CN210201493U - 一种新能源电站发电单元测控装置 - Google Patents

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Guanghui Hua
华光辉
Maosheng Ding
丁茂生
Shuang Zhang
张爽
Huibiao Yang
杨慧彪
Ailiang Kong
孔爱良
Ruwei Hu
胡汝伟
Li Xiang
项丽
Shuo Liang
梁硕
Xiangwen Zhang
张祥文
Xuerong Xu
许学荣
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National Network Ningxia Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
China Electric Power Research Institute Co Ltd
State Grid Ningxia Electric Power Co Ltd
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National Network Ningxia Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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Abstract

本实用新型提供了一种新能源电站发电单元测控装置,包括:电源、PCB板、测控CPU、与测控CPU连接的第一存储器、与测控CPU连接的Powerlink芯片、与测控CPU连接的通信CPU、与Powerlink芯片连接的Powerlink光纤接口、与通信CPU连接的第二存储器、与通信CPU连接的以太网接口和与通信CPU连接的RS485接口。本实用新型提供的新能源电站发电单元测控装置,采用Powerlink工业实时以太网技术,能够采集箱变、汇流箱、逆变器、风机主控单元等设备的运行信息,将数据发送到新能源监控与能量管理后台,并接受新能源监控与能量管理后台的控制,可以减少通信时延,实现新能源发电单元的快速控制。

