CN207008345U - 一种分布式光伏接入的需求侧能源信息采集装置 - Google Patents

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王冕
谈竹奎
徐长宝
刘斌
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Abstract

本实用新型公开了一种分布式光伏接入的需求侧能源信息采集装置,它包括光伏逆变器,光伏逆变器与ARM信息处理器导线连接;ARM信息处理器与DSP数据处理器导线连接;EMC电源模块、电气采集模块和开关单元与DSP数据处理器导线连接;解决了解决了现有技术没有完整的数据采集装置对光伏接入需求侧的信息进行采集,无法很好地进行电力需求侧管理等技术问题。

Description

一种分布式光伏接入的需求侧能源信息采集装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于分布式光伏控制技术,尤其涉及一种分布式光伏接入的需求侧能 源信息采集装置。
背景技术
[0002] 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。目前应用最为广泛的分布式光伏发电 系统,是建在城市建筑物屋顶的光伏发电系统,这种系统运行方式以用户侧自发自用,多余 电量上网为主。
[0003] 电力需求侧管理是指对用电一方实施的管理。这种管理是国家通过政策措施引导 用户高峰时少用电,低谷时多用电,提高供电效率、优化用电方式的办法。这样可以在完成 同样用电功能的情况下减少电量消耗和电力需求,从而缓解缺电压力,降低供电成本和用 电成本。使供电和用电双方得到实惠。达到节约能源和保护环境的长远目的。而为了实现上 述管理手段,需要对分布式光伏接入的需求侧信息进行采集,而现有技术没有完整的数据 采集装置来进行,无法很好地进行电力需求侧管理,影响优化用电方式。
[0004] 实用新型内容:
[0005]本实用新型要解决的技术问题:提供一种分布式光伏接入的需求侧能源信息采集 装置,以解决现有技术没有完整的数据采集装置对光伏接入需求侧的信息进行采集,无法 很好地进行电力需求侧管理等技术问题。
[0006] 本实用新型技术方案:
[0007] 一种分布式光伏接入的需求侧能源信息采集装置,它包括光伏逆变器,光伏逆变 器与ARM信息处理器导线连接;ARM信息处理器与DSP数据处理器导线连接;EMC电源模块、电 气采集模块和开关单元与DSP数据处理器导线连接。
[0008] 电气采集模块包括电流互感器和电压互感器;电流互感器和电压互感器与AD转换 芯片连接,AD转换芯片的数字量输出端与DSP数据处理器数字量输入端导线连接。
[0009] DSP数据处理器包括DSP芯片、EEPR0M模块和SDRAM模块;DSP芯片与EEPR0M模块和 SDRAM模块导线连接。
[0010] ARM信息处理器包括ARM芯片;ARM芯片与RS485接口、WIFI模块、液晶屏幕和EMMC芯 片导线连接。
[0011] arm信息处理器与云服务器导线连接。
[0012] 本实用新型的有益效果:
[0013] 本实用新型利用EMC电源模块为装置内各模块供电并起防雷保护作用;利用电气 采集模块对光伏逆变器的输出电压电流进行测量和模数转换;利用ARM信息处理器与其他 设备进行通讯和网络连接;方便实现对光伏接入需求侧的信息进行采集和传输,供给电力 需求侧管理所用;解决了现有技术没有完整的数据采集装置对光伏接入需求侧的信息进行 采集,无法很好地进行电力需求侧管理等技术问题。
[0014]
附图说明:
[0015]图1为本实用新型结构原理示意图;
[0016]图2为本实用新型具体结构示意图。
[0017]具体实施方式:
[0018] 本实施例进一步对本实用新型装置进行说明:见图1本实用新型包括EMC电源模 块、电气采集模块、开关单元、DSP数据处理器、ARM信息处理器。
[0019]所述EMC电源模块的输入端与三相380V电网中一相并联;所述电气采集模块、开关 单元依次与三相380V电网串联;所述EMC电源模块的输出端与电气采集模块、开关单元、DSP 数据处理器、ARM信息处理器分别连接。所述DSP数据处理器与电气采集模块、开关单元、ARM 信息处理器分别连接。
[0020] 在图1的本实用新型结构示意图中,通过电气采集模块对光伏逆变器输出的电压 电流进行测量;通过开关单元对电路进行通断操作;通过DSP数据处理器对电气数据进行处 理和进行谐波分析;通过ARM信息处理器与上下级设备进行多种通信方式的通讯以及将本 装置连接网络,提供基于安卓系统的交互界面,并根据本地测量信息和配网侧信息进行需 求侧能源管理。
[0021]为了更清晰本实用新型的分布式光伏接入需求侧能源管理装置,下面阐述一个较 佳的实施例。
[0022]参见图2所示,图2包括EMC电源模块、电气采集模块、开关单元、DSP数据处理器、 ARM信息处理器。
[0023] EMC电源模块包括:防雷电路、抗干扰电路、AC/DC电路、DC/DC电路,以上部分依次 连接。防雷电路的输入端并联至三相38〇V线路的其中一相,含1A250V保险丝和14D471K压敏 电阻,起到防雷击浪涌保护作用;抗千扰电路包括差模电容、共模电感和共模电容电容,差 模电容用于抑制差模信号干扰,共模电感和共模电容共同起作用,抑制共模信号干扰;AC/ DC电路采用LD12-20B05模块,该模块可以将220V交流电转换为5V直流电;DC/DC电路由多款 电源芯片构成,以为不同的模块供电,其中包括:TPS7:3HD318芯片提供1.8V和3.3V, TPS73633芯片提供 3.3V,TPS60403模块提供-5V。
[0024]电气采集模块包括:电压互感器、电流互感器、AD转换芯片。电压互感器采用 2]^11〇7,三个电压互感器分别测量々、8、(:三相的电压,输出接4〇转换芯片的通道1,3,5;电 流互感器采用ZMCT118A,三个电流互感器中分别穿过A、B、C三相的电线,互感产生的电压信 号分别经过一个INA129运算放大芯片进行放大,三个頂A129芯片的输出接AD转换芯片的通 道2,4,6; AD转换芯片采用I6位8通道真双极性模数转换芯片AD7606,该芯片可实现8个通道 的同时采样,适合用于电力系统中的多相电压电流采样,AD转换结果输出到DSP芯片的 XINTF外部储存器接口。
[0025]所述开关单元包括大功率三相继电器和驱动电路。大功率三相继电器采用JQX-3SF_3Z三相继电器,该继电器可串联进三相3S0V电路中,只需提供12V的线圈电压即可同时 切断三相电路,最大单相切断电流达40A;驱动电路采用IB0512S模块和9013晶体管组成, IB0512S可以将5V直流转换为12V直流,连接到继电器的线圈两端,晶体管控制线圈供电回 路的通断。
[0026] 所述DSP数据处理器包括EEPROM芯片、SDRAM芯片、DSP芯片。EEPROM芯片采用 24AA025E4ST,主要用于储存用户的预设参数、设备的编号、物理地址以及各项修正参数,在 运行过程中可以修改数据;SDRAM芯片采用HYB25L35610AC-7.5,为DSP运行过程中临时存放 数据;DSP芯片采用TMS320C6748芯片,接收来自AD转换模块的原始测量数据,处理后得到电 压、电流、功率、谐波电压、谐波电流等各项数据,随后将结果发送给ARM芯片,当检测到功率 或电流超过设定额定值时,迅速控制继电器断开。
[0027] 所述ARM信息处理器包括RS485接口、WIFI模块、液晶屏幕、eMMC芯片和ARM芯片。 RS485接口由MAX3485和DB9接口组成,MAX3485芯片将UART信号转换成RS485信号,并通过 DB9物理接口与其他使用RS485的设备进行通信;WIFI模块采用USR-C215模块,该模块体积 小,功耗低,可以为装置和互联网建立连接;液晶屏幕显示基于安卓系统的操作界面,用户 可在其上看到装置采集的数据、配网侧运行信息,并进行相关操作;e匪C芯片采用 THGBM5G6A2JBAIR芯片,容量8GB,内部烧录Android 5.1系统,作为装置配套软件的运行环 境;ARM芯片采用三星四核C〇rtex-A9 Exynos 4412处理器,安装装置配套软件,搭载了智能 优化算法,根据本地测量信息和配网侧信息,可以处理分布式光伏系统的需求侧管理优化 问题,得到优化结果后即可通过RS485接口给光伏逆变器下达命令,控制光伏逆变器的工作 状态,如其输出功率、功率因数等。
[0028]综上所述,本实用新型具有如下特点:
[0029]第一,装置依托高精度的电压互感器、电流互感器,以及16位8通道同时采样的AD 转换芯片,可对逆变器的输出实现实时精确的三相电气测量;
[0030]第二,装置采用DSP+ARM双处理器,DSP芯片负责三相电压电流数据的采集,ARM芯 片负责根据DSP提供的数据和从互联网获取的配网侧信息进行需求侧能源管理优化,优化 结果以指令的方式下达给光伏逆变器,同时提供用户交互界面,进行网络连接。

