CN214850494U - 一种两低压台区光伏出力消纳装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种两低压台区光伏出力消纳装置，所述光伏出力消纳装置包括主控模块，参数获取模块和功率转移模块，所述主控模块包括协调控制器和监控后台，协调控制器和监控后台为通信连接，监控后台用于接收并存储参数获取模块采集到的配电数据，协调控制器用于对功率转移模块发出控制命令；所述参数获取模块用于采集配电数据并将配电数据传输至主控模块进行处理并保存；所述功率转移模块在接收主控模块控制命令后对第一分布式光伏出力和第二分布式光伏出力进行转移分配，将多余的分布式光伏出力转移至用电需求量大的低压台区内，满足了光伏出力的就地消纳又为负荷量大的低压台区提供了足量的用电支撑。

Description

一种两低压台区光伏出力消纳装置
技术领域
本发明涉及光伏消纳领域，尤其是指一种两低压台区光伏出力消纳装置。
背景技术
由于用电需求的不断提高，部分低压配电网台区不仅负荷量大而且随机负荷的比重也越来越大，此时在低压配电网台区中加入分布式光伏，可以优化配电网能源结构，实现节能减排，但是对于一些用电需求小的地区，分布式光伏产生功率不能被完全消纳，若将多余的分布式光伏输出功率倒送回上一级电网，则会造成配电网保护和测控设备运行困难，若是将多余功率进行舍弃则造成了清洁能源的浪费。
目前缺少一种在保证供电系统可靠性的同时进行光伏出力就地消纳的有效装置，使得分布式光伏加入低压配电网台区后导致了供电系统供电不稳定。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种两低压台区光伏出力消纳装置，使低压台区内分布式光伏出力能够就地消纳，不造成浪费且保证了供电系统的供电可靠性。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：
一种两低压台区光伏出力消纳装置，所述两低压台区分为第一低压台区和第二低压台区，第一低压台区包括第一交流母线、第一分布式光伏和第一常规负载，第二低压台区包括第二交流母线、第二分布式光伏和第二常规负载；所述光伏出力消纳装置包括主控模块，参数获取模块和功率转移模块，所述主控模块包括协调控制器和监控后台，协调控制器和监控后台为通信连接，监控后台用于接收并存储参数获取模块采集到的配电数据，协调控制器用于对功率转移模块发出控制命令；所述参数获取模块与主控模块通信连接，所述参数获取模块用于采集配电数据并将配电数据传输至主控模块进行处理并保存；所述功率转移模块与主控模块连接，用于在接收主控模块控制命令后对第一分布式光伏出力和第二分布式光伏出力进行转移分配。
实时监控低压台区内数据，以保证在需要对光伏出力进行消纳时对需要消纳的功率进行分配转移，将多余光伏出力功率送入功率需求大的低压台区内，提高系统供电可靠性，且采集到的数据均保存在监控后台中，若出现故障需要检修时，可以通过监控后台的历史数据快速找到故障原因。
进一步的，所述功率转移模块包括DC/AC柔直变流器A1、DC/AC柔直变流器A2、储能系统和直流负载，所述DC/AC柔直变流器A1和DC/AC柔直变流器A2的交流端分别连接在第一交流母线和第二交流母线上，所述 DC/AC柔直变流器A1的直流端和DC/AC柔直变流器A2的直流端相互连接构建功率传输装置；所述储能系统的输出端和所述直流负载的输入端均连接在功率传输装置上。
两个柔直变流器构建柔性直流互联线路进行柔性直流输电，通过对两端换流器的控制，就可以实现两个交流网络之间有功功率的相互传送，同时两端换流器还可以独立调节各自所吸收或发出的无功功率，从而对所联的交流系统给予无功支撑，运用柔性直流输电方式进行功率转供具有可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流器间无需通信以及易于构成多端直流系统等优点。