Description

一种新能源电站发电单元测控装置
技术领域
本实用新型涉及新能源运行控制技术领域,具体涉及一种新能源电站发电单元测控装置。
背景技术
近年来,新能源发展迅猛。由于高比例随机性、波动性的新能源集中接入电网,导致电网的调频压力及安全运行风险不断增大;新能源作为未来电网中的重要电源之一,越来越被认为应该具备类似于传统电源的有功控制、频率和电压调节等辅助服务能力。新能源主动参与电网频率和电压调整已经成为保障风电并网安全、提高新能源消纳空间的必然选择。
新能源场站目前常用的通信方法,是在新能源发电单元就地放置一台通信控制器,用来采集箱变、光伏逆变器、风机主控柜、风机变流器、汇流箱等就地设备运行信息。由于新能源场站发电单元较多,且对通信控制器的性能依赖很大,采用这种通信方式实现快速频率响应的难度较大,主要表现在控制响应时间偏长,普遍在30s以上,并难以进一步优化。现有技术中,一般通过改造原有自动发电控制系统/自动电压控制系统、增加快速频率响应系统、改造光伏逆变器等,来实现新能源发电单元快速响应的控制,但是普遍存在改造工作量大、成本高、响应时间长等问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种新能源电站发电单元测控装置,其目的是减少通信延时,快速控制新能源发电单元。
本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的:
一种新能源电站发电单元测控装置,其改进之处在于,所述装置包括:测控CPU、通信CPU、第一存储器、第二存储器、Powerlink芯片、以太网接口、RS485接口、PCB板和电源;
所述测控CPU、通信CPU、第一存储器、第二存储器、Powerlink芯片、以太网接口、RS485接口均通过PCB板上的印刷铜导线与电源连接;
所述测控CPU分别与安装于箱变上的温度传感器、安装于箱变上的电压电流互感器、显示屏、指示灯、第一存储器、Powerlink芯片和通讯CPU连接;
所述Powerlink芯片与Powerlink光纤接口的输出端连接;
所述通信CPU分别与第二存储器、以太网接口和RS485接口连接;
所述Powerlink光纤接口的输入端用于连接外部其他新能源电站发电单元测控装置;
所述以太网接口和RS485接口分别用于连接发电单元就地设备。
优选的,所述测控CPU采用的芯片型号是PIC24HJ256GP206。
优选的,所述通信CPU采用的芯片型号是MK60DN512ZVLQ10。
优选的,所述第一存储器和第二存储器芯片的型号均为IS61WV1288EEBLL。
优选的,所述Powerlink芯片型号是PLKC100-C,支持100Mbps和1000Mbps的物理介质。
本实用新型的有益效果:
本实用新型提供的新能源电站发电单元测控装置,可以采集箱变的相关信息,通过显示屏和指示灯显示相关信息,具有监测箱变运行信息的作用。
本实用新型提供的新能源电站发电单元测控装置,采用Powerlink工业实时以太网技术,打破了行业壁垒,将工业实时以太网技术应用到新能源电站数据采集与控制技术领域,实现了新能源电站的快速功率控制,响应时间达到秒级甚至亚秒级,具有比传统水电、火电更优越的一次调频性能。
本实用新型提供的新能源电站发电单元测控装置,比采用IEC61850标准中GOOSE网络实现快速功率控制的成本要大大降低。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种新能源电站发电单元测控装置图;
图2是本实用新型实施例提供的新能源发电站发电单元通信网络图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
本实用新型提供了一种新能源电站发电单元测控装置,如图1所示,包括:测控CPU、通信CPU、第一存储器、第二存储器、Powerlink芯片、以太网接口、RS485接口、PCB板和电源;所述测控CPU、通信CPU、第一存储器、第二存储器、Powerlink芯片、以太网接口、RS485接口均通过PCB板上的印刷铜导线与电源连接;
其中,测控CPU分别与安装于箱变上的温度传感器、安装于箱变上的电压电流互感器、显示屏、指示灯、第一存储器、Powerlink芯片和通讯CPU连接;显示屏显示箱变的电压、电流、温度、等信息,指示灯显示箱变的开关、故障等信息。
所述Powerlink芯片与Powerlink光纤接口的输出端连接;
所述通信CPU分别与第二存储器、以太网接口和RS485接口连接;
所述Powerlink光纤接口的输入端用于连接外部其他新能源电站发电单元测控装置;
所述以太网接口和RS485接口分别用于连接发电单元就地设备;所述发电单元就地设备包括逆变器、主控柜、低压开关柜等。
优选的,所述测控CPU采用的芯片型号是PIC24HJ256GP206。
优选的,所述通信CPU采用的芯片型号是MK60DN512ZVLQ10。
优选的,所述第一存储器和第二存储器芯片的型号均为IS61WV1288EEBLL。
优选的,所述Powerlink芯片型号是PLKC100-C,支持100Mbps和1000Mbps的物理介质。
本实用新型提供的一种新能源电站发电单元测控装置,还包括机箱;
所述机箱采用5U半层机箱,强弱电隔离、整面板、背插式结构,增强了电气性能。所述机箱采用全密闭、防尘、抗震动的设计,确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备很高可靠性。
优选的,本实用新型提供的一种新能源电站发电单元测控装置具备通信管理功能,如图2所示,新能源电站发电单元测控装置可以通过RS485通讯、以太网通信等方式将汇流箱、逆变器、主控柜等智能设备数据采集起来,同时直接采集箱变电压、电流、功率、温度、状态等模拟量信息,各个并网新能源电站发电单元测控装置之间采用光纤组成环网,将信息上送给监控与能量管理后台,同时新能源电站发电单元测控装置接受上级监控与能量管理后台的遥调遥控指令,在控制网络中担当节点枢纽的角色。为保证信息通信的可靠性,在环网交换机与监控与能量管理后台之间配置Powerlink主站,Powerlink主站选择支持Powerlink主站功能的PLC或工控机。
对于光伏电站来说,新能源电站发电单元测控装置接入的一般是光伏箱变、光伏逆变器、光伏汇流箱、低压开关柜等就地设备;对于风电场来说,新能源电站发电单元测控装置接入的一般是风电箱变、风电主控柜、低压开关柜等就地设备。
本实用新型提供的一种新能源电站发电单元测控装置,采用Powerlink技术,以低成本实现新能源电站快速控制,也可使用ProfiNet、EtherCAT等其他类型的工业实时以太网,更换对应的接口芯片厂家和型号即可。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种新能源电站发电单元测控装置,其特征在于,所述装置包括:测控CPU、通信CPU、第一存储器、第二存储器、Powerlink芯片、以太网接口、RS485接口、PCB板和电源;
所述测控CPU、通信CPU、第一存储器、第二存储器、Powerlink芯片、以太网接口、RS485接口均通过PCB板上的印刷铜导线与电源连接;
所述测控CPU分别与安装于箱变上的温度传感器、安装于箱变上的电压电流互感器、显示屏、指示灯、第一存储器、Powerlink芯片和通讯CPU连接;
所述Powerlink芯片与Powerlink光纤接口的输出端连接;
所述通信CPU分别与第二存储器、以太网接口和RS485接口连接;
所述Powerlink光纤接口的输入端用于连接外部其他新能源电站发电单元测控装置;
所述以太网接口和RS485接口分别用于连接发电单元就地设备。
2.如权利要求1所述的一种新能源电站发电单元测控装置,其特征在于,所述测控CPU采用的芯片型号是PIC24HJ256GP206。
3.如权利要求1所述的一种新能源电站发电单元测控装置,其特征在于,所述通信CPU采用的芯片型号是MK60DN512ZVLQ10。
4.如权利要求1所述的一种新能源电站发电单元测控装置,其特征在于,所述第一存储器和第二存储器芯片的型号均为IS61WV1288EEBLL。
5.如权利要求1所述的一种新能源电站发电单元测控装置,其特征在于,所述Powerlink芯片型号是PLKC100-C,支持100Mbps和1000Mbps的物理介质。
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