CN218633350U - 一种降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统，包括高压接触器开关柜、组合式箱变、光伏发电单元；所述高压接触器开关柜内设有高压接触器Ⅰ、高压接触器Ⅱ；所述组合式箱变内设有变压器Ⅰ、箱变高压侧负荷开关Ⅰ、箱变高压侧负荷开关Ⅱ、变压器Ⅱ；所述高压接触器Ⅰ、箱变高压侧负荷开关Ⅰ、变压器Ⅰ依次串联连接，形成回路Ⅰ；所述高压接触器Ⅱ、箱变高压侧负荷开关Ⅱ、变压器Ⅱ依次串联连接，形成回路Ⅱ；所述回路Ⅰ与回路Ⅱ并联后与光伏发电单元连接。本实用新型具有系统损耗低、设备机械寿命长、系统安全性高的特点。

Description

一种降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统。

背景技术

在光伏发电系统中，箱式变压器(以下简称箱变)作为一种升压和传输电能的设备，在发电系统中有着举足轻重的作用；近年来随着光伏逆变器单机容量越来越大，需配置的箱变容量也越来越大，因光伏发电系统多数在1000～1400小时，光伏发电系统更多的时间处在低负荷或停机状态；箱变容量增大，意味其有功和无功损耗也随之增加，在系统不发电的情况下，箱变的长期带电运行，会增加电站的厂用电率，在一定程度上降低项目投资收益。

目前，在光伏发电系统中，每个阵列通常配置1台3150kVA箱变，该箱变是一种长期带电运行的设备，即使光伏发电系统处于低负荷或停机状态下，箱变仍需带电运行，这样会增加系统损耗。现有箱变的结构和工作原理不具备通过箱变高压负荷开关频繁操作的条件，因此无法达到既能有计划投退箱变，又能保证逆变器控制系统、辅助设施正常运转的目的。

综上，现有光伏发电系统存在以下缺点：

(1)光伏阵列处于超低负荷或停机状态下，箱变仍需带电运行，增加系统损耗，降低项目投资收益；

(2)箱变高压侧负荷开关不具备远方操作功能，也不能通过频繁操作来实现箱变有计划的投运和停运；

(3)箱变在退出运行后，逆变器控制系统、辅助设施将全部失电，无法实现监控。

因此，研究一种在光伏阵列处于超低负荷或停机状态下有效降低箱变损耗的方法有着重要意义。

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题提供一种降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统，能够在光伏阵列处于超低负荷或停机状态下有效降低箱变损耗。

为实现上述目的本实用新型采用如下技术方案：

一种降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统，包括高压接触器开关柜、组合式箱变、光伏发电单元；

所述高压接触器开关柜内设有高压接触器Ⅰ、高压接触器Ⅱ；

所述组合式箱变内设有变压器Ⅰ、箱变高压侧负荷开关Ⅰ、箱变高压侧负荷开关Ⅱ、变压器Ⅱ；

所述高压接触器Ⅰ、箱变高压侧负荷开关Ⅰ、变压器Ⅰ依次串联连接，形成回路Ⅰ；所述高压接触器Ⅱ、箱变高压侧负荷开关Ⅱ、变压器Ⅱ依次串联连接，形成回路Ⅱ；所述回路Ⅱ并接于回路Ⅰ；所述光伏发电单元同时与回路Ⅰ、回路Ⅱ连接。

进一步，所述高压接触器开关柜内还设有供电电压互感器，所述供电电压互感器并接于回路Ⅰ、回路Ⅱ。

进一步，所述光伏发电系统包括箱变低压侧断路器、光伏阵列，所述光伏箱变低压侧断路器左端同时与回路Ⅰ、回路Ⅱ连接，右端与光伏阵列连接。

进一步，还包括箱变保护测控单元，所述箱变保护测控单元设于组合式箱变内，所述箱变保护测控单元为二次设备，用于控制高压接触器开关柜内高压接触器Ⅰ和高压接触器Ⅱ的通断。

进一步，所述箱变保护测控单元包括保护测控装置、电流互感器、电压互感器、传感器；所述电流互感器、电压互感器、传感器通过二次电缆将采集到的模拟量接入保护测控装置，形成对箱式变压器成套设备的运行状态进行监控。

