光伏電站節(jié)能控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種結(jié)構(gòu)合理、控制準(zhǔn)確，系統(tǒng)能耗低 的光伏電站節(jié)能控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?的一種技術(shù)，光伏發(fā)電系統(tǒng)可以用于任何需要電源的場(chǎng)合。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)就是將太陽 能光伏發(fā)電系統(tǒng)與常規(guī)電網(wǎng)相連，共同承擔(dān)供電任務(wù)，當(dāng)有陽光時(shí)，逆變器將光伏系統(tǒng)所發(fā) 的直流電逆變成正弦交流電，產(chǎn)生的交流電可以直接供給交流負(fù)載，然后將剩余的電能輸 入電網(wǎng)，或者直接將產(chǎn)生的全部電能并入電網(wǎng)。
[0003] 由于電網(wǎng)向外供電時(shí)需要進(jìn)行升壓處理以降低電力線路帶來的損耗，現(xiàn)有的升壓 變處理機(jī)構(gòu)與光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)相連接，并長(zhǎng)期處于合閘狀態(tài)，因此當(dāng)升壓變處理和逆變 器在光伏系統(tǒng)發(fā)電不足的情況下，處于耗電狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，提出了一種結(jié)構(gòu)合理、控制準(zhǔn)確，系統(tǒng) 能耗低的光伏電站節(jié)能控制系統(tǒng)及方法。
[0005] 本發(fā)明可以通過以下措施達(dá)到： 一種光伏電站節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于設(shè)有系統(tǒng)控制器和兩個(gè)以上的終端單元，其 中系統(tǒng)控制器經(jīng)通信電路分別與兩個(gè)以上終端單元相連接，通過通信網(wǎng)絡(luò)將底層采集到 的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)控制器上， 所述終端單元中設(shè)有微處理器以及分別與微處理器相連接的電壓采集電路、電流采集 電路、逆變器數(shù)據(jù)通信接口、光照度采集電路、通信接口電路和斷路器開閉控制電路，電壓 采集電路和電流采集電路的輸入端分別接入光伏并網(wǎng)斷路器的輸出端，電壓采集電路和電 流采集電路的輸出信號(hào)依次經(jīng)低通濾波器回路、A/D變換電路送入微處理器，逆變器通信接 口與光伏并網(wǎng)斷路器中逆變器通信接口相連接，光照度采集電路中有光輻射傳感器、直流 采集電路及數(shù)據(jù)處理CPU，光輻射傳感器和直流采集電路分別與數(shù)據(jù)處理CPU相連接，所述 斷路器開閉控制電路包括與微處理器輸出端相連接的開出光隔離回路、與開出光隔離回路 輸出端相連接的繼電器邏輯回路，與繼電器邏輯回路相連接的跳/合閘回路，其中跳/合閘 回路的輸出端與斷路器機(jī)構(gòu)箱的控制端相連接； 所述系統(tǒng)控制器中設(shè)有中央處理器、人機(jī)接口電路、通信接口電路、報(bào)警電路、對(duì)終端 單元的命令發(fā)布主要通過通信方式來下達(dá)；其中通信接口電路、報(bào)警電路、人機(jī)接口電路分 別與中央處理器相連接。
[0006] 本發(fā)明所述通信接口電路可以為RS485接口或以太網(wǎng)接口來連接，用于實(shí)現(xiàn)終端 單元與系統(tǒng)控制器之間的數(shù)據(jù)信息交互。
[0007] 本發(fā)明終端單元中的微處理器采用信號(hào)處理器（DSP)，用于完成對(duì)各項(xiàng)采集數(shù)據(jù) 的采集、匯總、上傳及命令的下達(dá)，終端單元中還設(shè)有與DSP相連接的數(shù)據(jù)顯示輸出機(jī)構(gòu)以 及參數(shù)輸入機(jī)構(gòu)，其中數(shù)據(jù)顯示輸出機(jī)構(gòu)包括串口隔離電路、人機(jī)交互接口（MMI系統(tǒng))、與 人機(jī)交互接口相連接的LED顯示器、輸入鍵盤。
[0008] 本發(fā)明終端單元中還設(shè)有與微處理器相連接的緩沖隔離電路，緩沖隔離電路的輸 入端與開關(guān)量輸入回路的輸出端相連接。
[0009] 本發(fā)明系統(tǒng)控制器內(nèi)的報(bào)警電路設(shè)有聲光報(bào)警器，用于向外輸出故障報(bào)警信號(hào)。
