光伏并网防反供电保护系统的制作方法

1.本发明涉及并网供电技术领域，具体而言，涉及一种光伏并网防反供电保护系统。


背景技术：

2.近年来，分布式新能源发电凭借其经济性和有效性一直保持着持续增长的态势，其接入配电网也给电网带来了一系列的难题，其中“孤岛”是目前研究最广泛的课题之一。一旦孤岛发生，可能会造成诸如人身安全、经济效益、电能质量等方面的问题。根据标准要求逆变器并入10kv及以下电压等级配电网应具有防孤岛效应保护功能。若逆变器并入的电网供电中断，逆变器应在2s内停止向电网供电，同时发出警示信号。
3.目前的光伏并网防反供电保护系统，还存在如下问题：难以在发生孤岛现象时保证保护动作快速性和控制的准确性；在发生孤岛现象时,不能快速切断分布式孤岛光伏并网点，不具有集成分布式光伏并网点并网所需的开关设备、保护、测控、通信等功能，难以满足分布式光伏并网点接入的孤岛检测、自动安全并网、保护及安全隔离等要求，同时难以在极短的时间内迅速切断故障光伏并网点，无法保护人身及用电设备的安全，不能够自动检测配电线路有无1a以上的残余电流通过，难以实时进行报警，对并网系统中的各节点处没有实行全方位布控，没有形成一体化的安全技术保障措施，难以真正实现对配电线路检修人员的人身安全保障，影响并网系统的安全稳定运行。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种光伏并网防反供电保护系统，以解决现有技术中的难以在发生孤岛现象时保证保护动作快速性和控制的准确性；在发生孤岛现象时,不能快速切断分布式孤岛光伏并网点，不具有集成分布式光伏并网点并网所需的开关设备、保护、测控、通信等功能，难以满足分布式光伏并网点接入的孤岛检测、自动安全并网、保护及安全隔离等要求，同时难以在极短的时间内迅速切断故障光伏并网点，无法保护人身及用电设备的安全，不能够自动检测配电线路有无1a以上的残余电流通过，难以实时进行报警，对并网系统中的各节点处没有实行全方位布控，没有形成一体化的安全技术保障措施，难以真正实现对配电线路检修人员的人身安全保障，影响并网系统的安全稳定运行的问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种光伏并网防反供电保护系统，包括：
6.切断装置，用于在极短的时间内迅速切断故障光伏并网点，以保护人身及用电设备的安全；
7.防孤岛保护装置，用于控制所述切断装置切断故障光伏并网点或者重新接入故障消除的光伏并网点；
8.带电警示装置，用于检测切断的光伏并网点有无1a以上的残余电流，并在检测到切断的光伏并网点有1a以上的残余电流时发出报警信号警示检修人员注意残余电流，以保障检修人员生命安全。
9.可选地，所述切断装置包括光伏专用并网开关，所述光伏专用并网开关适用于交
流50hz，额定电压四级400v，额定电流至63
‑
800a的线路中，当人身触电或光伏并网点泄漏电流超过规定值时，所述光伏专用并网开关在极短的时间内迅速切断故障电源，以保护人身及用电设备的安全。
10.可选地，所述防孤岛保护装置包括前面板、显示屏、操作按键、盒体、两个橡胶基座、主控板、高性能处理器、a/d转换器、测量ct、网络接口、第一usb接口、第二usb接口以及数据线，所述前面板的后部固定安装有配装柱，所述显示屏以及所述操作按键均固定安装在所述前面板的前部，所述盒体的外周面上固定安装有配装耳，所述盒体通过所述配装耳与所述配装柱相配合固定安装在所述前面板的后部，所述配装耳与所述配装柱通过螺钉固定连接，两个所述橡胶基座均固定安装在所述盒体的内部，且两个所述橡胶基座对称设置，每个所述橡胶基座的中部均开设有椭圆形通孔，且每个所述橡胶基座的两端均开设有弧形缺口，所述主控板通过螺栓固定安装在两个所述橡胶基座上，且所述主控板位于所述盒体的内部，所述高性能处理器、所述a/d转换器、所述测量ct、所述网络接口以及所述第一usb接口均集成安装在所述主控板上，且所述a/d转换器、所述网络接口、所述第一usb接口以及所述光伏专用并网开关均与所述高性能处理器电性连接，所述测量ct与所述a/d转换器电性连接，所述第二usb接口固定安装在所述前面板的后部，所述数据线连接在所述第二usb接口与所述第一usb接口之间，所述显示屏以及所述操作按键均通过所述数据线与所述高性能处理器电性连接。
