一种实现防孤岛保护的光伏并网系统的制作方法

1.本实用新型涉及分布式发电并网保护技术领域，特别涉及一种实现防孤岛保护的光伏并网系统。


背景技术：

2.随着光伏新能源并网规模不断扩大，光伏电站孤岛保护成为光伏电站不可缺少的保护。孤岛检测方法分为逆变器端本地检测方法和电网端远程检测方法，其中逆变器端又分为被动检测方法和主动检测方法。被动式检测方法存在检测盲区，而远程检测方法需要增加额外的通讯设备，成本较高。


技术实现要素：

3.本实用新型采取的技术方案为：一种光伏并网系统防孤岛保护装置，包括可扩充插箱式结构的主机箱(1)，在主机箱(1)上固定液晶显示单元(2)，在主机箱(1)内的插槽上插接保护插件组(3)，保护插件组(3)通过母线板(4)进行信号互联，输入及输出信号通过电缆与主机箱(1)内的保护插件组(3)连接。
4.优选的，保护插件组(3)包括cpu插件(31)、交流采样插件(32)、开出插件(33)、操作箱插件(34)和电源开入插件(35)；输入及输出信号通过电缆与主机箱(1)内的保护插件组(3)相对应的保护插件连接。
5.优选的，cpu插件(31)具有三路以太网接口和一对光纤接口，通过三路以太网接口与主站通讯、通过一对光纤接口与对侧防孤岛保护装置通讯；交流采样插件(32)采集测量点电压电流值二次值；开出插件(33)提供16 路通用继电器通断回路；操作箱插件(34)提供单跳闸线圈操作回路，提供跳、合位及闭锁信号；电源开入插件(35)采集测量点的断路器开关位置遥信值，同时提供装置的运行电压。
6.优选的，液晶显示单元(2)通过扁平电缆(5)与主机箱(1)的母线板(4)上的接线插座相连，并通过卡扣(6)固定在主机箱(1)的母线板(4) 一侧。
7.优选的，主机箱(1)采用标准19/3英寸6u机箱，插箱深度在198.5mm 以内。
8.本实用新型还提供一种光伏并网系统，包括设置在光伏侧的第一防孤岛保护装置和设置在电网侧的第二防孤岛保护装置，第一防孤岛保护装置和第二防孤岛保护装置均为上述光伏并网系统防孤岛保护装置；第一防孤岛保护装置与第二防孤岛保护装置通过光纤通讯。
9.优选的，第一防孤岛保护装置连接光伏电站母线、公共电网连接线路及 s1断路器，采集光伏电站母线处的电压、与公共电网连接的线路上交流电气量及s1断路器开关状态。
10.优选的，第二防孤岛保护装置连接电网侧母线电压、与光伏电站的连接线路及s2断路器，采集电网侧母线电压、与光伏电站连接线路上交流电气量及s2处断路器开关状态。
11.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型能够采用线路差动
光纤通道作为远程通讯载体，实现孤岛保护远程检测，同时具有线路差动保护功能，是一种即有孤岛保护功能又有线路差动保护功能的装置。
附图说明
12.图1为本实用新型提供的一种光伏并网系统防孤岛保护装置总体框架图；
13.图2为本实用新型提供的一种光伏并网系统防孤岛保护装置中液晶显示单元与主机箱连接结构示意图；
14.图3为本实用新型所提供的光伏并网系统防孤岛保护装置接入光伏电站示意图，图3中黑色方框为断路器、白色方框为断路器/负荷开关。
15.图中：1、主机箱；2、液晶显示单元；3、保护插件组；4、母线板；5、扁平电缆；6、卡扣；31、cpu插件；32、交流采样插件；33、开出插件；34、操作箱插件；35、电源开入插件。
具体实施方式
16.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
17.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
18.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
19.实施例一
20.如图1-2所示，本技术实施例一提供一种光伏并网系统防孤岛保护装置，包括可扩充插箱式结构的主机箱1，在主机箱1上固定液晶显示单元2，在主机箱1内的插槽上插接保护插件组3，保护插件组3包括cpu插件31、交流采样插件32、开出插件33、操作箱插件34和电源开入插件35；各保护插件通过母线板4进行信号互联，输入及输出信号通过电缆与主机箱内相对应的保护插件连接。
