風電場及光伏電站的無功功率控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種風電場及光伏電站的無功功率控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]綠色能源發(fā)電技術(shù)是指利用太陽能、風能等可再生能源進行發(fā)電的技術(shù)。其中，太陽能光伏發(fā)電是利用太陽能電池的光伏效應(yīng)原理將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種發(fā)電形式。其特點是可靠性高、使用壽命長、不污染環(huán)境、能獨立發(fā)電又能并網(wǎng)運行。風能發(fā)電則是利用風力發(fā)電機將風能轉(zhuǎn)換成電能。
[0003]基于能源互補的考慮，可將風電場及光伏電站合并。但由此帶來一定影響，為了保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，如何主動對風電場及光伏電站的有功出力以及無功出力進行控制，是十分棘手的課題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種風電場及光伏電站的無功功率控制系統(tǒng)，包括:
[0005]并網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊；
[0006]光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊；
[0007]風電機組數(shù)據(jù)采集模塊；
[0008]電網(wǎng)通信模塊；
[0009]能量控制模塊，分別與所述并網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊、光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊、風電機組數(shù)據(jù)采集模塊和電網(wǎng)通信模塊連接，輸出有功或無功控制指令；
[0010]有功功率控制模塊，與所述能量控制模塊連接，將能量控制模塊所輸出的有功控制指令輸出；
[0011]無功補償控制模塊，與所述能量控制模塊連接，接收無功控制指令，進行協(xié)議轉(zhuǎn)換以后輸出；
[0012]風電機組控制模塊，與所述能量控制模塊連接，接收有功控制指令，進行協(xié)議轉(zhuǎn)換以后輸出。
[0013]由上，能量控制模塊依據(jù)并網(wǎng)數(shù)據(jù)、風電機組數(shù)據(jù)、光伏電站數(shù)據(jù)以及電網(wǎng)調(diào)度指令進行有功或無功控制，實現(xiàn)風電場及光伏電站的有功出力以及無功出力的充分利用。
[0014]可選的，所述光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊至少包括以下之一:太陽能輻射采集模塊、開關(guān)檢測儀、電量計量器和溫度傳感器。
[0015]可選的，所述太陽光輻射采集模塊封裝于透明玻璃罩內(nèi)，所述透明玻璃罩的側(cè)壁設(shè)置有通孔。
[0016]由上，可以保護太陽能輻射測量儀，使其準確檢測太陽能輻射。
[0017]可選的，所述通孔傾斜設(shè)置，在所述透明玻璃保護罩的內(nèi)側(cè)端高于透明玻璃保護罩的外側(cè)端。
[0018]由上，傾斜設(shè)置的通孔可以通風防雨。
[0019]可選的，所述風電機組數(shù)據(jù)采集模塊包括:測風儀和電量檢測儀。
[0020]可選的，所述并網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊、風電機組數(shù)據(jù)采集模塊與所述能量控制模塊之間通過RS485通信模塊耦合。
[0021]可選的，所述光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊與所述能量控制模塊之間通過0PC通信模塊鋰A
柄口 Ο
[0022]可選的，所述電網(wǎng)通信模塊至少包括以下之一:Wi_Fi通信模塊、GSM通信模塊和GPRS通信模塊。
[0023]由上，可以適應(yīng)不同種類接口的接收裝置，適配不同電網(wǎng)的輸出類別。
【附圖說明】
[0024]圖1為風電場及光伏電站的無功功率控制系統(tǒng)的原理示意圖；
[0025]圖2為RS485通訊模塊的電路原理圖；
[0026]圖3為透明玻璃保護罩的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為0PC通信模塊的電路原理圖；
[0028]圖5為能量控制模塊的電路原理圖；
[0029]圖6為LAN通信模塊的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0030]下面參照圖1?圖6對本實用新型風電場及光伏電站的無功功率控制系統(tǒng)進行詳細說明。
[0031 ] 如圖1所示，所述控制系統(tǒng)包括:
[0032]并網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊20，用于采集并網(wǎng)電壓以及電流數(shù)據(jù)。所述并網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊20通過電量計量器或智能電表實現(xiàn)。由于并網(wǎng)的輸電線路是架空線路，若為了安裝并網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊20專門安裝支架價格昂貴而且增加風險點，由此并網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊20采用卡環(huán)結(jié)構(gòu)，以固定于輸電線路上。所采集的并網(wǎng)電壓、電流、頻率和功率因數(shù)等數(shù)據(jù)通過如圖2中所示的RS485通信模塊傳輸至后文所述能量控制模塊10，它的傳輸距離可達數(shù)千公里。由于所用傳輸線較少，所以成本較低。
[0033]風電機組數(shù)據(jù)采集模塊30，與風電機組主控系統(tǒng)通信連接，用于采集風電機組的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括當前風速、有功功率、無功功率等。所述風電機組數(shù)據(jù)采集模塊30包括測風儀和電量檢測儀，上述二者所檢測的數(shù)據(jù)通過RS485通訊模塊輸出。
[0034]光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊40，用于檢測光伏電站的運行數(shù)據(jù)。其檢測對象包括:光伏陣列、逆變器和箱式變壓器。
[0035]其中，對于光伏陣列的采集包括:采集太陽能輻射值，由太陽能輻射采集模塊實現(xiàn)。如圖3所示，本實施例中，所述太陽光輻射采集模塊封裝于透明玻璃保護罩301內(nèi)，所述透明玻璃保護罩的側(cè)壁設(shè)置有細通孔302。所述細通孔302傾斜設(shè)置，具體設(shè)置為:細通孔在透明玻璃保護罩的內(nèi)側(cè)高于外側(cè)。由上，可以保護太陽光輻射采集模塊，使其準確檢測太陽能輻射以及溫度數(shù)據(jù)，并且由于細通孔302的設(shè)置，還可以實現(xiàn)通風防雨。