[0010] 本發(fā)明還提出了一種光伏電站節(jié)能控制方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1 :終端單元與光伏并網(wǎng)斷路器相連接，并通過電流采集電路、電壓采集電路、逆 變器數(shù)據(jù)采集電路、光照度采集電路采集光伏并網(wǎng)短路器中各項(xiàng)工作參數(shù)，包括：電流大 小、電流方向、電壓大小、逆變器當(dāng)前運(yùn)行功率、光照度； 步驟2 :終端單元中的微處理器將步驟1中采集的信息經(jīng)通信接口電路上傳至系統(tǒng)控 制器； 步驟3 :系統(tǒng)控制器接收終端單元上傳的數(shù)據(jù)，并按如下規(guī)則進(jìn)行判斷：當(dāng)根據(jù)上傳的 電流、電壓參數(shù)值判斷電流方向?yàn)橄到y(tǒng)用電，即電流從電網(wǎng)IOKV側(cè)流至光伏系統(tǒng)側(cè)，系統(tǒng) 控制器判斷當(dāng)前為耗電狀態(tài)，系統(tǒng)控制器通過通信網(wǎng)絡(luò)向終端單元下達(dá)命令，由終端單元 斷開光伏并網(wǎng)斷路器；否則保持光伏并網(wǎng)斷路器的閉合狀態(tài)； 步驟4 :重復(fù)步驟1至步驟3,持續(xù)檢測(cè)。
[0011] 本發(fā)明步驟3中還包括對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的故障監(jiān)測(cè)報(bào)警，具體為：當(dāng)上傳的逆變 器功率低于設(shè)定值，光照度為良好，系統(tǒng)控制器判斷系統(tǒng)故障，中央處理器控制報(bào)警電路進(jìn) 行報(bào)警。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，克服了現(xiàn)有的光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏并網(wǎng)斷路器一直處于 合閘狀態(tài)，因此升壓變和逆變器在光伏系統(tǒng)發(fā)電不足的情況下處于耗電狀態(tài)的問題；本發(fā) 明根據(jù)發(fā)電或用電情況準(zhǔn)確的切斷斷路器，使光伏發(fā)電系統(tǒng)處于用電狀態(tài)時(shí)與電網(wǎng)脫離， 具有結(jié)構(gòu)合理、操作簡(jiǎn)便、能耗低等顯著的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]
【附圖說明】： 附圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0014] 附圖2是本發(fā)明中終端單元的結(jié)構(gòu)框圖。
[0015] 附圖3是本發(fā)明中系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016] 附圖標(biāo)記：系統(tǒng)控制器1、終端單元2、微處理器3、電壓采集電路4、電流采集電路 5、逆變器數(shù)據(jù)采集電路6、光照度采集電路7、通信接口電路8、中央處理器9、通信接口電路 10、報(bào)警電路11、人機(jī)接□電路12、低通濾波器回路13、A/D變換電路14、光隔離回路15、繼 電器邏輯回路16、跳/合閘回路17、斷路器機(jī)構(gòu)箱18。
[0017]
[0018]
【具體實(shí)施方式】： 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0019] 如附圖1、附圖2及附圖3所示，本發(fā)明提出了一種光伏電站節(jié)能控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采 集環(huán)節(jié)和綜合判斷環(huán)節(jié)，判斷光伏發(fā)電系統(tǒng)是否為耗電狀態(tài)，如果是耗電狀態(tài)，通過綜合判 斷來切斷耗能的變壓器及光伏逆變器；目前設(shè)定綜合判斷環(huán)節(jié)為系統(tǒng)控制器，數(shù)據(jù)采集環(huán) 節(jié)為終端單元；其特征在于設(shè)有系統(tǒng)控制器1和兩個(gè)以上的終端單元2,其中系統(tǒng)控制器1 經(jīng)通信電路分別與兩個(gè)以上終端單元2相連接，通過通信網(wǎng)絡(luò)將底層采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?系統(tǒng)控制器1上， 所述終端單元中設(shè)有微處理器3以及分別與微處理器3相連接的電壓采集電路4、電流 采集電路5、逆變器數(shù)據(jù)通信接口 6、光照度采集電路7、通信接口電路8和斷路器開閉控制 電路，電壓采集電路4和電流采集電路5的輸入端分別接入光伏并網(wǎng)斷路器的輸出端，電壓 采集電路4和電流采集電路5的輸出信號(hào)依次經(jīng)低通濾波器回路13、A/D變換電路14送入 微處理器3,逆變器通信接口 6與光伏并網(wǎng)斷路器中逆變器通信接口相連接，光照度采集電 路7中有光輻射傳感器、直流采集電路及數(shù)據(jù)處理CPU，光輻射傳感器和直流采集電路分別 與數(shù)據(jù)處理CPU相連接，所述斷路器開閉控制電路包括與微處理器3輸出端相連接的開出 光隔離回路15、與開出光隔離回路15輸出端相連接的繼電器邏輯回路16,與繼電器邏輯回