11.可选地，所述防孤岛保护装置还包括第一定位模块、第一通讯模块以及存储模块，所述第一定位模块、所述第一通讯模块以及所述存储模块均集成安装在所述主控板上，且所述第一定位模块、所述第一通讯模块以及所述存储模块均与所述高性能处理器电性连接。
12.可选地，所述防孤岛保护装置还包括两个接线柱、小电流传感器、雷击电流传感器以及接地线，两个所述接线柱、所述小电流传感器以及所述雷击电流传感器均固定安装在所述主控板上，所述小电流传感器以及所述雷击电流传感器均位于两个所述接线柱之间，所述小电流传感器以及所述雷击电流传感器均与所述高性能处理器电性连接，所述接地线电性连接在两个所述接线柱之间，且所述接地线分别贯穿所述小电流传感器的检测孔以及所述雷击电流传感器的检测孔设置。
13.可选地，所述盒体的底壁上还开设有穿线孔，且所述盒体的底壁外侧面上固定安装有穿线管，所述穿线管与所述穿线孔同轴设置。
14.可选地，所述前面板的后部还固定安装有挡圈，所述挡圈的外周面与所述盒体的内侧面相互贴合设置。
15.可选地，所述带电警示装置包括罩壳、太阳能电池板、圆柱形透明壳体、电流互感器、配装板、mcu微处理器、锂离子蓄电池、蜂鸣器以及led报警灯，所述罩壳的顶部设有固定座，所述太阳能电池板固定安装在所述罩壳的外侧面上，所述圆柱形透明壳体固定安装在所述罩壳的底部，所述电流互感器固定安装在所述罩壳的顶部，且所述电流互感器位于所述固定座内侧，所述配装板固定安装在所述圆柱形透明壳体的内部，所述mcu微处理器、所述锂离子蓄电池以及所述蜂鸣器均固定安装在所述配装板的底部，所述led报警灯固定安装在所述圆柱形透明壳体内底壁上部，所述led报警灯、所述蜂鸣器以及所述电流互感器均与所述mcu微处理器电性连接，所述太阳能电池板与所述锂离子蓄电池电性连接，所述锂离
子蓄电池分别与所述mcu微处理器、所述蜂鸣器以及所述led报警灯电性连接。
16.可选地，所述带电警示装置还包括第二定位模块以及第二通讯模块，所述第二定位模块以及第二通讯模块均固定安装在所述配装板的底部，且所述第二定位模块以及第二通讯模块均与所述mcu微处理器电性连接。
17.可选地，所述存储模块为存储硬盘，所述第一定位模块以及所述第二定位模块均为gps定位模块，所述第一通讯模块以及所述第二通讯模块均包括无线网卡、lora通信模块、nb
‑
iot通信模块、4g通信模块和5g通信模块中的至少一种。
18.如上，本发明提供的一种光伏并网防反供电保护系统，由切断装置、防孤岛保护装置以及带电警示装置组成，主要任务是对光伏并网点配电变压器的低压侧进行实时监测，对光伏并网点进行必要的控制，采用切断装置和防孤岛保护装置相配合，可以在发生孤岛现象时保证保护动作快速性和控制的准确性，在发生孤岛现象时,切断装置和防孤岛保护装置作为后备保护，可以快速切断分布式孤岛光伏并网点，具有集成分布式光伏并网点并网所需的开关设备、保护、测控、通信等功能，满足分布式光伏并网点接入的孤岛检测、自动安全并网、保护及安全隔离等要求，同时安装的光伏专用并网开关能在极短的时间内迅速切断故障光伏并网点，保护人身及用电设备的安全，同步安装的带电警示装置能够自动检测配电线路有无1a以上的残余电流通过，并实时通过蜂鸣器以及led报警灯进行报警，对并网系统中的各节点处实行全方位布控，形成了一体化的安全技术保障措施，真正实现对配电线路检修人员的人身安全保障，提高并网系统的安全稳定运行。