[0036]對于逆變器和箱式變壓器的采集包括電流、電壓、溫度。對應(yīng)的，其采集裝置包括電量計量器和溫度傳感器。
[0037]另外，對于箱式變壓器的采集還包括:輸入開關(guān)狀態(tài)、輸入開關(guān)次數(shù)、輸出開關(guān)狀態(tài)、輸出開關(guān)次數(shù)。其采集裝置為開關(guān)檢測儀。
[0038]光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊40所采集的數(shù)據(jù)通過如圖4所示的0PC通信模塊傳輸至后文所述能量控制模塊10。
[0039]電網(wǎng)通信模塊60與調(diào)度中心通信連接，用于接收調(diào)度中心所下達的電網(wǎng)調(diào)度指令。所述電網(wǎng)通信模塊60可采用W1-Fi通信模塊、GSM通信模塊或GPRS通信模塊等實現(xiàn)，所接收的電網(wǎng)調(diào)度指令最終傳輸至后文所述能量控制模塊10。
[0040]能量控制模塊10，用于依據(jù)與其連接的并網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊20、風電機組數(shù)據(jù)采集模塊30、光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊40和電網(wǎng)通信模塊60所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，進行有功或無功調(diào)整，并輸出調(diào)整指令。如圖5所示，能量控制模塊10通過包括型號為RABBIT3000芯片的電路實現(xiàn)。本實施例中，能量控制模塊10采用已公開的技術(shù)手段對進行有功或無功調(diào)整，本實用新型無意對已公開的技術(shù)手段進行保護，其目的僅在于保護能量控制模塊10與其他各模塊的連接關(guān)系。
[0041]風電機組控制模塊50接收能量控制模塊10所輸出的有功控制指令，進行協(xié)議轉(zhuǎn)換以后輸出至風電機組主控系統(tǒng)。
[0042]無功補償控制模塊70接收能量控制模塊10所輸出的無功控制指令，進行協(xié)議轉(zhuǎn)換以后輸出至無功補償設(shè)備。
[0043]有功功率控制模塊80，用于接收能量控制模塊10所輸出的有功功率控制指令，進行協(xié)議轉(zhuǎn)換以后輸出至逆變器。
[0044]所述風電機組控制模塊50、無功補償控制模塊70和有功功率控制模塊80可通過如圖6所示的LAN通信模塊實現(xiàn)。
[0045]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種風電場及光伏電站的無功功率控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 并網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊； 光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊； 風電機組數(shù)據(jù)采集模塊； 電網(wǎng)通?目模塊； 能量控制模塊，分別與所述并網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊、光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊、風電機組數(shù)據(jù)采集模塊和電網(wǎng)通信模塊連接，輸出有功或無功控制指令； 有功功率控制模塊，與所述能量控制模塊連接，將能量控制模塊所輸出的有功控制指令輸出； 無功補償控制模塊，與所述能量控制模塊連接，接收無功控制指令，進行協(xié)議轉(zhuǎn)換以后輸出； 風電機組控制模塊，與所述能量控制模塊連接，接收有功控制指令，進行協(xié)議轉(zhuǎn)換以后輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊至少包括以下之一:太陽能輻射采集模塊、開關(guān)檢測儀、電量計量器和溫度傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽光輻射采集模塊封裝于透明玻璃罩內(nèi)，所述透明玻璃罩的側(cè)壁設(shè)置有通孔。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述通孔傾斜設(shè)置，在所述透明玻璃保護罩的內(nèi)側(cè)端高于透明玻璃保護罩的外側(cè)端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述風電機組數(shù)據(jù)采集模塊包括:測風儀和電量檢測儀。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述并網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊、風電機組數(shù)據(jù)采集模塊與所述能量控制模塊之間通過RS485通信模塊耦合。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊與所述能量控制模塊之間通過OPC通信模塊耦合。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電網(wǎng)通信模塊至少包括以下之一:W1-Fi通信模塊、GSM通信模塊和GPRS通信模塊。
【專利摘要】本實用新型提出了一種風電場及光伏電站的無功功率控制系統(tǒng)，包括：并網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊；光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊；風電機組數(shù)據(jù)采集模塊；電網(wǎng)通信模塊；能量控制模塊，分別與所述并網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊、光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊、風電機組數(shù)據(jù)采集模塊和電網(wǎng)通信模塊連接，輸出有功或無功控制指令；有功功率控制模塊，與所述能量控制模塊連接；無功補償控制模塊，與所述能量控制模塊連接；風電機組控制模塊，與所述能量控制模塊連接；實現(xiàn)風電場及光伏電站的有功出力以及無功出力的充分利用。
【IPC分類】H02J3/18
【公開號】CN204967272
【申請?zhí)枴緾N201520711198
【發(fā)明人】郭宗軍, 申燭
【申請人】創(chuàng)維互聯(lián)（北京）新能源科技有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月14日