CN209402160U - 分布式电源无功协调控制组件及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种分布式电源无功协调控制组件及装置。该分布式电源无功协调控制组件，具有采集模块、数据处理模块和压降补偿模块。在分布式电源供电过程中，采集模块会采集供电线路内的供电电压和电流，经数据处理模块分析处理后，控制压降补偿模块对供电线路的电压进行压降补偿。对供电线路进行压降补偿，可以减小供电线路的压降因素对无功功率的分配的影响，从而提高分布式电源的无功协调性，使无功功率得到合理分配，有效提高电能质量。

Description

分布式电源无功协调控制组件及装置

技术领域

本实用新型涉及分布式电源压降控制技术，特别是涉及分布式电源无功协调控制组件及装置。

背景技术

分布式电源一般指功率为数千瓦至50MW的小型模块式的、与环境兼容的独立电源。

传统的分布式电源在供电过程中，会产生保持用电设备正常工作所需的有功功率和不对外做功的无功功率。

发明人在实现传统技术的过程中发现：传统的分布式电源供电过程中，因线路的压降因素会影响到无功功率的分配，不利于分布式电源的无功协调性。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统技术中存在的分布式电源供电过程中，线路的压降因素会影响到无功功率分配的问题，提供一种分布式电源无功协调控制组件。

一种分布式电源无功协调控制组件，包括：采集模块，与所述分布式电源的供电线路电性连接，以获取所述供电线路内的供电电压和供电电流；数据处理模块，与所述采集模块电性连接，以获取所述供电电压和供电电流，并根据所述供电电压和供电电流的大小发出控制信号；压降补偿模块，与所述数据处理模块电性连接，以接收所述控制信号；所述压降补偿模块与所述供电线路电性连接，以根据所述控制信号对所述供电电压进行补偿。

上述分布式电源无功协调控制组件，具有采集模块、数据处理模块和压降补偿模块。在分布式电源供电过程中，采集模块会采集供电线路内的供电电压和电流，经数据处理模块分析处理后，控制压降补偿模块对供电线路的电压进行压降补偿。对供电线路进行压降补偿，可以减小供电线路的压降因素对无功功率的分配的影响，从而提高分布式电源的无功协调性，使无功功率得到合理分配，有效提高电能质量。

在其中一个实施例中，所述分布式电源包括交流电源；所述供电线路与所述交流电源电性连接；所述采集模块与所述供电线路的母线电性连接，以获取所述母线内的供电电压和供电电流。

在其中一个实施例中，所述采集模块包括电压电流采集器及与所述电压电流采集器电性连接的模数转换器；所述电压电流采集器与所述供电线路的母线电性连接，以采集所述供电线路内的供电电压和供电电流；所述模数转换器用于将所述供电线路内的供电电压和供电电流转换为二进制离散信号。

在其中一个实施例中，所述数据处理模块与所述压降补偿模块之间还电性连接有信号转换模块，以使所述数据处理模块发出的控制信号经所述信号转换模块转换后被所述压降补偿模块识别。

在其中一个实施例中，所述分布式电源无功协调控制组件还包括：存储模块，与所述数据处理模块电性连接；所述数据处理模块还向所述存储模块传递数据信息，所述存储模块用于存储所述数据信息；所述数据信息包括所述供电电压和所述供电电流的大小、所述控制信号的至少一个。

上述分布式电源无功协调控制组件，还包括与数据处理模块电性连接的存储模块。该存储模块可以存储数据处理模块获取数据及处理数据的过程，并对其进行备份，便于工作人员获取分布式电源无功协调控制组件的调节记录。

在其中一个实施例中，所述压降补偿模块包括网侧变流器；所述网侧变流器与所述数据处理模块电性连接，以接收所述控制信号；所述网侧变流器与所述供电线路电性连接，以根据所述控制信号对所述供电电压进行补偿；所述分布式电源无功协调控制组件还包括辅助供电模块，所述辅助供电模块与其他模块电性连接，以向其他模块供电。