19.为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例并结合附图详细说明。
附图说明
20.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
21.图1示意性示出了本发明的一种光伏并网防反供电保护系统的架构示意图；
22.图2示意性示出了本发明的一种光伏并网防反供电保护系统的切断装置的结构示意图；
23.图3示意性示出了本发明的一种光伏并网防反供电保护系统的防孤岛保护装置的结构示意图一；
24.图4示意性示出了本发明的一种光伏并网防反供电保护系统的防孤岛保护装置的结构示意图二；
25.图5示意性示出了本发明的一种光伏并网防反供电保护系统的防孤岛保护装置的结构示意图三；
26.图6示意性示出了图5中局部视图a的放大结构示意；
27.图7示意性示出了本发明的一种光伏并网防反供电保护系统的防孤岛保护装置的爆炸结构示意图；
28.图8示意性示出了本发明的一种光伏并网防反供电保护系统的防孤岛保护装置的局部结构示意图一；
29.图9示意性示出了本发明的一种光伏并网防反供电保护系统的防孤岛保护装置的
局部结构示意图二；
30.图10示意性示出了本发明的一种光伏并网防反供电保护系统的带电警示装置的结构示意图一；
31.图11示意性示出了本发明的一种光伏并网防反供电保护系统的带电警示装置的结构示意图二；
32.图12示意性示出了本发明的一种光伏并网防反供电保护系统的带电警示装置的局部剖视结构示意图。
具体实施方式
33.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
35.参见图1
‑
12所示，本发明的实施例提供了一种光伏并网防反供电保护系统，包括：切断装置1、防孤岛保护装置2以及带电警示装置3。
36.其中，切断装置1用于在极短的时间内迅速切断故障光伏并网点，以保护人身及用电设备的安全；
37.其中，防孤岛保护装置2用于控制切断装置1切断故障光伏并网点或者重新接入故障消除的光伏并网点；
38.其中，带电警示装置3用于检测切断的光伏并网点有无1a以上的残余电流，并在检测到切断的光伏并网点有1a以上的残余电流时发出报警信号警示检修人员注意残余电流，以保障检修人员生命安全。
39.也就是说，本实施例提供的光伏并网防反供电保护系统由切断装置1、防孤岛保护装置2以及带电警示装置3组成，其中，切断装置1与防孤岛保护装置2配合使用，防孤岛保护装置2用于控制切断装置1切断故障光伏并网点或者重新接入故障消除的光伏并网点，能够有效保护人身及用电设备的安全，另外，带电警示装置3用于检测切断的光伏并网点有无1a以上的残余电流，并在检测到切断的光伏并网点有1a以上的残余电流时发出报警信号警示检修人员注意残余电流，以保障检修人员生命安全，因此，在切断装置1、防孤岛保护装置2以及带电警示装置3的相互配合下使得该光伏并网防反供电保护系统，可以有效保障检修人员和用户人身及用电设备的安全。
40.具体的，切断装置1包括光伏专用并网开关101，光伏专用并网开关101适用于交流50hz，额定电压四级400v，额定电流至63
‑
800a的线路中，当人身触电或光伏并网点泄漏电流超过规定值时，光伏专用并网开关101在极短的时间内迅速切断故障电源，以保护人身及用电设备的安全。
41.也就是说，本实施例提供的切断装置1主要由光伏专用并网开关101组成，其中，光
伏专用并网开关101适用于交流50hz，额定电压四级400v，额定电流至63
‑
800a的线路中，当人身触电或光伏并网点泄漏电流超过规定值时，光伏专用并网开关101在极短的时间内迅速切断故障电源，以保护人身及用电设备的安全，光伏专用并网开关101可选用电磁接触器。