21.其中，主机箱1采用标准19/3英寸6u机箱，插箱深度在198.5mm以内；液晶显示单元2通过扁平电缆5与主机箱母线板4上的接线插座相连，并通过卡扣6固定在主机箱母线板一侧。主机箱1通过光纤连接对侧装置、通过网络连接本地监控、通过连接电缆连接变电站被采集对象，并连接110v～220v 的ac(交流电)或dc(直流电)。
22.具体地，cpu插件31具有三路以太网接口和一对光纤接口，通过三路以太网接口与主站通讯、通过一对光纤接口与对侧防孤岛保护装置通讯，由此本侧装置可以接收到对侧装置所采集的电压、电流及断路器开关位置状态信号，通过对侧开关位置能判断孤岛现象发生，避免被动式孤岛检测方法盲区。交流采样插件32能采集测量点电压电流值二次值；开
出插件33提供16路通用继电器通断回路；操作箱插件34提供单跳闸线圈操作回路，提供跳、合位及闭锁信号；电源开入插件35采集测量点的断路器开关位置等遥信值，同时能提供装置的运行电压。
23.实施例二
24.如图3所示，本技术实施例二提供一种实现防孤岛保护的光伏并网系统，包括设置在光伏侧的第一防孤岛保护装置和设置在电网侧的第二防孤岛保护装置；第一防孤岛保护装置和第二防孤岛保护装置均为实施例一的光伏并网系统防孤岛保护装置的结构；第一防孤岛保护装置与第二防孤岛保护装置通过光纤通讯。
25.具体地，第一防孤岛保护装置连接光伏电站母线、公共电网连接线路及 s1断路器，采集光伏电站母线处的电压、与公共电网连接的线路上交流电气量及s1断路器开关状态。第二防孤岛保护装置连接电网侧母线电压、与光伏电站的连接线路及s2断路器，采集电网侧母线电压、与光伏电站连接线路上交流电气量及s2处断路器开关状态。
26.所述光伏并网系统的防孤岛保护工作原理为：第一防孤岛保护装置采集光伏侧电气量信息，第二防孤岛保护装置采集电网侧电气量信息，第一防孤岛保护装置与第二防孤岛保护装置通过光纤通讯，光伏侧装置能够实时接收到电网侧装置的开关位置及交流量信息，电网侧装置失电时，通过电网侧装置的开关位置为断开或者电网侧装置的母线电压为零判断孤岛现象的发生，即检测到s2开关为断开状态或s2处无压，判断孤岛现象发生，从而断开光伏侧装置与电网侧装置的并网开关，即经短延时跳开s1处断路器开关，防止孤岛发生。
27.作为一种优选方案，光伏侧装置根据自身采集的光伏侧电压、频率信息进行被动式孤岛检测；只要满足过压、低压、过频、低压保护的任一种动作条件，判断为孤岛发生，断开光伏侧装置与电网侧装置的并网开关；具体地，第一防孤岛保护装置根据用户10kv母线处采集的交流量进行被动式防孤岛检测，如果过/欠压，过/欠频保护中任意一种保护满足其动作条件，跳闸出口动作，经短延时跳开s1处断路器开关，孤岛保护动作完成。
28.作为一种优选方案，电网侧装置根据采集的电网侧母线电压和电网侧断路器位置判断电网失电状态，如果电网侧断电，则发出goose开入信号，光伏侧防孤岛保护装置通过网关机接收到此goose信号，则断开光伏侧与电网侧的并网开关。具体地，第一防孤岛保护装置通过以太网接口接收第二防孤岛保护装置发送的孤岛goose信号，在电网失电时，第二防孤岛保护装置会根据自身采集的公共电网处电压和s2处断路器位置来判断孤岛发生情况，发出孤岛goose信号，第一防孤岛保护装置接收到第二防孤岛保护装置的孤岛 goose信号，经短延时跳开s1处断路器开关，孤岛保护动作完成。
29.本实用新型通过光纤远程通讯，实时检测电网侧断路器开关位置状态，判断孤岛现象，避免孤岛检测盲区，同时与被动式过/欠压、过/欠频孤岛检测方法及远程goose跳闸配合，更进一步确保孤岛检测的可靠性。本新型装置拥有独立的线路差动保护功能，可通过控制字、软压板退出线路差动保护功能，线路差动功能的退出不影响孤岛保护功能，同理孤岛保护功能的退出，也不影响线路差动保护功能。
30.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还
会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。