一種分布式光伏接入遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種分布式光伏接入遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于分布式光伏發(fā)電具有離散性、波動(dòng)性、間歇性的特點(diǎn)，可控性、可預(yù)測(cè)性往往 低于常規(guī)電源，分布式電源的并網(wǎng)、運(yùn)行、檢修等都會(huì)給主網(wǎng)的安全性和可靠性帶來很大的 威脅。分布式電源如果能及時(shí)地將運(yùn)行的狀態(tài)信息上傳至監(jiān)控中屯、，監(jiān)控中屯、就可W實(shí)時(shí) 快速地將控制命令下達(dá)至分布式電源。對(duì)孤島效應(yīng)快速、有效地檢測(cè)是分布式發(fā)電系統(tǒng)并 網(wǎng)運(yùn)行必須解決的關(guān)鍵問題，現(xiàn)有的孤島檢測(cè)可分為本地檢測(cè)和遠(yuǎn)程檢測(cè)。本地檢測(cè)不能 取得令人滿意的檢測(cè)效果，因?yàn)楸粍?dòng)檢測(cè)存在大的檢測(cè)盲區(qū)，而主動(dòng)檢測(cè)會(huì)影響電能質(zhì)量， 且不能用于多個(gè)分布式電源的情形。遠(yuǎn)程檢測(cè)克服了本地檢測(cè)的缺點(diǎn)，能夠滿足檢測(cè)要求。 隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，遠(yuǎn)程檢測(cè)方法應(yīng)用于分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)將成為必然趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)W上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種分布式光伏接入遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)， 將監(jiān)控系統(tǒng)子站與主站進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，將分布式光伏子站采集到的電源的狀態(tài)信息傳 輸?shù)街髡荆弥髡镜乃惴▽?duì)分布式光伏是否存在非計(jì)劃孤島進(jìn)行準(zhǔn)確的判定，并將判定 結(jié)果及時(shí)反饋給子站，從電網(wǎng)系統(tǒng)宏觀的角度對(duì)有可能出現(xiàn)孤島效應(yīng)的光伏電源進(jìn)行監(jiān) 控，確保檢修工作的安全性。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種分布式光伏接入遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括分布 式光伏電源監(jiān)控主站、分布式光伏電源終端、分布式光伏電源監(jiān)控子站和通信系統(tǒng)組成；所 述分布式光伏電源監(jiān)控主站用于分布式光伏電源數(shù)據(jù)采集監(jiān)控、并網(wǎng)控制、遠(yuǎn)方孤島檢測(cè) 和調(diào)度及檢修控制；所述分布式光伏電源終端用于分布式電源運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控 審IJ、計(jì)量；所述分布式光伏電源監(jiān)控子站設(shè)置在分布式光伏電源監(jiān)控主站與分布式光伏電 源遠(yuǎn)方終端的中間層設(shè)備，用于通信匯集、轉(zhuǎn)發(fā)，子站設(shè)備的維護(hù)和自診斷、孤島檢測(cè)和分 布式電源的并網(wǎng)管理；所述通信系統(tǒng)是連接分布式電源監(jiān)控主站、遠(yuǎn)方終端和監(jiān)控子站之 間實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)。所述分布式光伏電源監(jiān)控主站設(shè)有電力系統(tǒng)同步測(cè)量單元， 用于進(jìn)行同步相量的測(cè)量和輸出化及動(dòng)態(tài)記錄，實(shí)現(xiàn)DG并網(wǎng)系統(tǒng)的孤島檢巧U。所述電力系 統(tǒng)同步測(cè)量單元從電網(wǎng)側(cè)和DG側(cè)的繼電器中得到各自電壓的相量信息，對(duì)該相量信息進(jìn) 行處理，對(duì)兩側(cè)電壓相位角的比較，當(dāng)兩個(gè)相位角的差大于設(shè)置的闊值時(shí)判定出現(xiàn)孤島，并 向斷路器發(fā)出跳閩命令。所述分布式光伏電源監(jiān)控子站設(shè)有信息存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)分布 式電網(wǎng)和主電網(wǎng)運(yùn)行的=相電壓、=相電流、有功功率、無功功率參數(shù)，形成24小時(shí)記錄。 