42.具体的，防孤岛保护装置2包括前面板201、显示屏203、操作按键204、盒体202、两个橡胶基座213、主控板212、高性能处理器216、a/d转换器217、测量ct 218、网络接口221、第一usb接口214、第二usb接口211以及数据线215，前面板201的后部固定安装有配装柱207，显示屏203以及操作按键204均固定安装在前面板201的前部，盒体202的外周面上固定安装有配装耳208，盒体202通过配装耳208与配装柱207相配合固定安装在前面板201的后部，配装耳208与配装柱207通过螺钉209固定连接，两个橡胶基座213均固定安装在盒体202的内部，且两个橡胶基座213对称设置，每个橡胶基座213的中部均开设有椭圆形通孔227，且每个橡胶基座213的两端均开设有弧形缺口226，主控板212通过螺栓固定安装在两个橡胶基座213上，且主控板212位于盒体202的内部，高性能处理器216、a/d转换器217、测量ct 218、网络接口221以及第一usb接口214均集成安装在主控板212上，且a/d转换器217、网络接口221、第一usb接口214以及光伏专用并网开关101均与高性能处理器216电性连接，测量ct 218与a/d转换器217电性连接，第二usb接口211固定安装在前面板201的后部，数据线215连接在第二usb接口211与第一usb接口214之间，显示屏203以及操作按键204均通过数据线215与高性能处理器216电性连接。
43.也就是说，本实施例提供的防孤岛保护装置2主要由前面板201、显示屏203、操作按键204、盒体202、两个橡胶基座213、主控板212、高性能处理器216、a/d转换器217、测量ct 218、网络接口221、第一usb接口214、第二usb接口211以及数据线215组成，在前面板201的后部固定安装有配装柱207，在盒体202的外周面上固定安装有配装耳208，将盒体202通过配装耳208与配装柱207相配合固定安装在前面板201的后部，将配装耳208与配装柱207通过螺钉209固定连接，同时利用数据线215、第二usb接口211与第一usb接口214相配合将显示屏203以及操作按键204与高性能处理器216电性连接，从而使得该防孤岛保护装置2组装，比较方便；另外，在每个橡胶基座213的中部均开设有椭圆形通孔227，且在每个橡胶基座213的两端均开设有弧形缺口226，并将主控板212通过螺栓固定安装在两个橡胶基座213上，在弧形缺口226以及椭圆形通孔227的相互配合下使得橡胶基座213具备较好的减震缓冲性能，橡胶基座213可以沿着无论是纵向还是横向的方向均可以发生弹性形变，从而使得橡胶基座213的减震缓冲性能要优于目前的减震组件，进而对主控板212起到较好的防护作用，能够有效保证该防孤岛保护装置2的使用寿命，使用时，将光伏并网点的火线或者正极导线引入盒体202的内部，并穿过测量ct 218的检测孔，在测量ct 218检测到光伏并网点的火线或者正极导线中的电流异常时，ct 218产生一个电信号上传给a/d转换器217，a/d转换器217将电信号转换后上传给高性能处理器216，高性能处理器216将接收的数据分析处理后发送给显示屏203显示出来，然后通过网络接口221接入网络进行数据传输，可上传到管理中心，实现远程监控的目的，另外，a/d转换器217工作时每周波32点采样，可以保证该防孤岛保护装置2数据监测的精度；另外，可以通过显示屏203显示该防孤岛保护装置2的工作数据，可以通过操作按键204设定该防孤岛保护装置2的工作参数。
44.需要说明的是，该光伏并网防反供电保护系统主要适用于10kv或380v电压等级的
分布式光伏发电并网点，其功能设定依据国家发布的分布式电源并网相关标准规范，集成分布式电源并网所需的开关设备、保护、测控、通信等功能，满足分布式电源接入的孤岛检测、自动安全并网、保护及安全隔离等要求，实现了分布式电源并网点所需设备的集成化、简约化，实现了分布式电源接入配电网的即插即用。
