分布式电源并网装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种分布式电源并网装置，包括：电能质量监测与计量模块，包括采样单元和测量处理器，所述采样单元用于获取分布式电源逆变器输出的电流信号、电压信号，所述电流信号包括交流电流分量和直流电流分量；所述测量处理器用于根据所述采样单元获取的电流信号、电压信号进行实时电能质量分析，并输出电能质量分析结果；主处理器，用于根据所述测量处理器输出的电能质量分析结果输出相应的控制信号；执行模块，用于根据所述控制信号进行相应的动作以将分布式电源与公共电网连接、或分断分布式电源与公共电网的连接。该装置可以实时监测并网分布式电源逆变器输出的电能，发现电能质量不合格就及时切除，以保障用户用电安全和用电质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及并网
，具体涉及一种分布式电源并网装置。
技术介绍
2012年12月，国内首例居民自建分布式光伏发电系统(低压分布式电源)在青岛市并网运行，开启了我国分布式电源发展的新篇章，随着国家一系列鼓励政策的出台和可再生能源新型发电技术的发展，分布式电源日渐成为即可解决负荷增长需求又符合国家提倡绿色环保理念的理想方案。分布式电源与公共电网相联,使得电力系统尤其是配电系统变得更加分散,用户对大型发电厂和输电线路的依赖将减少,大大提高了电力系统的稳定性和灵活性。但分布式电源也存在污染电能质量、影响原有配电网电力系统运行的安全性和可靠性，即分布式电源接入会对配电网继电保护产生不利影响。目前国内逆变器类低压分布式电源并网一般通过用户逆变器的保护、控制功能实现与公共电网的连接，电能质量监测分析与计量在电网侧进行，且电能质量监测分析基本为线下分析或定期监测分析。因此，在分布式电源输出电流电压影响公共电源质量时，不能及时切除以保障公共电网电能质量，而在分布式电源输出电能合格时不能及时将该分布式电源与公共电网接通以充分利用分布式电源的电能。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于现有分布式电源并网不能在其输出电能质量不合格时断开与公共电网的连接，因此容易导致公共电网电能质量下降。为此，本专利技术实施例提供了如下技术方案：一种分布式电源并网装置，包括：电能质量监测与计量模块，包括采样单元和测量处理器，所述采样单元用于获取分布式电源逆变器输出的电流信号、电压信号，所述电流信号包括交流电流分量和直流电流分量；所述测量处理器用于根据所述采样单元获取的电流信号、电压信号进行实时电能质量分析，并输出电能质量分析结果；主处理器，用于根据所述测量处理器输出的电能质量分析结果输出相应的控制信号；执行模块，用于根据所述控制信号进行相应的动作以将分布式电源与公共电网连接、或分断分布式电源与公共电网的连接。可选地，所述采样单元包括采样电路、模拟信号调理电路和AD转换电路，所述采样电路用于采集三相电流信号和三相电压信号，所述模拟信号调理电路用于对所述采样电路采集到的模拟电信号进行滤波和放大处理，所述AD转换电路用于将经调理后的电流信号和电压信号转换为数字信号，并输入所述测量处理器。可选地，还包括通信模块，所述通信模块包括RS485通讯接口，用于从所述采样单元获取所述分布式电源逆变器输出的电压信号和电流信号、并上传至所述主处理器；所述通信模块还包括无线通讯单元，用于与上级主站连接以上传所述分布式电源并网装置采集到的数据、计算得到的数据以及当前状态数据；所述通信模块还包括通过USB扩展出的以太网接口，用于将数据传输到本地后台存储。可选地，还包括数据存储模块，用于当电能质量分析结果不合格时存储电能质量统计数据和电能质量分析结果。可选地，还包括录波模块，用于捕捉各电能质量指标超越预设限值时的波形并形成波形文件，所述波形文件由所述测量处理器来进行本地存储，或通过以太网传输到本地后台进行存储。可选地，还包括供电电源，所述供电电源的输入端与交流电网连接，输出两路直流，其中一路电压为5V，另一路电压为15V；还包括模块电源，所述模块电源的输入端与所述供电电源的输出端连接，所述模块电源包括DC-DC变换电路，用于将所述供电电源输出的15V电压变换到5.2V以给所述电能质量监测与计量模块供电；还包括电源控制电路，设置在所述主处理器与所述模块电源之间，用于根据所述主处理器输出的控制信号关断或导通所述模块电源向所述电能质量监测与计量模块的供电回路；还包括电源分配电路，所述电源分配电路的输入端与所述模块电源的输出端连接，用于将所述模块电源输出的5.2V电压通过电源转换芯片分别生成+1.2V、+3.3V、+2.5V、+5V、-5V；该装置还包括储能电池或由法拉电容组成的储能电路，用于在交流电网断电期间为该装置供电，以保证装置内部信息的存储。可选地，还包括继电保护模块，接收所述主处理器输出的控制信号，用于在过流、短路、欠压时断开所述分布式电源与电网的连接。可选地，还包括独立式电能计量模块，用于获取并网点的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因素和电度量。可选地，还包括人机模块，所述人机模块包括汉显单元和键盘，所述汉显单元用于进行本地数据显示和告警显示，所述汉显单元包括液晶显示屏、二极管背光和背光控制电路；所述键盘包括7个按键，用于参数设置。