一种分布式电源无功协调控制装置，包括上述任意一个实施例中的分布式电源无功协调控制组件。

上述分布式电源无功协调控制装置，包括上述任意一个实施例中的分布式电源无功协调控制组件，其可以对分布式电源的供电线路进行压降补偿，从而减小供电线路的压降因素对无功功率的分配的影响，进而提高分布式电源的无功协调性，使无功功率得到合理分配，有效提高电能质量。

在其中一个实施例中，所述分布式电源无功协调控制装置还包括：壳体，用于容纳所述分布式电源无功协调控制组件；所述壳体内部设有固定装置，以将所述数据处理模块固定于所述壳体内部。

在其中一个实施例中，所述分布式电源无功协调控制装置还包括：显示器件，与所述数据处理模块电性连接，以获取所述数据处理模块传递的数据信息并显示；所述数据信息包括所述供电电压和供电电流的大小、所述控制信号的至少一个；所述显示器件还与所述壳体固定连接。

上述分布式电源无功协调控制装置，还设有显示器件，可以用于显示数据处理模块获取数据及处理数据的过程，便于工作人员现场监控。

在其中一个实施例中，所述分布式电源无功协调控制装置还包括：输入器件，与所述数据处理模块电性连接，以向所述数据处理模块传递控制指令；所述数据处理模块根据所述控制指令发出控制信号；所述输入器件与壳体固定连接。

上述分布式电源无功协调控制装置，还设有输入器件，可以向数据处理模块传递控制指令，从而手动控制协调控制装置对供电线路进行压降补偿，便于操控，进而有效提高电能质量。

附图说明

图1为本申请一个实施例中协调控制组件的模块结构示意图。

图2为本申请另一个实施例中协调控制组件的模块结构示意图。

图3为本申请一个实施例中协调控制装置的立体示意图。

图4为本申请一个实施例中协调控制装置的内部结构示意图。

图5为本申请一个实施例中协调控制装置的模块结构示意图。

其中，各附图标号所代表的含义分别为：

10、协调控制组件；

100、采集模块；

110、电压电流采集器；

120、模数转换器；

200、数据处理模块；

300、压降补偿模块；

310、信号转换模块；

400、存储模块；

500、辅助供电模块；

610、显示器件；

620、输入器件；

20、协调控制装置；

22、壳体；

24、触控显示屏。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

对于分布式电源及其供电线路，由于不同的供电线路阻抗不同，因此，不同供电线路中的无功功率分配情况也不相同，从而不利于分布式电源的无功协调性。基于此，本申请提供一种分布式电源无功协调控制组件及装置，用于改善分布式电源在供电过程中无功功率分配不合理的问题。该协调控制组件及装置其可以根据不同供电线路的阻抗对供电线路进行压降补偿，从而使不同供电线路中，无功功率得到合理分配。

在一个实施例中，如图1所示，分布式电源无功协调控制组件10包括采集模块100、数据处理模块200及压降补偿模块300。

具体的，采集模块100与分布式电源的供电线路电性连接，从而采集供电线路内的供电电压和供电电流。一般来说，该采集模块100可以采集交流供电线路内的交流电压和交流电流，也可以采集直流供电线路内的直流电压和直流电流。其可以根据供电方式的不同作出改变。

数据处理模块200与采集模块100电性连接，从而获取采集模块100采集到的供电电压和供电电流。该数据处理模块200可以是一处理控制模块，从而在获取供电电压和供电电流后，对供电电压和供电电流进行数据处理得到供电线路的阻抗并发出控制信号。该控制信号应当与该供电线路的供电电压、供电电流和阻抗相匹配。

压降补偿模块300与数据处理模块200电性连接，从而获取数据处理模块200发出的控制信号。压降补偿模块300还电性连接于供电线路，以对供电线路内的供电电压进行压降补偿。压降补偿模块300受数据处理模块200的控制信号控制。

更具体的，本申请的协调控制组件10可以解决分布式电源供电过程中，线路压降因素影响无功功率分配的问题。该协调控制组件10的工作过程为：当分布式电源供电过程中，采集模块100实时获取供电线路内的供电电压和供电电流，并传递至数据处理模块200。数据处理模块200获取该供电电压和供电电流后，对该供电电压和供电电流的大小进行判断得到供电线路的阻抗，从而得到供电线路中的压降情况，并根据供电电压和供电电流的大小、供电线路的阻抗及压降情况发出控制信号。压降补偿模块300获取该控制信号后，对供电线路进行压降补偿。该协调控制组件10可以减小供电线路的压降因素对无功功率的分配的影响，从而提高分布式电源的无功协调性，使无功功率得到合理分配，有效提高电能质量。