进一步的，所述储能系统包括DC/DC变换器和储能电池，所述储能电池通过用于升压处理的DC/DC变换器接入功率传输装置，用于在两低压台区均过载状态下提供功率支撑。
储能系统保证了在出现即使加入光伏出力也无法支撑负载运行时，可以进行及时的功率支撑，防止低压台区内用电器出现损坏，提高了供电系统的可靠性。
进一步的，所述参数获取模块包括若干台TTU配电变压器监测终端和若干台载波表，第一交流母线与变压器之间连接有用于采集变压器低压侧配电数据的第一TTU配电变压器监测终端，第一交流母线与功率转移模块之间连接有用于采集DC/AC柔直变流器A1交流端配电数据的第二TTU配电变压器监测终端，第二交流母线与变压器之间连接有用于采集变压器低压侧配电数据的第三TTU配电变压器监测终端，第二交流母线与功率转移模块之间连接有用于采集DC/AC柔直变流器A2交流端配电数据的第四TTU配电变压器监测终端，储能电池和DC/DC变换器之间连接有用于采集储能电池输出端配电数据的第五TTU配电变压器监测终端；第一交流母线与第一分布式光伏之间连接有用于采集第一分布式光伏输出端配电数据的第一载波表，第一交流母线与第一常规负载之间连接有用于采第一常规负载配电数据的第二载波表，第二交流母线与第二分布式光伏之间连接有用于采集第二分布式光伏输出端配电数据的第三载波表，第二交流母线与第二常规负载之间连接有用于采集第二常规负载配电数据的第四载波表，直流负载和功率转供装置之间连接有用于采集直流负载配电数据的第五载波表。
TTU配电变压器监测终端可以实时监测配电变压器的运行工况，且具备通信功能，可以将采集到的数据实时发送至协调控制器中，提供配电系统运行控制及管理所需的数据，而载波表也能够采集相应配电数据并进行通信，为协调控制器的判断提供数据支持。
进一步的，所述功率转移模块转移分配的光伏出力量由第一载波表采集到的第一分布式光伏出力、第三载波表采集到的第二分布式光伏出力、第二载波表采集到的第一常规负载消耗功率和第四载波表采集到的第二常规负载消耗功率决定。
进一步的，所述协调控制器包括协调控制主机和协调控制子机，所述协调控制主机安装在第一低压台区内，所述协调控制子机安装在第二低压台区；所述协调控制主机与协调控制子机光纤通信连接，所述协调控制主机接收并处理协调控制子机所采集的配电信息。
在控制光伏出力消纳时，将负荷量大的低压台区作为主体，将协调控制器的协调控制主机设置在负荷量大的低压台区内，对光伏消纳时转移的功率量可以更加精确的控制，不会出现过多的功率转移。通过交换机和综合通讯装置来进行协调控制主机和协调控制子机之间的通信，具备GPS对时，规约转换，远动上送等功能，可以很好的满足协调控制主机和协调控制子机之间的通信需求。
进一步的，所述协调控制主机还采集设置在第一低压台区内的塑壳断路器B1的位置、台变低压侧电压和台变低压侧电流，所述协调控制主机通过发出控制命令来控制塑壳断路器B1分合；所述协调控制子机还采集第二低压台区低压侧连接有的塑壳断路器B2的位置、台变低压侧电压和台变低压侧电流，所述协调控制子机通过发出控制命令来控制塑壳断路器B2分合。
进一步的，所述协调控制子机还通过接收协调控制主机发出的控制命令来控制塑壳断路器B2的输出节点跳闸，所述协调控制主机通过光纤通信接收控制子机采集到的信息判断两低压台区的用电安全状态，所述协调控制主机根据两低压台区的用电安全状态发送相应控制命令，所述塑壳断路器B1的输出接点和塑壳断路器B2的输出接点根据控制命令进行闭合或跳闸。
实时监控供电系统运行，若出现故障或不安全状况时可以及时进行跳闸保护，防止故障带来的损失进一步扩大。
进一步的，协调控制器和监控后台均设置有交换机和综合通讯装置进行光纤通信连接。
进一步的，所述第一低压台区和第二低压台区通过监控后台内存储的历史数据进行区分。
本发明的有益效果是：
通过将多余光伏出力转移至地理位置近且用电需求大低压台区内来实现光伏出力消纳，即实现了光伏出力的就地消纳，也为用电需求大的低压台区提供了足够的电能，即防止了清洁能源的浪费又提高了供电系统的可靠性。
