CN219372015U - 一种用于已投产光伏电站的节能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于已投产光伏电站的节能装置，所述光伏电站包括若干光伏组件及逆变器，每一所述光伏组件及逆变器通过一箱式变压器连接至电源总线，所述电源总线通过一总断路器与电网的集电线路连接，所述节能装置串联在箱式变压器与总断路器之间的电源总线上，至少包括第一接触器、第二接触器、阻尼电阻、控制器和光照传感器；所述第一接触器与阻尼电阻串联后并联在第二接触器两端；所述第一接触器与第二接触器的控制端口与所述控制器连接。控制器在光伏电站发电功率不抵变压器空载功耗时可控制接触器动作将变压器从线路中切除；光照正常时可控制接触器动作将变压器接入线路，阻尼电阻的存在可以切换中的过电压和电磁涌流。

Description

一种用于已投产光伏电站的节能装置

技术领域

本实用新型涉及光伏变电系统，尤其涉及一种用于已投产光伏电站的节能装置。

背景技术

目前投产的光伏电站，在场区中会配有很多箱式变压器。这些箱式变压器在夜间光伏系统不发电的时段，也同样处于工作状态。此时箱式变压器的工作损耗属于空载损耗，对于电站运行来讲，此部分空载损耗，不仅不带来任何经济收入，还会在运营期产生电费开支。

因此需要一种装置能够在夜晚或者其他无阳光的时间段，光伏系统不发电或者发电功率不及空载损耗时，将箱式变压器与集电线路断开，同时又能避免箱式变压器切除和接入时的涌流、过电压等对光伏系统的冲击。

实用新型内容

鉴于目前光伏电站夜间存在箱式变压器空载损耗，浪费能源的不足，本实用新型提供一种用于已投产光伏电站的节能装置，能够在光伏电站不发电时自动将箱式变压器从线路中切除；在有阳光，光伏电站可以正常工作时将箱式变压器接入线路中，并且能够防止在将箱式变压器切除、接入线路时产生的涌流、过电压对光伏电站设备的冲击。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种用于已投产光伏电站的节能装置，所述光伏电站包括若干光伏组件及逆变器，每一所述光伏组件及逆变器通过一箱式变压器连接至电源总线，所述电源总线通过一总断路器与电网的集电线路连接，所述节能装置串联在箱式变压器与总断路器之间的电源总线上，至少包括第一接触器、第二接触器、阻尼电阻和控制器；所述第一接触器与阻尼电阻串联后并联在第二接触器两端；所述第一接触器与第二接触器的控制端口与所述控制器连接。

光伏电站正常运转时，第一接触器保持断开，第二接触器保持闭合，当进入夜间或其他光照强度十分低的时间段，需要断开箱式变压器与集电线路的连接时，控制器控制第一接触器闭合，然后控制器控制第二接触器断开，最后控制器控制第一接触器断开，此时第一接触器与第二接触器均保持断开；光照正常，需要启动光伏电站时，控制器控制第一接触器闭合，一段时间后，当线路中电压电流稳定时，控制器控制第二接触器闭合，最后控制第一接触器断开，光伏电站稳定正常运转时，第一接触器断开，第二接触器保持闭合；箱式变压器切除与连接的过程中，阻尼电阻可以吸收高次谐波，解决切除和连接箱式变压器时产生的过电压问题，也能够抑制箱式变压器与集电线路连接时的励磁涌流，保证线路上其他设备的安全。

所述第一接触器与第二接触器的控制端口与所述控制器之间设置有光电隔离模块；控制器的输出端口连接至光电隔离模块的输入端，第一接触器与第二接触器的控制端口分别连接至光电隔离模块的输出端；采用光电隔离模块使得控制器与接触器之间只有信号的联系而没有电的连接，也即在不影响控制器对于接触器的控制的前提下实现接触器与控制器的电气隔离，避免接触器端的干扰对控制器造成影响，干扰信号造成控制器误动作。

所述电源总线上设置有功率计；所述功率计与所述控制器电性连接，功率计用于监测光伏电站的发电功率，发电功率低于箱式变压器空载时的功耗时，控制器就将箱式变压器从线路中切除，断开箱式变压器与集电线路的连接。

所述节能装置还包括光照传感器；所述光照传感器电性连接至所述控制器，所述光照传感器用于监测光伏电站现场的光照强度，当光照强度低于一定值(如光伏电站发电功率等于箱式变压器发电空载功耗的临界点)时，控制器控制第一接触器和第二控制器动作。

所述第一接触器与第二接触器为常开触点。

本实用新型实施的优点：

可以加装至已投产光伏电站，无需对光伏电站原有结构进行改变，不影响原有功能；可自动在光伏电站发电功率低的时候将箱式变压器切除，防止没有必要的空载损耗；设置有阻尼电阻可以避免箱式变压器在接入和切除时的过电压和励磁涌流对于设备的干扰，控制器与接触器之间采用光电隔离模块，实现电气隔离避免电磁干扰引起误动作，更安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述的一种用于已投产光伏电站的节能装置的结构原理示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种用于已投产光伏电站的节能装置的安装示意图。