在一个实施例中，上述分布式电源可以是交流电源，供电线路与该交流电源电性连接。此时，该协调控制组件10的采集模块100用供电线路的母线电性连接，从而获取母线内的供电电压和供电电流。

进一步的，如图2所示，该采集模块100可以包括电压电流采集器110和与该电压电流采集器110电性连接的模数转换器120。

具体的，电压电流采集器110与供电线路的母线电性连接，以采集供电线路的母线中的供电电压和供电电流。该电压电流采集器110可以通过电缆与母线电性连接。

模数转换器120(Analog to Digital，A/D转换器)是把经过与参考量比较处理后的模拟量转换为以二进制数值表示的离散信号的转换器。在本实施例中，模数转换器120用于将电压电流采集器110采集到的供电电压和供电电流转换为二进制离散信号，以便于数据处理模块200的识别。模数转换器120可以通过排线与电压电流采集器110电性连接，以便于模数转换器120获取供电电压和供电电流，并将其转换为二进制的离散信号。

在一个实施例中，如图2所示，数据处理模块200与压降补偿模块300之间还电性连接有信号转换模块310。

具体的，该信号转换模块310连接与数据处理模块200与压降补偿模块300之间。信号转换模块310用于获取数据处理模块200传递的控制信号，并对该控制信号进行转换，以使该控制信号经转换模块转换后被压降补偿模块300所识别。

需要理解的是，该信号转换模块310的作用是对数据处理模块200发出的控制信号进行转换，以使压降补偿模块300可以识别并根据控制信号工作。若数据处理模块200发出的控制信号可以直接被压降补偿模块300所识别，则该信号转换模块310也可以不连入电路中。即当压降补偿模块300可以直接识别数据处理模块200的控制信号时，压降补偿模块300直接与数据处理模块200电性连接。

在一个实施例中，上述协调控制组件10，如图2所示，还可以包括存储模块400。

具体的，存储模块400与数据处理模块200电性连接，以获取数据处理模块200传递的数据信息并存储。当数据处理模块200工作时，存储模块400可以获取数据处理模块200的数据信息并存储。这里的数据信息可以包括供电线路内的供电电压和供电电流的大小，还可以包括数据处理模块200对压降补偿模块300发出的控制信号。例如，当采集模块100采集到供电线路的供电电压和供电电流，并转换为二进制离散信号传递至数据处理模块200时，数据处理模块200可以将该二进制离散信号传递至存储模块400进行存储。此时，存储模块400即可以存储采集模块100采集到的供电电压的大小和供电电流的大小。同样的，当数据处理模块200根据供电电压和供电电流的大小发出控制信号给压降补偿模块300时，该控制信号也可以发送至存储模块400进行存储。此时，存储模块400即可以存储数据处理模块200的处理过程。

上述协调控制组件10，其存储模块400可以存储数据处理模块200获取数据及处理数据的过程，并对其进行备份，便于工作人员获取协调控制组件10的调节记录。

在一个实施例中，上述压降补偿模块300可以是网侧变流器。

具体的，网侧变流器一般为一逆变器，用于将低压直流电转换为高压交流电。该压降补偿模块300可以是一网侧变流器。网侧变流器与数据处理模块200电性连接，以受数据处理模块200控制。当数据处理模块200根据采集模块100采集到的供电电压和供电电流分析得到线路压降影响到无功功率的分配时，可以控制网侧变流器工作。网侧变流器将低压直流电转换为高压交流电，为供电线路进行压降补偿。

进一步的，如图2所示，该协调控制组件10还可以包括辅助供电模块500。该辅助供电模块500为一直流电源，其可以是直流蓄电池或其他直流电源。辅助供电模块500通过排线与其他模块电性连接，从而向其他模块供电。