附图说明
图1是本发明的一种两低压台区光伏出力消纳装置拓扑结构示意图。
其中：1、主控模块，1-1、监控后台，1-2、协调控制器，2、数据采集模块，3、功率支撑模块，3-1、储能系统，3-1-1、DC/DC变换器，3-1-2、储能电池，3-3、功率传输装置，4、第一低压台区，4-1、第一交流母线，4-2、第一分布式光伏，4-3、第一常规负载，5、第二低压台区，5-1、第二交流母线， 5-2、第二分布式光伏，5-3、第二常规负载，6、TTU配电变压器监测终端，6-1、第一TTU配电变压器监测终端，6-2、第二TTU配电变压器监测终端， 6-3、第三TTU配电变压器监测终端，6-4、第四TTU配电变压器监测终端， 6-5、第五TTU配电变压器监测终端，7、载波表，7-1、第一载波表，7-2、第二载波表，7-3、第三载波表，7-4、第四载波表，7-5、第五载波表。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。
实施例：
一种两低压台区光伏出力消纳装置，所述两低压台区分为第一低压台区 4和第二低压台区5，第一低压台区4包括400V第一交流母线4-1、10kWp 第一分布式光伏4-2和第一常规负载4-3，第二低压台区5包括400V第二交流母线5-1、10kWp第二分布式光伏5-2和第二常规负载5-3，常规负载具体为一种交流充电桩；所述光伏出力消纳装置包括主控模块1，参数获取模块2 和功率转移模块3，所述主控模块1包括协调控制器1-2和监控后台1-1，协调控制器1-2和监控后台1-1为通信连接，监控后台1-1用于接收并存储参数获取模块2采集到的配电数据，协调控制器1-2用于对功率转移模块3发出控制命令；所述参数获取模块2与主控模块1通信连接，所述参数获取模块 2用于采集配电数据并将配电数据传输至主控模块1进行处理并保存；所述功率转移模块3与主控模块1连接，用于在接收主控模块1控制命令后对第一分布式光伏4-2出力和第二分布式光伏5-2出力进行转移分配。
所述功率转移模块3包括150kW DC/AC柔直变流器A1、150kW DC/AC 柔直变流器A2、150kW储能系统3-1和直流负载3-2，直流负载具体为一种直流充电桩，所述DC/AC柔直变流器A1和DC/AC柔直变流器A2的交流端分别连接在第一交流母线4-1和第二交流母线上5-1，所述DC/AC柔直变流器A1的直流端和DC/AC柔直变流器A2的直流端相互连接构建功率传输装置3-3；所述储能系统3-1的输出端和所述直流负载3-2的输入端均连接在功率传输装置3-3上。
所述储能系统3-1包括DC/DC变换器3-1-1和储能电池3-1-2，所述储能电池3-1-2通过用于升压处理的DC/DC变换器3-1-1接入功率传输装置3-3，用于在两低压台区均过载状态下提供功率支撑。
所述参数获取模块2包括若干台TTU配电变压器监测终端6和若干台载波表7，第一交流母线4-1与变压器之间连接有用于采集变压器低压侧配电数据的第一TTU配电变压器监测终端6-1，第一交流母线4-1与功率转移模块3 之间连接有用于采集DC/AC柔直变流器A1交流端配电数据的第二TTU配电变压器监测终端6-2，第二交流母线5-1与变压器之间连接有用于采集变压器低压侧配电数据的第三TTU配电变压器监测终端(6-3)，第二交流母线5-1 与功率转移模块3之间连接有用于采集DC/AC柔直变流器A2交流端配电数据的第四TTU配电变压器监测终端6-4，储能电池3-1-2和DC/DC变换器3-1-1 之间连接有用于采集储能电池3-1-2输出端配电数据的第五TTU配电变压器监测终端6-5；第一交流母线4-1与第一分布式光伏4-2之间连接有用于采集第一分布式光伏4-2输出端配电数据的第一载波表7-1，第一交流母线4-1与第一常规负载4-3之间连接有用于采第一常规负载4-3配电数据的第二载波表 7-2，第二交流母线5-1与第二分布式光伏5-2之间连接有用于采集第二分布式光伏5-2输出端配电数据的第三载波表7-3，第二交流母线5-1与第二常规负载5-3之间连接有用于采集第二常规负载5-3配电数据的第四载波表7-4，直流负载3-2和功率转供装置之间连接有用于采集直流负载3-2配电数据的第五载波表7-5。