所述分布式光伏電源監(jiān)控子站設(shè)有并網(wǎng)監(jiān)測(cè)單元，用于在分布式光伏電源并網(wǎng)過程中，監(jiān) 測(cè)各項(xiàng)參數(shù)是否符合并網(wǎng)運(yùn)行條件，如不符合將發(fā)出報(bào)警，W提示工作人員做出調(diào)整，或?qū)?其與大電網(wǎng)斷開。所述分布式光伏電源終端包括數(shù)據(jù)采集及處理模塊、主處理器模塊、控制 輸出模塊、通信模塊；所述數(shù)據(jù)采集及處理模塊實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信的功能，控制輸出模塊實(shí)現(xiàn) 遙控功能，通信模塊利用GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控中屯、的通信功能。數(shù)據(jù)采集及處理模塊的遙 測(cè)實(shí)現(xiàn)通過強(qiáng)電信號(hào)經(jīng)PT、CT變換成幅值較小的交流電信號(hào)，再經(jīng)過信號(hào)預(yù)處理電路，完 成電流電壓轉(zhuǎn)換和限幅處理，通過低通濾波器濾去諧波，經(jīng)采樣保持進(jìn)入多路模擬開關(guān)，多 路模擬開關(guān)具備定時(shí)切換功能，模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC在微處理器的指令下采集數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn) 換為數(shù)字信號(hào)，最后送入主控制器CPU。
[0005] 本發(fā)明有如下積極效果；為了滿足監(jiān)控中屯、對(duì)分布式電源實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求，利用 無線網(wǎng)絡(luò)建立監(jiān)控中屯、與分布式電源之間的通信，不僅可W利用現(xiàn)成的通信網(wǎng)絡(luò)，而且投 資費(fèi)用比較低，傳送的信息穩(wěn)定、可靠、快速、實(shí)時(shí)。
【附圖說明】
[0006] 圖1是本發(fā)明的分布式光伏電源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖；
[0007] 圖2是本發(fā)明的基于PMU的孤島檢測(cè)方法；
[000引圖3是本發(fā)明的分布式光伏電源監(jiān)控系統(tǒng)子站架構(gòu)；
[0009] 圖4是本發(fā)明的分布式光伏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)子站運(yùn)行流程圖；
[0010] 圖5是本發(fā)明的系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖；
[0011] 圖6是本發(fā)明的通信接口原理結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如所設(shè)及的各構(gòu)件 的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及 操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，W幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù) 方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0013] 分布式光伏電源具有分布區(qū)域廣、采集點(diǎn)多、信息量大、與配電網(wǎng)和用電負(fù)荷禪合 性強(qiáng)等特點(diǎn)。信息之間的共享和交互要求較高。因此分布式光伏電源監(jiān)控系統(tǒng)采用分散采 集、區(qū)域匯集、集中處理和其他應(yīng)用系統(tǒng)互聯(lián)的體系結(jié)構(gòu)確保系統(tǒng)的可靠性、安全性、實(shí)用 性和擴(kuò)展性。分布式光伏電源監(jiān)控系統(tǒng)主要由分布式光伏電源監(jiān)控主站、分布式光伏電源 遠(yuǎn)方終端、分布式光伏電源監(jiān)控子站和通信系統(tǒng)組成。監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1。其中，分 布式電源監(jiān)控主站是分布式光伏電源監(jiān)控、管理的中屯、，主要實(shí)現(xiàn)分布式光伏電源數(shù)據(jù)采 集與監(jiān)控、保護(hù)與并網(wǎng)控制等基本功能和遠(yuǎn)方孤島檢測(cè)、調(diào)度及檢修控制等擴(kuò)展功能，并可 實(shí)現(xiàn)與其他相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)互聯(lián)。