45.具体的，防孤岛保护装置2还包括第一定位模块225、第一通讯模块224以及存储模块223，第一定位模块225、第一通讯模块224以及存储模块223均集成安装在主控板212上，且第一定位模块225、第一通讯模块224以及存储模块223均与高性能处理器216电性连接。
46.也就是说，本实施例提供的防孤岛保护装置2还具有第一定位模块225、第一通讯模块224以及存储模块223，其中，第一定位模块225用于获取防孤岛保护装置2所在的地理位置信息，第一通讯模块224用于在网络接口221发生故障时启用应急通信，以保证防孤岛保护装置2实时在线，存储模块223用于存储防孤岛保护装置2运行时监测的数据。
47.具体的，防孤岛保护装置2还包括两个接线柱219、小电流传感器220、雷击电流传感器222以及接地线227，两个接线柱219、小电流传感器220以及雷击电流传感器222均固定安装在主控板212上，小电流传感器220以及雷击电流传感器222均位于两个接线柱219之间，小电流传感器220以及雷击电流传感器222均与高性能处理器216电性连接，接地线227电性连接在两个接线柱219之间，且接地线227分别贯穿小电流传感器220的检测孔以及雷击电流传感器222的检测孔设置。
48.也就是说，本实施例提供的防孤岛保护装置2还具有两个接线柱219、小电流传感器220、雷击电流传感器222以及接地线227，两个接线柱219、小电流传感器220、雷击电流传感器222以及接地线227配合高性能处理器216构成了一个简易的线路雷击状况实时在线监测装置，这样可以利用该线路雷击状况实时在线监测装置实时在线监测光伏并网点线路是否受到雷击，便于在防孤岛保护装置2被雷击中后及时被发现，可以有效降低人工巡线工作量以及缩短故障修复时间，减少光伏并网系统停电损失，有效保障光伏并网系统的稳定运行。
49.还需要说明的是，上述小电流传感器220可选用型号为tqhg
‑
mt88的精密小电流互感器模块，雷击电流传感器222可选用型号为mft
‑
s9.6的罗氏互感器 积分器，高性能处理器216可选用型号为stc89c51的单片机。
50.具体的，盒体202的底壁上还开设有穿线孔205，且盒体202的底壁外侧面上固定安装有穿线管206，穿线管206与穿线孔205同轴设置。
51.也就是说，本实施例提供的盒体202的底壁上具有穿线孔205以及穿线管206，在该防孤岛保护装置2接线时，可将线缆通过穿线孔205引入盒体202的内部，在接线完毕后，向穿线管206中灌注环氧树脂进行封装，以保证盒体202的密封性，达到防尘防水的目的，可以保证该防孤岛保护装置2的使用寿命。
52.具体的，前面板201的后部还固定安装有挡圈210，挡圈210的外周面与盒体202的内侧面相互贴合设置。
53.也就是说，本实施例提供的前面板201的后部还具有挡圈210，挡圈210具有对盒体202的内侧面密封的作用，同时还具有对盒体202定位的作用，便于安装盒体202时配装耳208对准配装柱207，方便安装。
54.具体的，带电警示装置3包括罩壳301、太阳能电池板302、圆柱形透明壳体305、电
流互感器303、配装板306、mcu微处理器310、锂离子蓄电池309、蜂鸣器311以及led报警灯312，罩壳301的顶部设有固定座304，太阳能电池板302固定安装在罩壳301的外侧面上，圆柱形透明壳体305固定安装在罩壳301的底部，电流互感器303固定安装在罩壳301的顶部，且电流互感器303位于固定座304内侧，配装板306固定安装在圆柱形透明壳体305的内部，mcu微处理器310、锂离子蓄电池309以及蜂鸣器311均固定安装在配装板306的底部，led报警灯312固定安装在圆柱形透明壳体305内底壁上部，led报警灯312、蜂鸣器311以及电流互感器303均与mcu微处理器310电性连接，太阳能电池板302与锂离子蓄电池309电性连接，锂离子蓄电池309分别与mcu微处理器310、蜂鸣器311以及led报警灯312电性连接。