在一个实施例中，本申请还提供一种协调控制装置20。该协调控制装置20包括上述任意一个实施例中的协调控制组件10。

具体的，该协调控制装置20应至少包括采集模块100、数据处理模块200和压降补偿模块300。其中，采集模块100与分布式电源的供电线路电性连接，以获取供电线路内的供电电压和供电电流。数据处理模块200与采集模块100电性连接，以获取供电电压和供电电流，并根据供电电压和供电电流的大小发出控制信号。压降补偿模块300与数据处理模块200电性连接，以受数据处理模块200控制；压降补偿模块300还电性连接于分布式电源与供电线路之间，以对供电电压进行补偿。

该协调控制装置20，可以对供电线路进行压降补偿，可以减小供电线路的压降因素对无功功率的分配的影响，从而提高分布式电源的无功协调性，使无功功率得到合理分配，有效提高电能质量。

在一个实施例中，如图3和图4所示，该协调控制装置20还包括壳体22。壳体22用于容纳上述协调控制组件10。该壳体22内部可以设有螺栓等固定装置，从而将数据处理模块200固定在壳体22内部。

更进一步地，上述协调控制组件10的采集模块100、压降补偿模块300、存储模块400和辅助供电模块500也可以通过螺栓等固定于壳体22内部，从而使各模块的位置更加稳定。

在一个实施例中，如图5所示，上述协调控制装置20，还包括显示器件610和输入器件620。显示器件610和输入器件620嵌设于壳体22上。

具体的，显示器件610与数据处理模块200电性连接，从而获取数据处理模块200传递的数据信息并显示。例如，当采集模块100采集到供电线路的供电电压和供电电流，并转换为二进制离散信号传递至数据处理模块200时，数据处理模块200可以将该二进制离散信号传递至显示器件610以进行显示。此时，显示器件610即可以显示采集模块100采集到的供电电压的大小和供电电流的大小。同样的，当数据处理模块200根据供电电压和供电电流的大小发出控制信号给压降补偿模块300时，该控制信号也可以发送至显示器件610以进行显示。此时，显示器件610即可以显示数据处理模块200的处理过程。

输入器件620与数据处理模块200电性连接，以向数据处理模块200传递控制指令。当用户通过输入器件620输入控制指令后，该数据处理模块200可以根据该控制指令发出控制信号，从而控制压降补偿模块300工作。

上述协调控制装置20，可以通过显示器件610实时显示数据处理模块200获取的数据和数据处理模块200的处理过程，便于工作人员现场监控。同时，输入器件620可以向数据处理模块200传递控制指令，从而手动控制协调控制装置20对供电线路进行压降补偿，便于操控，进而提高分布式电源的无功协调性，有效提高电能质量。

进一步的，在图3和图4所示的实施例中，上述显示器件610和输入器件620，还可以综合为触控显示屏24。触控显示屏24为人机交互设备的一种，其既具备人机输入功能可以作为输入器件620，又具备机械显示功能，从而作为显示器件610。

下面结合图5，以一个具体的实施例对本申请的协调控制装置进行解释说明。在该具体的实施例中，采集模块的电压电流采集器可以采用常州瑞信电子科技有限公司生产的型号为RXWG315的数据采集器。采集模块的模数转换器可以采用上海晶涛电子科技有限公司生产的型号为XYNETICS.INC的A/D转换器。数据处理模块可以采用深圳市英德州科技有限公司生产的型号为TMS320C6416TGLZA7的信号处理器。信号转换模块为PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)信号转换器，可以采用珠海雷特科技股份有限公司生产的型号为LT-210的信号转换器。辅助电源模块采用无锡安耐斯电子科技有限公司生产的型号为ANS-0-15V30A的可充电电源。存储模块为FLASH存储器。显示器件和输入器件即成为触摸显示屏，采用深圳市弘电显示技术有限公司生产的型号为HD080RIE4235-A3的触摸显示屏。

