一種便攜型分布式電源并網(wǎng)檢測一體化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種便攜型分布式電源并網(wǎng)檢測一體化裝置，包括主控模塊、電能質量采集模塊、單相擾動電源模塊、并離網(wǎng)執(zhí)行模塊和輔助模塊，所述電能質量采集模塊、單相擾動電源模塊、并離網(wǎng)執(zhí)行模塊、輔助模塊分別與主控模塊連接，各個模塊在主控模塊的協(xié)調下，構成了該一體化檢測裝置，該裝置是針對5KW以下小功率戶用分布式電源在接入配電網(wǎng)前的各性能檢測，能夠實現(xiàn)分布式電源的電網(wǎng)適應性檢測、并網(wǎng)電能質量檢測、孤島保護檢測，以及分析判斷待測分布式電源是否滿足并網(wǎng)條件等功能；與其他現(xiàn)有的并網(wǎng)檢測裝置相比，本發(fā)明裝置具有體積小、成本低、測試便捷等突出優(yōu)點。
【專利說明】一種便攜型分布式電源并網(wǎng)檢測一體化裝置【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種便攜型分布式電源并網(wǎng)檢測一體化裝置，屬于分布式電源并網(wǎng)檢測【技術領域】，具體屬于電能質量的檢測和孤島保護的檢測【技術領域】。
【背景技術】
[0002]近年來，能源需求和環(huán)境保護促進了分布式電源和微電網(wǎng)的發(fā)展。開發(fā)分布式發(fā)電可以充分利用以分布式形式廣泛存在的可再生能源，提高能源利用效率，實現(xiàn)節(jié)能減排。分布式電源及相應微電網(wǎng)就近并入低壓配電網(wǎng)，可以降低線路損耗，改善電網(wǎng)末端電能質量，緩解用電壓力，提高電網(wǎng)抗災能力，保證對重要用戶的可靠供電。
[0003]但當分布式電源接入配電網(wǎng)時，配電網(wǎng)由傳統(tǒng)的單電源輻射網(wǎng)絡變成了一個多源網(wǎng)絡，正常運行時網(wǎng)絡中的潮流分布會產(chǎn)生相應的改變，與此同時當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，短路電流的大小、流向和分布也會發(fā)生變化。分布式電源的接入使得配電網(wǎng)中各支路的潮流不再是單方向流動，從而改變了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的運行模式。因此分布式電源接入配電網(wǎng)會對配電網(wǎng)的很多方面產(chǎn)生影響，常見的有電能質量、電網(wǎng)可靠性、配網(wǎng)損耗、繼電保護、電網(wǎng)規(guī)劃等。因此，有必 要對分布式電源進行并網(wǎng)特性檢測，以保證分布式電源并網(wǎng)后能夠安全正常工作，同時不影響配電網(wǎng)的正常運行。
[0004]目前，針對麗級大型光伏發(fā)電，已研制出了移動式入網(wǎng)檢測系統(tǒng)；該系統(tǒng)包括車載集控設備及現(xiàn)場檢測裝置等，可實現(xiàn)大型光伏電站的并網(wǎng)測試。然而，由于該測試平臺包含較多設備，且對測試現(xiàn)場空間要求較大，不適用于小型光伏發(fā)電，如KW級戶用光伏發(fā)電裝置(一般容量為5KW以下)。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種便攜型分布式電源并網(wǎng)檢測一體化裝置，本發(fā)明裝置主要針對5KW以下小型分布式電源接入配電網(wǎng)測試技術進行研究，提出小型分布式電源并網(wǎng)測試指標及測試方案，以保證小型分布式電源并網(wǎng)后安全正常運行。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是:
[0007]—種便攜型分布式電源并網(wǎng)檢測一體化裝置，其特征在于包括主控模塊、電能質量采集模塊、單相擾動電源模塊、并離網(wǎng)執(zhí)行模塊和輔助模塊，所述電能質量采集模塊、單相擾動電源模塊、并離網(wǎng)執(zhí)行模塊、輔助模塊分別與主控模塊連接，其中:
[0008]主控模塊，控制單相擾動電源模塊的打開、關閉及單相擾動電源模塊產(chǎn)生擾動信號的大?。豢刂撇㈦x網(wǎng)執(zhí)行模塊工作，將電網(wǎng)斷開、連接；接收電能質量采集模塊的信息；控制輔助模塊的輸出、存儲，并對輔助模塊的輸入作出響應；
[0009]電能質量采集模塊，用于檢測:1)電能質量；2)分布式電源并網(wǎng)后對大電網(wǎng)各參量的影響；3)電網(wǎng)擾動時分布式電源的響應及其時間；4)分布式電源停止并網(wǎng)動作及其時間；
[0010]單相擾動電源模塊，產(chǎn)生模擬區(qū)域供電網(wǎng)的電壓或頻率，所述電壓或頻率有一定波動的擾動信號；
[0011]并離網(wǎng)執(zhí)行模塊，用于將主控模塊的驅動能力放大，進而間接驅動內部斷路器的通斷動作，從而實現(xiàn)將電網(wǎng)斷開、連接；
[0012]輔助模塊，用于實現(xiàn)輸入，數(shù)據(jù)的輸出、存儲。
[0013]所述模擬區(qū)域供電網(wǎng)的電壓或頻率通過采用PWM控制的單相整流過程，再經(jīng)過PWM控制的逆變過程產(chǎn)生。
