光伏电站逆变器侧功率控制接口装置的制作方法

1.本实用新型涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种光伏电站逆变器侧功率控制接口装置。


背景技术：

2.在“双碳”战略的大背景下，新能源高比例接入电力系统使得电网已然面临频率扰动考验，一方面电力系统惯性机组比例减少，系统等效旋转惯量降低，另一方面电力电子高比例接入快速随机性功率波动剧烈，新能源发电参与电网调频需求迫在眉睫。但现阶段新能源场站不具备调频能力，主要受限发电侧与自动发电控制(automatic generation control,agc)侧信息交互慢，呈现十秒以上缓慢爬升或跌落，无法适应电网调频需求。其中，agc与发电侧的交互除agc与发电单元串行交互外，还存在逆变器通信模块与逆变器执行单元的非实时交互。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种接口装置，实现新能源调频。
4.本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
5.提出了一种光伏电站逆变器侧功率控制接口装置，所述接口装置包括一外壳，所述外壳正面设置有供电接口、光纤接口、通信接口和接地部件，所述外壳背面设置有安装卡扣，所述外壳内部布置有可编程逻辑器件，所述可编辑逻辑器件上设置有媒体接收模块、协议转换模块和媒体输出模块；
6.所述供电接口、所述光纤接口和所述通信接口均连接所述媒体接收模块，所述媒体接收模块的输出经所述协议转换模块连接所述媒体输出模块。
7.本实用新型设计的接口装置具备就地安装、环形组网功能，且体积小、功耗低，可从agc与逆变器侧通信路径和逆变器内部通信路径两个方面进行优化，增加该接口装置，旁路冗余路径，在功率控制协议和物理路径上创新，设计的接口装置在光伏电站逆变器侧适应新能源调频调压技术上具有很好的应用价值。
8.进一步地，所述光纤接口包括第一光纤接口和第二光纤接口，所述第一光纤接口和所述第二光纤接口均采用sc接口或st接口或fc接，且线速大于或等于100mbps。
9.进一步地，所述供电接口输入的交直流电范围为90v～260v。
10.进一步地，所述通信接口包括以太网接口、rs485接口、can接口、rs422接口和rs232接口。
11.进一步地，所述光纤接口与agc组网，所述供电接口与变压器连接，所述通信接口与逆变器连接。
12.进一步地，所述媒体接收模块的型号为fdrxmac1.0，所述协议转换模块的型号为fdts1.0，所述媒体输出模块的型号为fdtxmac1.0
13.本实用新型的优点在于：
14.(1)本实用新型设计的接口装置具备就地安装、环形组网功能，且体积小、功耗低，可从agc与逆变器侧通信路径和逆变器内部通信路径两个方面进行优化，增加该接口装置，旁路冗余路径，在功率控制协议和物理路径上创新，设计的接口装置在光伏电站逆变器侧适应新能源调频调压技术上具有很好的应用价值。
15.本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
16.图1是本实用新型中光伏电站逆变器侧功率控制接口装置的结构示意图；
17.图2是本实用新型中光伏电站逆变器侧快速功率控制接口装置报文转发示意图；
18.图3是本实用新型中工业级可编程逻辑器件vhdl编码实现功能框图。
具体实施方式
19.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.参照图1，本实施例提出了一种光伏电站逆变器侧功率控制接口装置，包括一外壳1，所述外壳1正面设置有供电接口2、光纤接口3、通信接口4和接地部件5，所述外壳1背面设置有安装卡扣6，所述外壳1内部布置有可编程逻辑器件，所述可编辑逻辑器件上设置有媒体接收模块、协议转换模块和媒体输出模块；
21.所述供电接口2、所述光纤接口3和所述通信接口4均连接所述媒体接收模块，所述媒体接收模块的输出经所述协议转换模块连接所述媒体输出模块。