55.也就是说，本实施例提供的带电警示装置3主要由罩壳301、太阳能电池板302、圆柱形透明壳体305、电流互感器303、配装板306、mcu微处理器310、锂离子蓄电池309、蜂鸣器311以及led报警灯312组成，其中，太阳能电池板302用于将太阳能转化成电能为锂离子蓄电池309充电，锂离子蓄电池309用于为电流互感器303、mcu微处理器310、蜂鸣器311以及led报警灯312供电，电流互感器303用于检测切断的光伏并网点有无1a以上的残余电流，并在检测到切断的光伏并网点有1a以上的残余电流时产生电信号并将电信号上传给mcu微处理器310，mcu微处理器310控制蜂鸣器311发出报警声，同时控制led报警灯312发出报警灯光警示检修人员注意残余电流，以保障检修人员生命安全。
56.具体的，带电警示装置3还包括第二定位模块308以及第二通讯模块307，第二定位模块308以及第二通讯模块307均固定安装在配装板306的底部，且第二定位模块308以及第二通讯模块307均与mcu微处理器310电性连接。
57.也就是说，本实施例提供的带电警示装置3还具有第二定位模块308以及第二通讯模块307，第二定位模块308用于获取带电警示装置3的地理位置信息，以便于快速找到该带电警示装置3的所在位置，第二通讯模块307用于带电警示装置3实现远程通信的目的。
58.具体的，存储模块223为存储硬盘，第一定位模块225以及第二定位模块308均为gps定位模块，第一通讯模块224以及第二通讯模块307均包括无线网卡、lora通信模块、nb
‑
iot通信模块、4g通信模块和5g通信模块中的至少一种。
59.也就是说，本实施例提供的存储模块223可为存储硬盘，第一定位模块225以及第二定位模块308均可为gps定位模块，第一通讯模块224以及第二通讯模块307均可为无线网卡、lora通信模块、nb
‑
iot通信模块、4g通信模块和5g通信模块中的至少一种。
60.如上，应用于本发明的技术方案，本发明提供的一种光伏并网防反供电保护系统由切断装置1、防孤岛保护装置2以及带电警示装置3组成，其中，切断装置1与防孤岛保护装置2配合使用，防孤岛保护装置2用于控制切断装置1切断故障光伏并网点或者重新接入故障消除的光伏并网点，能够有效保护人身及用电设备的安全，另外，带电警示装置3用于检测切断的光伏并网点有无1a以上的残余电流，并在检测到切断的光伏并网点有1a以上的残余电流时发出报警信号警示检修人员注意残余电流，以保障检修人员生命安全，因此，在切断装置1、防孤岛保护装置2以及带电警示装置3的相互配合下使得该光伏并网防反供电保护系统，可以有效保障检修人员和用户人身及用电设备的安全。
61.该光伏并网防反供电保护系统主要任务是对光伏并网点配电变压器的低压侧进行实时监测，对光伏并网点进行必要的控制，采用切断装置1和防孤岛保护装置2相配合，可以在发生孤岛现象时保证保护动作快速性和控制的准确性。
62.综上，在发生孤岛现象时,切断装置1和防孤岛保护装置2作为后备保护，可以快速切断分布式孤岛光伏并网点，具有集成分布式光伏并网点并网所需的开关设备、保护、测控、通信等功能，满足分布式光伏并网点接入的孤岛检测、自动安全并网、保护及安全隔离等要求，同时安装的光伏专用并网开关101能在极短的时间内迅速切断故障光伏并网点，保护人身及用电设备的安全，同步安装的带电警示装置3能够自动检测配电线路有无1a以上的残余电流通过，并实时通过蜂鸣器311以及led报警灯312进行报警，对并网系统中的各节点处实行全方位布控，形成了一体化的安全技术保障措施，真正实现对配电线路检修人员的人身安全保障，提高并网系统的安全稳定运行。
63.综上所述，本发明提供的上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。