图例说明：

1、光伏组件及逆变器；2、箱式变压器；3、电源总线；4、总断路器；5、集电线路；61、第一接触器；62、第二接触器；63、阻尼电阻；64、控制器；65、光电隔离模块；66、功率计；67、光照传感器；7、控制箱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，一种用于已投产光伏电站的节能装置，所述光伏电站包括若干光伏组件及逆变器1，每一所述光伏组件及逆变器1通过一箱式变压器2连接至电源总线3，所述电源总线3通过一总断路器4与电网的集电线路5连接，所述节能装置串联在箱式变压器2与总断路器4之间的电源总线3上，至少包括第一接触器61、第二接触器62、阻尼电阻63和控制器64；所述第一接触器61与阻尼电阻63串联后并联在第二接触器62两端；所述第一接触器61与第二接触器62的控制端口与所述控制器64连接。

光伏电站正常运转时，第一接触器61保持断开，第二接触器62保持闭合，当进入夜间或其他光照强度十分低的时间段，需要断开箱式变压器2与集电线路5的连接时，控制器64控制第一接触器61闭合，然后控制器64控制第二接触器62断开，最后控制器64控制第一接触器61断开，此时第一接触器61与第二接触器62均保持断开；光照正常，需要启动光伏电站时，控制器64控制第一接触器61闭合，一段时间后，当线路中电压电流稳定时，控制器64控制第二接触器62闭合，最后控制第一接触器61断开，光伏电站稳定正常运转时，第一接触器61断开，第二接触器62保持闭合；箱式变压器2切除与连接的过程中，阻尼电阻63可以吸收高次谐波，解决切除和连接箱式变压器2时产生的过电压问题，也能够抑制箱式变压器2与集电线路5连接时的励磁涌流，保证线路上其他设备的安全。

所述第一接触器61与第二接触器62的控制端口与所述控制器64之间设置有光电隔离模块65；控制器64的输出端口连接至光电隔离模块65的输入端，第一接触器61与第二接触器62的控制端口分别连接至光电隔离模块65的输出端；光电隔离模块65的基本原理是输入的电信号驱动发光二极管(LED)，使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出，从而实现了电-光-电的转换，采用光电隔离模块65使得控制器64与接触器之间只有信号的联系而没有电的连接，也即在不影响控制器64对于接触器的控制的前提下实现接触器与控制器64的电气隔离，避免接触器端的干扰对控制器64造成影响，干扰信号造成控制器64误动作。

所述电源总线3上设置有功率计66；所述功率计66与所述控制器64电性连接，功率计66用于监测光伏电站的发电功率，发电功率低于箱式变压器2空载时的功耗时，控制器64就将箱式变压器2从线路中切除，断开箱式变压器2与集电线路5的连接。

所述节能装置还包括光照传感器67；所述光照传感器67电性连接至所述控制器64，所述光照传感器67用于监测光伏电站现场的光照强度，当光照强度低于一定值(如光伏电站发电功率等于箱式变压器2发电空载功耗的临界点)时，控制器64控制第一接触器61和第二控制器64动作。

所述第一接触器61与第二接触器62为常开触点，接触器电磁线圈失电后两个接触器的触点，当线路因为涌流、谐振、过电压或者遭遇雷击等极端情况下接触器烧坏时可以自动断开接触器的连接，一定程度上保护光伏电站。

实际应用中，可将所述第一接触器61、第二接触器62、控制器64、光电隔离模块65和功率计66封装设置于控制箱7中，光照传感器67则设置在控制箱7的箱体表面，只留出用于连接电源总线3的两个端口，也即将其整体视为一个开关设备串联在原电源总线3上；由于有光电隔离模块65的存在，控制器64可采用小型的PLC，确保稳定性的前提下降低成本。

本实用新型实施的优点：

可以加装至已投产光伏电站，无需对光伏电站原有结构进行改变，不影响原有功能；可自动在光伏电站发电功率低的时候将箱式变压器切除，防止没有必要的空载损耗；设置有阻尼电阻可以避免箱式变压器在接入和切除时的过电压和励磁涌流对于设备的干扰，控制器与接触器之间采用光电隔离模块，实现电气隔离避免电磁干扰引起误动作，更安全可靠。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种用于已投产光伏电站的节能装置，所述光伏电站包括若干光伏组件及逆变器(1)，每一所述光伏组件及逆变器(1)通过一箱式变压器(2)连接至电源总线(3)，所述电源总线(3)通过一总断路器(4)与电网的集电线路(5)连接，其特征在于，所述节能装置串联在箱式变压器(2)与总断路器(4)之间的电源总线(3)上，至少包括第一接触器(61)、第二接触器(62)、阻尼电阻(63)和控制器(64)；所述第一接触器(61)与阻尼电阻(63)串联后并联在第二接触器(62)两端；所述第一接触器(61)与第二接触器(62)的控制端口与所述控制器(64)连接；还包括光照传感器(67)；所述光照传感器(67)电性连接至所述控制器(64)。

2.根据权利要求1所述的用于已投产光伏电站的节能装置，其特征在于，所述第一接触器(61)与第二接触器(62)的控制端口与所述控制器(64)之间设置有光电隔离模块(65)；控制器(64)的输出端口连接至光电隔离模块(65)的输入端，第一接触器(61)与第二接触器(62)的控制端口分别连接至光电隔离模块(65)的输出端。

3.根据权利要求2所述的用于已投产光伏电站的节能装置，其特征在于，所述电源总线(3)上设置有功率计(66)；所述功率计(66)与所述控制器(64)电性连接。

4.根据权利要求3所述的用于已投产光伏电站的节能装置，其特征在于，所述第一接触器(61)与第二接触器(62)为常开触点。