别与两台微型断路器的分、合闸控制电路分别对应连接。

第一微型断路器1的主回路输入端，构成双电源自动转换装置的第一进线端A/B/C，第二微型断路器2的主回路输入端，构成双电源自动转换装置的第二进线端A′/B′/C′，两台微型断路器主回路的输出端对应并联后，构成双电源自动转换装置的出线端，与前述的变电站监控系统电源输入端(图中以“负载”来表示)对应连接。

图3中，智能控制器设置有第一进线端/第二进线端微型断路器通/断切换单元，在第一进线端微型断路器通/断切换单元的控制回路与第二进线端微型断路器通/断切换单元的控制回路之间，设置有两组互锁式控制开关触点。

其中，第一组互锁式控制开关的常开触点xa1和常闭触点xb1串接在第一进线端微型断路器通/断切换单元的控制回路(即主电源投入端子A1、B1之间)中，第二组互锁式控制开关的常开触点xa2和常闭触点xb2串接在第二进线端微型断路器通/断切换单元的控制回路(即备用电源投入端子A2、B2之间)中。

此外，由图可知，第一进线端的微型断路器主回路的分、合闸对应辅助触点，与所述变电站监控系统的报警监控单元的AUX信号输入端对应连接。

本实用新型技术方案的工作原理简述：

系统正常运行时，由变电站内的市电线路(即前述的站用电系统，下同)提供变电站监控系统的正常工作用电，当变电站遭遇市电供应中断情况时，系统将自动切换至光伏储能供电系统，改为使用预先储存于光伏系统的储能电池中的电力为变电站监控系统提供工作电源，当站内的市电恢复供应时，系统将自动切换回市电供电。

在供电系统安全性保障方面，由于双电源自动转换装置的出线端设置有一个在线式不间断供电UPS单元，且主。备用电源之间的切换/转换时间控制在3s内，不会因电源切换时的电流波动引起监控系统故障。

在连入户外的光伏板与逆变器系统中加入了熔断保护器，避免了光伏板端电流不稳定或户外光伏板等设备遭受雷击等因素导致光伏系统乃至监控系统被破坏。

采用这两种方式已基本可满足视频监控设备在供用电方面的高可靠性要求。

本实用新型技术方案的具体工作过程：

1)市电正常状态下——市电线路：市电经双电源切换装置主供电线路接入在线式UPS系统，UPS备电并为监控系统供电。监控系统正常工作接收下级各类视频采集器、报警器接入信号进行处理分析，达到报警触发条件时，通过内置的4G专网网络向监控服务器发出报警信号告知用户。

2)市电正常状态下——光伏发电系统：通过光伏板接收太阳能转换为直流电经熔断保护器输入逆变器，逆变器将输入电力储存入蓄电池中备用。逆变器输出线路接入双电源切换装置备用供电线路。

3)市电缺失状态下：双电源切换装置判断主供电线路失电，自动切换入备电线路，改由光伏逆变器由蓄电池供电。在线式UPS系统接受≤3s的短时切换断电冲击时使用自身储备电力为监控系统短时供电。在发生自动切换的同时双电源切换装置发出合闸切换报警信号，监控系统接受到报警信号后将通过内置的4G专网网络向监控服务器发出持续的断电报警信号告知用户。

4)市电恢复：双电源切换装置判断主供电线路恢复供电，自动切换回主电线路，恢复市电供电。在线式UPS系统接受≤3s的短时切换断电冲击时使用自身储备电力为监控系统短时供电。在发生自动切换的同时双电源切换装置发出合闸切换报警信号，监控系统接受到信号后将通过内置的4G专网网络向监控服务器信号，停止发送断电报警同时发出恢复供电信号告知用户。

本实用新型技术方案与传统电源切换装置的区别及优势在于：

现有的传统电源切换装置虽然可实现一侧断电后工作电源的自动切换，但由于其未与报警监控系统连接，无法实现报警通知，无法告知用户发生主供电线路断电启动备用电源的切换情况。本技术方案将切换器上的合闸信号输出作为一路报警信号接入报警监控系统，当主供电线路发生断电后报警系统将向报警监控系统连续发送“主电源被切断，备用电源已启动”的警报信息,一旦主供电线路恢复，则会向报警监控系统发送“主电源已恢复”的信号提示。管理人员可按提示远程调用监控画面，确认现场情况以做出合理的判断，例如是否由于外力破坏或其他原因导致的市电供应缺失情况，最后管理人员可按规章制度启动相应的紧急处置措施。

本实用新型可广泛用于变电站监控系统的设计和制造领域。

Claims (6)

1.一种基于光伏储能自动切换的变电站监控系统，包括为现有变电站监控系统提供电源的站用电源，其特征是：

在变电站监控系统与现有站用电源之间，设置一个具有“两个进线端、一个出线端”的双电源自动转换装置；

在所述双电源自动转换装置的出线端设置一个在线式不间断供电UPS单元，所述双电源自动转换装置的出线端，经过所述的在线式不间断供电UPS单元与所述变电站监控系统的电源输入端对应连接；

所述双电源自动转换装置的第一进线端，与现有站用电源的电源输出端对应连接，构成所述变电站监控系统的主电源端；

所述双电源自动转换装置的第二进线端，与一个光伏储能供电装置的电源输出端对应连接，构成所述变电站监控系统的备用电源端；

所述的光伏储能供电装置包括光伏发电板、光伏逆变单元和电池储能单元；

其中，所述的光伏发电板与光伏逆变单元对应连接，光伏逆变单元和电池储能单元对应连接，光伏逆变单元的电源输出端与双电源自动转换装置的第二进线端对应连接；

所述的双电源自动转换装置包括智能控制器、两台微型断路器及其机械联锁单元；

其中，所述智能控制器的信号输入端分别与现有站用电源的电源输出端和光伏储能供电装置的电源输出端对应连接；所述智能控制器的信号输出端分别与两台微型断路器的分、合闸控制电路分别对应连接；

所述两台微型断路器主回路的输入端，分别构成所述双电源自动转换装置的第一进线端和第二进线端，两台微型断路器主回路的输出端对应并联后，构成所述双电源自动转换装置的出线端。

2.按照权利要求1所述的基于光伏储能自动切换的变电站监控系统，其特征是所述第一进线端的微型断路器主回路的分、合闸对应辅助触点，与所述变电站监控系统的报警监控单元对应连接。

3.按照权利要求2所述的基于光伏储能自动切换的变电站监控系统，其特征是所述第一进线端的微型断路器主回路的分、合闸对应辅助触点，与所述变电站监控系统的报警监控单元的AUX信号输入端对应连接。

4.按照权利要求1所述的基于光伏储能自动切换的变电站监控系统，其特征是在所述光伏发电板与光伏逆变单元之间，设置有熔断保护器单元。

5.按照权利要求1所述的基于光伏储能自动切换的变电站监控系统，其特征是所述的智能控制器设置有第一进线端/第二进线端微型断路器通/断切换单元，在所述第一进线端微型断路器通/断切换单元的控制回路与第二进线端微型断路器通/断切换单元的控制回路之间，设置有两组互锁式控制开关触点；其中第一组互锁式控制开关触点串接在第一进线端微型断路器通/断切换单元的控制回路中，第二组互锁式控制开关触点串接在第二进线端微型断路器通/断切换单元的控制回路中。

6.按照权利要求1所述的基于光伏储能自动切换的变电站监控系统，其特征是所述的微型断路器为三相断路器。