进一步，所述变压器Ⅰ、变压器Ⅱ的参数一致，且容量同为1600kVA。

进一步，所述高压接触器开关柜为SF6气体绝缘高压接触器开关柜。

进一步，所述高压接触器Ⅰ、高压接触器Ⅱ、供电电压互感器一同封装在一个充满SF6气体的气箱内。

本实用新型的发电过程包括以下步骤：

A、光伏系统需要发电时，先手动合上箱变高压侧负荷开关Ⅰ、箱变高压侧负荷开关Ⅱ，再远程控制合上高压接触器Ⅰ、高压接触器Ⅱ和箱变低压侧断路器，光伏阵列对外输送电能；

B、当光伏阵列处于低负荷运行时，箱变保护测控单元检测到负荷电流减小至设定值，自动分开高压接触器Ⅱ，变压器Ⅱ退出运行，箱变的损耗降低为原来的1/2；当光伏发电系统暂停发电时，箱变保护测控单元检测到负荷电流减小至零时，自动分开高压接触器Ⅰ，此时变压器Ⅰ也退出运行，箱变的损耗降低为零；

C、当光伏阵列恢复发电时，先远程合上高压接触器Ⅰ，变压器Ⅰ带电运行，系统在低负荷下开始向外发电；当光伏发电系统负荷电流增大到设定值时，保护测控单元自动合上高压接触器Ⅱ，变压器Ⅱ带电运行，系统在高负荷下开始向外发电；通过检测负荷电流的大小来自动识别是否投入变压器Ⅱ的方法，可达到在低负荷情况下有效降低箱变负载损耗的目的。

本实用新型与现有技术相比的有益效果：

1、本实用新型通过增加高压接触器Ⅰ、高压接触器Ⅱ，可以实现频繁对变压器进行停送电的目的；通过2台1600kVA变压器代替1台3150kVA变压器，并有选择性的对变压器Ⅱ进行自动投退，能够达到降低损耗的目的。

2、本实用新型在高压接触器开关柜内设置一台供电电压互感器TV，能够为箱变保护测控装置提供不间断工作电源。

3、本实用新型中，箱变保护测控单元为箱变低压侧断路器提供过流保护，故障发生时跳开箱变低压侧断路器，能够防止高压接触器Ⅰ、高压接触器Ⅱ因故障不能闭合引起变压器Ⅱ或变压器Ⅰ过载情况发生。

4、本实用新型中，高压接触器Ⅰ、高压接触器Ⅱ、供电电压互感器TV组合在一面SF6气体绝缘开关柜中，能够降低造价。

附图说明

图1是本实用新型的系统组成示意图；

图2是本实用新型的高压接触器开关柜的原理示意图；

图3是本实用新型的实施例原理示意图；

图中各序号及名称如下：

10-高压接触器开关柜；20-组合式箱变；30-光伏发电单元；40-箱变保护测控单元；

T1-变压器Ⅰ；T2-变压器Ⅱ；

F1-箱变高压侧负荷开关Ⅰ；F2-箱变高压侧负荷开关Ⅱ；

Q1-箱变低压侧断路器；

TV-供电电压互感器。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。需要理解的是，本实用新型的以下实施方式中所提及的“上”、“下”、“后”、“前”、“左”、“右”方向皆以对应附图为基准。这些用来限制方向的词语仅仅是为了便于说明，并不代表对本实用新型具体技术方案的限制。除非特别说明，附图标记中相同的标号所代表的为同一种结构。

实施例

一种降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统，如图1所示，包括SF6气体绝缘高压接触器开关柜10、组合式箱变20、光伏发电单元30；

如图2所示，所述高压接触器开关柜10内设有高压接触器ⅠK1、高压接触器ⅡK2；

如图3所示，所述组合式箱变20内设有变压器ⅠT1、箱变高压侧负荷开关ⅠF1、箱变高压侧负荷开关ⅡF2、变压器ⅡT2；

所述高压接触器ⅠK1、箱变高压侧负荷开关ⅠF1、变压器ⅠT1依次串联连接，形成回路Ⅰ；所述高压接触器ⅡK2、箱变高压侧负荷开关ⅡF2、变压器ⅡT2依次串联连接，形成回路Ⅱ；所述回路Ⅱ并接于回路Ⅰ；所述光伏发电单元30同时与回路Ⅰ、回路Ⅱ连接。

所述高压接触器开关柜10内还设有供电电压互感器TV，所述供电电压互感器TV并接于回路Ⅰ、回路Ⅱ，并与高压接触器ⅠK1、高压接触器ⅡK2一同封装在一个充满SF6气体的气箱内。

所述光伏发电系统包括箱变低压侧断路器Q1、光伏阵列G；所述光伏箱变低压侧断路器Q1左端同时与回路Ⅰ、回路Ⅱ连接，右端与光伏阵列G连接。

还包括箱变保护测控单元40，所述箱变保护测控单元40设于组合式箱变20内；所述箱变保护测控单元40为二次设备，用于控制高压接触器开关柜10内高压接触器ⅠK1和高压接触器ⅡK2的通断。