该协调控制装置20工作时，电压电流采集器110采集供电线路中的供电电压和供电电流，并将采集到的供电电压和供电电流传输至模数转换器120进行信号转换。模数转换器120将该供电电压和供电电流转换为数据处理模块200可识别的二进制离散信号后，传递至数据处理模块200。数据处理模块200对供电电压和供电电流的大小进行判断，得到供电线路的阻抗和压降情况，判断后发出控制信号，指示压降补偿模块300对供电线路内的供电电压进行适当的压降补偿。该控制信号经信号转换模块310转换为压降补偿模块300可识别的控制信号后，传递至压降补偿模块300。压降补偿模块300根据控制信号进行工作。

同时，数据处理模块200将供电电压和供电电流的大小、对压降补偿模块300发出的控制信号可以通过触控显示屏24进行显示，并通过存储模块400进行存储。当用户通过触控显示屏24输入控制指令时，数据处理模块200根据控制指令工作。

该协调控制装置20，压降补偿模块300根据数据处理模块200的控制信号工作，可以使每个压降补偿模块300的实际输出电压幅值一致，从而使无功功率得到合理分配，进而提升电能质量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种分布式电源无功协调控制组件，其特征在于，包括：

采集模块，与所述分布式电源的供电线路电性连接，以获取所述供电线路内的供电电压和供电电流；

数据处理模块，与所述采集模块电性连接，以获取所述供电电压和供电电流，并根据所述供电电压和供电电流的大小发出控制信号；

压降补偿模块，与所述数据处理模块电性连接，以接收所述控制信号；所述压降补偿模块与所述供电线路电性连接，以根据所述控制信号对所述供电电压进行补偿。

2.根据权利要求1所述的分布式电源无功协调控制组件，其特征在于，所述分布式电源包括交流电源；所述供电线路与所述交流电源电性连接；

所述采集模块与所述供电线路的母线电性连接，以获取所述母线内的供电电压和供电电流。

3.根据权利要求2所述的分布式电源无功协调控制组件，其特征在于，所述采集模块包括电压电流采集器及与所述电压电流采集器电性连接的模数转换器；

所述电压电流采集器与所述供电线路的母线电性连接，以采集所述供电线路内的供电电压和供电电流；

所述模数转换器用于将所述供电线路内的供电电压和供电电流转换为二进制离散信号。

4.根据权利要求1所述的分布式电源无功协调控制组件，其特征在于，所述数据处理模块与所述压降补偿模块之间还电性连接有信号转换模块，以使所述数据处理模块发出的控制信号经所述信号转换模块转换后被所述压降补偿模块识别。

5.根据权利要求1所述的分布式电源无功协调控制组件，其特征在于，还包括：

存储模块，与所述数据处理模块电性连接；所述数据处理模块还向所述存储模块传递数据信息，所述存储模块用于存储所述数据信息；所述数据信息包括所述供电电压和所述供电电流的大小、所述控制信号的至少一个。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的分布式电源无功协调控制组件，其特征在于，所述压降补偿模块包括网侧变流器；所述网侧变流器与所述数据处理模块电性连接，以接收所述控制信号；所述网侧变流器与所述供电线路电性连接，以根据所述控制信号对所述供电电压进行补偿；

所述分布式电源无功协调控制组件还包括辅助供电模块，所述辅助供电模块与其他模块电性连接，以向其他模块供电。

7.一种分布式电源无功协调控制装置，其特征在于，包括如权利要求1至6任意一项所述的分布式电源无功协调控制组件。

8.根据权利要求7所述的分布式电源无功协调控制装置，其特征在于，还包括：

壳体，用于容纳所述分布式电源无功协调控制组件；所述壳体内部设有固定装置，以将所述数据处理模块固定于所述壳体内部。

9.根据权利要求8所述的分布式电源无功协调控制装置，其特征在于，还包括：

显示器件，与所述数据处理模块电性连接，以获取所述数据处理模块传递的数据信息并显示；所述数据信息包括所述供电电压和供电电流的大小、所述控制信号的至少一个；

所述显示器件还与所述壳体固定连接。

10.根据权利要求8所述的分布式电源无功协调控制装置，其特征在于，还包括：

输入器件，与所述数据处理模块电性连接，以向所述数据处理模块传递控制指令；所述数据处理模块根据所述控制指令发出控制信号；所述输入器件与壳体固定连接。