所述功率转移模块3转移分配的光伏出力量由第一载波表7-1采集到的第一分布式光伏4-2出力、第三载波表7-3采集到的第二分布式光伏5-2出力、第二载波表7-2采集到的第一常规负载4-3消耗功率和第四载波表7-4采集到的第二常规负载5-3消耗功率决定。
所述协调控制器1-2包括协调控制主机和协调控制子机，所述协调控制主机安装在第一低压台区4内，所述协调控制子机安装在第二低压台区5；所述协调控制主机与协调控制子机光纤通信连接，所述协调控制主机接收并处理协调控制子机所采集的配电信息。
所述协调控制主机还采集设置在第一低压台区4内的塑壳断路器B1的位置、台变低压侧电压和台变低压侧电流，所述协调控制主机通过发出控制命令来控制塑壳断路器B1分合；所述协调控制子机还采集第二低压台区5低压侧连接有的塑壳断路器B2的位置、台变低压侧电压和台变低压侧电流，所述协调控制子机通过发出控制命令来控制塑壳断路器B2分合。
所述协调控制子机还通过接收协调控制主机发出的控制命令来控制塑壳断路器B2的输出节点跳闸，所述协调控制主机通过光纤通信接收控制子机采集到的信息判断两低压台区的用电安全状态，所述协调控制主机根据两低压台区的用电安全状态发送相应控制命令，所述塑壳断路器B1的输出接点和塑壳断路器B2的输出接点根据控制命令进行闭合或跳闸。
协调控制器1-2和监控后台1-1均设置有交换机和综合通讯装置进行光纤通信连接。
所述第一低压台区4和第二低压台区5通过监控后台1-1内存储的历史数据进行区分。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种两低压台区光伏出力消纳装置，其特征在于，所述两低压台区分为第一低压台区(4)和第二低压台区(5)，第一低压台区(4)包括第一交流母线(4-1)、第一分布式光伏(4-2)和第一常规负载(4-3)，第二低压台区(5)包括第二交流母线(5-1)、第二分布式光伏(5-2)和第二常规负载(5-3)；所述光伏出力消纳装置包括主控模块(1)，参数获取模块(2)和功率转移模块(3)，所述主控模块(1)包括协调控制器(1-2)和监控后台(1-1)，协调控制器(1-2)和监控后台(1-1)为通信连接，监控后台(1-1)用于接收并存储参数获取模块(2)采集到的配电数据，协调控制器(1-2)用于对功率转移模块(3)发出控制命令；所述参数获取模块(2)与主控模块(1)通信连接，所述参数获取模块(2)用于采集配电数据并将配电数据传输至主控模块(1)进行处理并保存；所述功率转移模块(3)与主控模块(1)连接，用于在接收主控模块(1)控制命令后对第一分布式光伏(4-2)出力和第二分布式光伏(5-2)出力进行转移分配。
2.根据权利要求1所述的一种两低压台区光伏出力消纳装置，其特征在于，所述功率转移模块(3)包括DC/AC柔直变流器A1、DC/AC柔直变流器A2、储能系统(3-1)和直流负载(3-2)，所述DC/AC柔直变流器A1和DC/AC柔直变流器A2的交流端分别连接在第一交流母线(4-1)和第二交流母线上(5-1)，所述DC/AC柔直变流器A1的直流端和DC/AC柔直变流器A2的直流端相互连接构建功率传输装置(3-3)；所述储能系统(3-1)的输出端和所述直流负载(3-2)的输入端均连接在功率传输装置(3-3)上。
3.根据权利要求2所述的一种两低压台区光伏出力消纳装置，其特征在于，所述储能系统(3-1)包括DC/DC变换器(3-1-1)和储能电池(3-1-2)，所述储能电池(3-1-2)通过用于升压处理的DC/DC变换器(3-1-1)接入功率传输装置(3-3)，用于在两低压台区均过载状态下提供功率支撑。