Claims (5)

1. 一种分布式光伏接入的需求侧能源信息采集装置,它包括光伏逆变器,其特征在于: 光伏逆变器与ARM信息处理器导线连接;ARM信息处理器与DSP数据处理器导线连接;EMC电 源模块、电气采集模块和开关单元与DSP数据处理器导线连接。 ’
2.根据权利要求1所述的一种分布式光伏接入的需求侧能源信息采集装置,其特征在 于:电气采集模块包括电流互感器和电压互感器;电流互感器和电压互感器与仙转换芯片 连接,AD转换芯片的数字量输出端与DSP数据处理器数字量输入端导线连接。
3. 根据权利要求1所述的一种分布式光伏接入的需求侧能源信息采集装置,其特征在 于:DSP数据处理器包括DSP芯片、EEPROM模块和SDRAM模块;DSP芯片与EEPROM模块和SDRAM 模块导线连接。
4. 根据权利要求1所述的一种分布式光伏接入的需求侧能源信息采集装置,其特征在 于:ARM信息处理器包括ARM芯片;ARM芯片与RS485接口、WIFI模块、液晶屏幕和EMMC芯片导 线连接。
5.根据权利要求1所述的一种分布式光伏接入的需求侧能源信息采集装置,其特征在 于:ARM信息处理器与云服务器导线连接。
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CN108880312A (zh) * 2018-07-11 2018-11-23 佛山市众盈电子有限公司 一种单向逆变器控制系统

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