分布式光伏電源遠(yuǎn)方終端安裝在分布式電源運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的 自動(dòng)化裝置，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量等功能。根據(jù)分布式電源的類型和容量可配置不同 的采集項(xiàng)目。分布式電源監(jiān)控子站是主站與遠(yuǎn)方終端的中間層設(shè)備，通常用于通信匯集和 處理，也可擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的高級(jí)應(yīng)用功能，通信系統(tǒng)是連接分布式電源監(jiān)控主站、遠(yuǎn)方終 端和監(jiān)控子站之間實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)，在建有配電自動(dòng)化或用電信息采集系統(tǒng)的地 區(qū)，可考慮和它們復(fù)用通信網(wǎng)絡(luò)。
[0014] 1、基于電力系統(tǒng)同步測(cè)量單元的主站監(jiān)控系統(tǒng)
[0015] 電力系統(tǒng)同步測(cè)量單元（PMU)用于進(jìn)行同步相量的測(cè)量和輸出W及動(dòng)態(tài)記錄，利 用PMU可實(shí)現(xiàn)DG并網(wǎng)系統(tǒng)的孤島檢測(cè)。此方法中，中央向量處理器可W從電網(wǎng)側(cè)和DG側(cè) 的繼電器中得到各自電壓的相量信息，處理器中的算法負(fù)責(zé)對(duì)該相量信息進(jìn)行處理，通過 對(duì)相量信息的比較判斷DG是否處于孤島狀態(tài)。圖2為基于PMU的檢測(cè)方法示意圖。
[0016] 對(duì)相量信息的處理主要是對(duì)兩側(cè)電壓相位角的比較，當(dāng)兩個(gè)相位角的差大于設(shè)置 的闊值時(shí)認(rèn)為出現(xiàn)了孤島，并向斷路器發(fā)出跳閩命令，顯然，對(duì)闊值大小的合理設(shè)置是關(guān) 鍵。基于PMU的方法中，除了根據(jù)相位差進(jìn)行判斷外，還可W通過監(jiān)測(cè)電壓相量的變化率進(jìn) 行孤島檢測(cè)?；赑MU的檢測(cè)方法的檢測(cè)時(shí)間由對(duì)相量的獲取時(shí)間、通信時(shí)間W及邏輯判 斷和跳閩時(shí)間幾部分構(gòu)成，其中通信時(shí)間與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)有關(guān)?？傮w來看，該種方法比本地檢測(cè) 需要更少的檢測(cè)時(shí)間。
[0017] 在電網(wǎng)檢修過程中，分布式電源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要完成的功能為；系統(tǒng)與調(diào)度 SCADA結(jié)合，在調(diào)度監(jiān)控員監(jiān)視面板上顯示分布式電源接入點(diǎn)和接入線路的開關(guān)位置，W及 接入線路上各電氣量，在檢修工作開始前，調(diào)度監(jiān)控員根據(jù)分布式電源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集 及回傳的上述信息，判定該線路是否帶電或滿足檢修條件，如不適合檢修，系統(tǒng)將給出告警 信息并標(biāo)識(shí)出線路名稱，調(diào)度監(jiān)控人員便可通知檢修部口當(dāng)前檢修線路帶電，不可進(jìn)行檢 修工作，同時(shí)，也可通過系統(tǒng)遙控功能，發(fā)出控制命令，由位于光伏并網(wǎng)點(diǎn)處的GPRSDTU接 收并編譯遙控報(bào)文，控制繼電器工作，完成開關(guān)斷路器的控制。
[0018] 2光伏遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)子站設(shè)計(jì)
[0019] 分布式光伏電源監(jiān)控子站是為優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次，提高信息傳輸效率，便于通信 系統(tǒng)組網(wǎng)而設(shè)置的中間層。實(shí)現(xiàn)所轄范圍內(nèi)的分布式電源采集信息匯集、處理或分布式電 源區(qū)域并網(wǎng)管理、通信監(jiān)視及孤島檢測(cè)等功能。
[0020] 分布式光伏電源監(jiān)控子站一般根據(jù)需要設(shè)置在大型居民住宅小區(qū)，大型商業(yè)區(qū)或 大型工業(yè)區(qū)等配電室或監(jiān)控室。
[0021] 分布式光伏電源監(jiān)控子站可采用嵌入式硬件平臺(tái)，采用嵌