4.根据权利要求1所述的一种两低压台区光伏出力消纳装置，其特征在于，所述参数获取模块(2)包括若干台TTU配电变压器监测终端(6)和若干台载波表(7)，第一交流母线(4-1)与变压器之间连接有用于采集变压器低压侧配电数据的第一TTU配电变压器监测终端(6-1)，第一交流母线(4-1)与功率转移模块(3)之间连接有用于采集DC/AC柔直变流器A1交流端配电数据的第二TTU配电变压器监测终端(6-2)，第二交流母线(5-1)与变压器之间连接有用于采集变压器低压侧配电数据的第三TTU配电变压器监测终端(6-3)，第二交流母线(5-1)与功率转移模块(3)之间连接有用于采集DC/AC柔直变流器A2交流端配电数据的第四TTU配电变压器监测终端(6-4)，储能电池(3-1-2)和DC/DC变换器(3-1-1)之间连接有用于采集储能电池(3-1-2)输出端配电数据的第五TTU配电变压器监测终端(6-5)；第一交流母线(4-1)与第一分布式光伏(4-2)之间连接有用于采集第一分布式光伏(4-2)输出端配电数据的第一载波表(7-1)，第一交流母线(4-1)与第一常规负载(4-3)之间连接有用于采第一常规负载(4-3)配电数据的第二载波表(7-2)，第二交流母线(5-1)与第二分布式光伏(5-2)之间连接有用于采集第二分布式光伏(5-2)输出端配电数据的第三载波表(7-3)，第二交流母线(5-1)与第二常规负载(5-3)之间连接有用于采集第二常规负载(5-3)配电数据的第四载波表(7-4)，直流负载(3-2)和功率转供装置之间连接有用于采集直流负载(3-2)配电数据的第五载波表(7-5)。
5.根据权利要求4所述的一种两低压台区光伏出力消纳装置，其特征在于，所述功率转移模块(3)转移分配的光伏出力量由第一载波表(7-1)采集到的第一分布式光伏(4-2)出力、第三载波表(7-3)采集到的第二分布式光伏(5-2)出力、第二载波表(7-2)采集到的第一常规负载(4-3)消耗功率和第四载波表(7-4)采集到的第二常规负载(5-3)消耗功率决定。
6.根据权利要求1所述的一种两低压台区光伏出力消纳装置，其特征在于，所述协调控制器(1-2)包括协调控制主机和协调控制子机，所述协调控制主机安装在第一低压台区(4)内，所述协调控制子机安装在第二低压台区(5)；所述协调控制主机与协调控制子机光纤通信连接，所述协调控制主机接收并处理协调控制子机所采集的配电信息。
7.根据权利要求6所述的一种两低压台区光伏出力消纳装置，其特征在于，所述协调控制主机还采集设置在第一低压台区(4)内的塑壳断路器B1的位置、台变低压侧电压和台变低压侧电流，所述协调控制主机通过发出控制命令来控制塑壳断路器B1分合；所述协调控制子机还采集第二低压台区(5)低压侧连接有的塑壳断路器B2的位置、台变低压侧电压和台变低压侧电流，所述协调控制子机通过发出控制命令来控制塑壳断路器B2分合。
8.根据权利要求7所述的一种两低压台区光伏出力消纳装置，其特征在于，所述协调控制子机还通过接收协调控制主机发出的控制命令来控制塑壳断路器B2的输出节点跳闸，所述协调控制主机通过光纤通信接收控制子机采集到的信息判断两低压台区的用电安全状态，所述协调控制主机根据两低压台区的用电安全状态发送相应控制命令，所述塑壳断路器B1的输出接点和塑壳断路器B2的输出接点根据控制命令进行闭合或跳闸。
9.根据权利要求1所述的一种两低压台区光伏出力消纳装置，其特征在于，协调控制器(1-2)和监控后台(1-1)均设置有交换机和综合通讯装置进行光纤通信连接。
10.根据权利要求1所述的一种两低压台区光伏出力消纳装置，其特征在于，所述第一低压台区(4)和第二低压台区(5)通过监控后台(1-1)内存储的历史数据进行区分。
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