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术实施例提供的分布式电源并网装置，可以实时监测并网分布式电源逆变器的电能输出，及时发现电能质量不合格指标，并根据定值设置对造成电能污染的分布式电源及时切除，保障周边用户用电安全和用电质量。2.本专利技术实施例提供的分布式电源并网装置，采用双处理器(CPU)，其中测量处理器(DSP)用于电能质量监测与计量，主处理器(ARM)用于数据管理与通讯。测量处理器(DSP)会将数据和事件由串口传给主处理器(ARM)，由主处理器(ARM)进行进一步的统计和处理，并做出告警、并网离网开关控制等处理。功能分工合理，充分发挥各平台的优势。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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为本专利技术实施例中分布式电源并网装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中分布式电源并网装置与并网开关之间的关系示意图；图3为本专利技术实施例中逻辑判断示意图；图4为本专利技术实施例中双处理器结构示意图；图5为本专利技术实施例中主处理器及其周边电路示意图；图6为本专利技术实施例中测量处理器与主处理器之间的部分信号交互示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。实施例1本实施例提供了一种分布式电源并网装置，如图1-6所示，包括：电能质量监测与计量模块，包括采样单元11和测量处理器12，采样单元11用于获取分布式电源逆变器输出的电流信号、电压信号，电流信号包括交流电流分量和直流电流分量。大多数分布式电源，例如光伏电源并网时会向电网馈送逆变出来的直流分量，因此直流分量是并网的一个重要性能指标，必须进行检测，以保证电网可以正常运行。测量处理器(DSP)用于根据采样单元获取的电流信号、电压信号进行实时电能质量分析，并输出电能质量分析结果。测量处理器(DSP)还可以用于上网电量计量以及基于电能质量分析进行故障判断，并将数据和事件通过串口传给主处理器2(ARM)，由主处理器2(ARM)进行进一步的统计和处理，并做出告警、并网离网开关控制等处理。测量处理器12(DSP)采用TI的TMS320C6747，主频可达300MHz。具体地，上述采样单元11包括采样电路、模拟信号调理电路和AD转换电路，采样电路用于采集ABC三相电流信号和AB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式电源并网装置，其特征在于，包括：电能质量监测与计量模块，包括采样单元和测量处理器，所述采样单元用于获取分布式电源逆变器输出的电流信号、电压信号，所述电流信号包括交流电流分量和直流电流分量；所述测量处理器用于根据所述采样单元获取的电流信号、电压信号进行实时电能质量分析，并输出电能质量分析结果；主处理器，用于根据所述测量处理器输出的电能质量分析结果输出相应的控制信号；执行模块，用于根据所述控制信号进行相应的动作以将分布式电源与公共电网连接、或分断分布式电源与公共电网的连接。

【技术特征摘要】
1.一种分布式电源并网装置，其特征在于，包括：电能质量监测与计量模块，包括采样单元和测量处理器，所述采样单元用于获取分布式电源逆变器输出的电流信号、电压信号，所述电流信号包括交流电流分量和直流电流分量；所述测量处理器用于根据所述采样单元获取的电流信号、电压信号进行实时电能质量分析，并输出电能质量分析结果；主处理器，用于根据所述测量处理器输出的电能质量分析结果输出相应的控制信号；执行模块，用于根据所述控制信号进行相应的动作以将分布式电源与公共电网连接、或分断分布式电源与公共电网的连接。2.根据权利要求1所述的分布式电源并网装置，其特征在于，所述采样单元包括采样电路、模拟信号调理电路和AD转换电路，所述采样电路用于采集三相电流信号和三相电压信号，所述模拟信号调理电路用于对所述采样电路采集到的模拟电信号进行滤波和放大处理，所述AD转换电路用于将经调理后的电流信号和电压信号转换为数字信号，并输入所述测量处理器。3.根据权利要求1所述的分布式电源并网装置，其特征在于，还包括通信模块，所述通信模块包括RS485通讯接口，用于从所述采样单元获取所述分布式电源逆变器输出的电压信号和电流信号、并上传至所述主处理器；所述通信模块还包括无线通讯单元，用于与上级主站连接以上传所述分布式电源并网装置采集到的数据、计算得到的数据以及当前状态数据；所述通信模块还包括通过USB扩展出的以太网接口，用于将数据传输到本地后台存储。4.根据权利要求1-3中任一项所述的分布式电源并网装置，其特征在于，还包括数据存储模块，用于当电能质量分析结果不合格时存储电能质量统计数据和电能质量分析结果。5.根据权利要求1-4中任一项所述的分布式电源并网装置，其特征在于，还包括录波模块，用于捕捉各电能质...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔潇，夏晓宾，寇岩，阎振坤，于乔，刘鹏，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司青岛供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东;37