22.需要说明的是，供电接口2用于与电源输出连接，实现供电，可就地安装；光纤接口3具备与集控室组成环形网络，可提高通信可靠性；通信接口4为可与逆变器通信的兼容接口，装置的金属部件(包括金属外壳、印制板接地注部件、电源模块大地部件)均可靠汇聚到接地部件5与大地连接；该接口装置具备就地安装、环形组网功能，且体积小、功耗低，可从agc与逆变器侧通信路径和逆变器内部通信路径两个方面进行优化，增加该接口装置，光纤接口3作为输入接口集控室组成环形网络，通信接口4作为输出接口连接逆变器，实现旁路冗余路径，在功率控制协议和物理路径上创新，设计的接口装置在光伏电站逆变器侧适应新能源调频调压技术上具有很好的应用价值。
23.需要说明的是，外壳1可通过安装卡扣6安装于机架或支架上。
24.在一实施例中，媒体接收模块的型号为fdrxmac1.0，用于将光纤接口输入的电信号转换为标准帧格式的数据；协议转换模块的型号为fdts1.0；媒体输出模块的型号为fdtxmac1.0，用于将标准帧格式的数据转换为光纤输出电路能够识别的电信号。
25.进一步地，外壳1采用铝合金材质制备，并采用ip64防护等级设计(防尘)，材质表面有六边形开孔设计，具备防尘和抗高低温能力。
26.在一实施例中，所述光纤接口3包括第一光纤接口b1和第二光纤接口b2，所述第一
光纤接口b1和所述第二光纤接口b2均采用sc接口或st接口或fc接，且线速大于或等于100mbps。
27.需要说明的是，该接口装置通过设置光纤接口3，具备环形组网能力，可实现与agc组网采用组播协议完成快速指令下发。光纤接口3可以是sc、st、fc接口中的任意一种，线速不低于100mbps，且具备环形数据的自过滤功能，不会产生网络风暴，且单向光纤故障时不影响通信功能。
28.在一实施例中，所述供电接口2输入的交直流电范围为90v～260v。
29.需要说明的是，接口装置的供电接口2采用宽范围供电，具备交直流90v～260v的电源接入，接口装置具备直流90v～260v电源接入，也具备交流90v～260v电源接入，当交流或直流电源输出在90v或260v时接口装置能够正常连续工作
30.在一实施例中，所述通信接口4包括以太网接口、rs485接口、can接口、rs422接口和rs232接口。
31.需要说明的是，该通信接口4具备兼容逆变器接口功能，包括以太网、rs485接口、can接口、rs422接口和rs232接口，逆变器对外输出接口包括以太网、rs485和can接口等常用接口，接口装置可接入不同厂家不同型号的逆变器，且通信协议具备可编程能力以适应逆变器的接入。
32.在一实施例中，所述光纤接口3与agc组网，所述供电接口2与变压器连接，所述通信接口4与逆变器连接。
33.需要说明的是，接口装置具备就地安装、环形组网功能、功率控制指令及逆变器信息转换功能、体积小、功耗低和抗高低温功能；可在agc与逆变器侧原有通信设备及路径旁路，中间增加接口装置，接口装置与agc组网采用组播协议完成快速指令下发，同时接口装置直接渗透到逆变器执行单元，大大加速了功率控制指令的响应速度，为新能源调频提供快速通信基础技术支撑。
34.参照图2至图3所示，接口装置内部采用硬件编程语言vhdl编码对可编程逻辑器件进行编码实现软件协议的硬件转发，可编程逻辑器件主频为100mhz，单时钟周期为10纳秒，其转发时间小于0.5毫秒，转发时间是指报文出口时间与报文入口时间的时间差，所述输入报文长度为以太网最大mtu(1500字节)长度。光纤接口3作为输入接口，带宽为100mbps，固报文存储时间为0.12毫秒，报文存储时间为0.12秒是报文在媒体输入模块内的最大延时时间。通信接口4作为输出接口，输出接口带宽为1mhz，输出报文长度为16字节，固报文输出时间为0.128毫秒，报文输出时间为0.128毫秒是报文在媒体输出模块内的最大延时时间，协议转换模块内的处理消耗时钟数为379个，共消耗0.00379毫秒，小于0.1毫秒，也即报文转发时间为0.12 0.1 0.128＝0.348毫秒，小于0.5毫秒。
35.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
36.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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
37.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。