所述箱变保护测控单元40包括保护测控装置、电流互感器、电压互感器、传感器；所述电流互感器、电压互感器、传感器通过二次电缆将采集到的模拟量接入保护测控装置，形成对箱式变压器成套设备的运行状态进行监控。

所述变压器ⅠT1、变压器ⅡT2的参数一致，且容量同为1600kVA。

本实用新型的发电过程包括以下步骤：

A、光伏系统需要发电时，先手动合上箱变高压侧负荷开关ⅠF1、箱变高压侧负荷开关ⅡF2，再远程控制合上高压接触器ⅠK1、高压接触器ⅡK2和箱变低压侧断路器Q1，光伏阵列G对外输送电能。

B、当光伏阵列G处于低负荷运行时，箱变保护测控单元40检测到负荷电流减小至设定值，自动分开高压接触器ⅡK2，变压器ⅡT2退出运行，箱变的损耗降低为原来的1/2；当光伏发电系统暂停发电时，箱变保护测控单元40检测到负荷电流减小至零时，自动分开高压接触器ⅠK1，此时变压器ⅠT1也退出运行，箱变的损耗降低为零；

C、当光伏阵列G恢复发电时，先远程合上高压接触器ⅠK1，变压器ⅠT1带电运行，系统在低负荷下开始向外发电；当光伏发电系统负荷电流增大到设定值时，保护测控单元40自动合上高压接触器ⅡK2，变压器ⅡT2带电运行，系统在高负荷下开始向外发电；通过检测负荷电流的大小来自动识别是否投入变压器ⅡT2的方法，可达到在低负荷情况下有效降低箱变负载损耗的目的。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统，其特征在于：包括高压接触器开关柜(10)、组合式箱变(20)、光伏发电单元(30)；

所述高压接触器开关柜(10)内设有高压接触器Ⅰ(K1)、高压接触器Ⅱ(K2)；

所述组合式箱变(20)内设有变压器Ⅰ(T1)、箱变高压侧负荷开关Ⅰ(F1)、箱变高压侧负荷开关Ⅱ(F2)、变压器Ⅱ(T2)；

所述高压接触器Ⅰ(K1)、箱变高压侧负荷开关Ⅰ(F1)、变压器Ⅰ(T1)依次串联连接，形成回路Ⅰ；所述高压接触器Ⅱ(K2)、箱变高压侧负荷开关Ⅱ(F2)、变压器Ⅱ(T2)依次串联连接，形成回路Ⅱ；所述回路Ⅱ并接于回路Ⅰ；所述光伏发电单元同时与回路Ⅰ、回路Ⅱ连接。

2.根据权利要求1所述的降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统，其特征在于：所述高压接触器开关柜(10)内还设有供电电压互感器(TV)，所述供电电压互感器(TV)并接于回路Ⅰ、回路Ⅱ。

3.根据权利要求1所述的降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统，其特征在于：所述光伏发电系统包括箱变低压侧断路器(Q1)、光伏阵列(G)；所述光伏箱变低压侧断路器(Q1)左端同时与回路Ⅰ、回路Ⅱ连接，右端与光伏阵列(G)连接。

4.根据权利要求1所述的降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统，其特征在于：还包括箱变保护测控单元(40)，所述箱变保护测控单元(40)设于组合式箱变(20)内，所述箱变保护测控单元(40)为二次设备，用于控制高压接触器开关柜(10)内高压接触器Ⅰ(K1)和高压接触器Ⅱ(K2)的通断。

5.根据权利要求4所述的降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统，其特征在于：所述箱变保护测控单元(40)包括保护测控装置、电流互感器、电压互感器、传感器，所述电流互感器、电压互感器、传感器通过二次电缆将采集到的模拟量接入保护测控装置，形成对箱式变压器成套设备的运行状态进行监控。

6.根据权利要求1所述的降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统，其特征在于：所述变压器Ⅰ(T1)、变压器Ⅱ(T2)的容量相同，参数一致。

7.根据权利要求1所述的降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统，其特征在于：所述高压接触器开关柜(10)为SF6气体绝缘高压接触器开关柜。

8.根据权利要求7所述的降低升压箱变运行功耗的光伏发电系统，其特征在于：所述高压接触器Ⅰ(K1)、高压接触器Ⅱ(K2)、供电电压互感器(TV)一同封装在一个充满SF6气体的气箱内。

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