[0014]所述輔助模塊包括顯示模塊、按鍵模塊、通信模塊和存儲模塊。顯示模塊主要是用來實時顯示裝置運行狀態(tài)，以及檢測結束后給出詳細的檢測結果報告。存儲模塊主要是用來存儲檢測的數(shù)據(jù)，便于打印、分析和下次調用。
[0015]各個模塊在主控模塊的協(xié)調下，構成了該一體化檢測裝置。根據(jù)現(xiàn)有的分布式電源并網(wǎng)技術規(guī)定及相關檢測規(guī)范，研究出了針對5KW以下小功率戶用分布式電源并網(wǎng)檢測的具體檢測內容及其技術指標和具體檢測方案。根據(jù)接線的方便和并離網(wǎng)執(zhí)行模塊動作的方便，主要檢測內容為以下3個:a.電網(wǎng)適應性檢測；b.并網(wǎng)電能質量檢測；c.孤島保護檢測。具體檢測內容的技術指標則寫入主控模塊的程序中作為判斷的依據(jù)。
[0016]電網(wǎng)適應性檢測，即是在實際區(qū)域供電網(wǎng)電壓或者頻率波動的時，分布式電源如何響應及其響應的時間。
[0017]并網(wǎng)電能質量檢測，即是實時的在線檢測分布式電源并入?yún)^(qū)域供電網(wǎng)之后，對區(qū)域供電網(wǎng)的電能質量的影響。
[0018]孤島保護檢測，即是當區(qū)域供電網(wǎng)由于某些不可控原因突然失電，檢測分布式電源能否成功檢測到并能在2s內停止并網(wǎng)。
[0019]根據(jù)分布式電源并網(wǎng)檢測方案，研制開發(fā)便攜型分布式電源并網(wǎng)檢測一體化裝置，促進小型分布式電源并網(wǎng)測試技術的工程實現(xiàn)。
[0020]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0021](I)設備小巧。由于本裝置是針對5KW以下小功率戶用分布式電源專門設計的，容量小，設備可以做到很小，方便安裝和移動。很好地解決了大設備不易進入某些復雜地形的現(xiàn)場造成的線路距離長、檢測保護響應延遲等問題。
[0022](2)成本低。由于本裝置主要是針對戶用分布式電源專門設計的，針對性強，所用部件成本低，很好地解決了采用如車載式等大功率分布式電源并網(wǎng)檢測裝置時造成裝置容量過剩、浪費等問題。
[0023](3)功能齊全。具備分布式電源并網(wǎng)前應當檢測的全部內容，包括電網(wǎng)適應性檢測、并網(wǎng)電能質量檢測和孤島保護檢測。
[0024](4)操作簡單。整個檢測過程，只有在接線、開機和按鍵選擇時需要人工操作，其他檢測流程均為自動完成，檢測人員無需專門培訓即可進行操作，省時省力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的外觀模型圖。
[0026]圖2為本發(fā)明的內部工作原理圖。
[0027]圖3為本發(fā)明的檢測執(zhí)行流程圖。【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明的一種便攜型分布式電源并網(wǎng)檢測一體化裝置為手提箱式裝置，由內部功能電路板、手提箱式外殼、顯示屏、按鍵、接線口等部件組成。其中內部功能電路板是該裝置實現(xiàn)全部檢測功能的核心部件。
[0030]內部功能電路板的原理圖如圖2所示，該功能電路板主要分為:a.主控模塊；
b.電能質量采集模塊；c.單相擾動電源模塊；d.并離網(wǎng)執(zhí)行模塊；e.顯示、存儲等輔助模塊。電能質量采集模塊、單相擾動電源模塊、并離網(wǎng)執(zhí)行模塊、輔助模塊分別與主控模塊連接，其中:
[0031]主控模塊，采用可編程的單片集成微控芯片，將檢測內容和檢測內容指標以程序的形式燒錄進去，實現(xiàn)裝置的自動化檢測。用于控制單相擾動電源模塊的打開、關閉及單相擾動電源模塊產(chǎn)生擾動信號的大?。豢刂撇㈦x網(wǎng)執(zhí)行模塊工作，將電網(wǎng)斷開、連接；接收電能質量采集模塊的信息；控制輔助模塊的輸出、存儲，并對輔助模塊的輸入作出響應。
[0032]電能質量采集模塊，采用小功率型在線電能質量分析模塊，用于檢測:1)電能質量，如電壓、頻率、直流分量(交流器類型電源)、諧波等電能質量；2)分布式電源并網(wǎng)后對大電網(wǎng)各參量的影響；3)電網(wǎng)擾動時分布式電源的響應及其時間；4)分布式電源停止并網(wǎng)動作及其時間。該模塊是并網(wǎng)電能質量檢測的實際執(zhí)行模塊。
[0033]單相擾動電源模塊，產(chǎn)生有一定波動擾動信號的模擬區(qū)域供電網(wǎng)的電壓或頻率。上述模擬區(qū)域供電網(wǎng)的電壓或頻率通過采用PWM控制的單相整流過程，再經(jīng)過PWM控制的逆變過程產(chǎn)生。該模塊是電網(wǎng)適應性檢測的實際執(zhí)行模塊。
[0034]并離網(wǎng)執(zhí)行模塊，用于將主控模塊的驅動能力放大，進而間接驅動內部斷路器的通斷動作；該模塊是裝置內部斷路器的驅動模塊，該模塊是孤島保護檢測的實際執(zhí)行模塊。
[0035]輔助模塊，用于實現(xiàn)輔助功能，主要是用于實現(xiàn)輸入，數(shù)據(jù)的輸出、存儲。所述輔助模塊包括顯示模塊、按鍵模塊、通信模塊和存儲模塊。顯示模塊主要是用來實時顯示裝置運行狀態(tài)，以及檢測結束后給出詳細的檢測結果報告。存儲模塊主要是用來存儲檢測的數(shù)據(jù)，便于打印、分析和下次調用。
[0036]該裝置與分布式電源和區(qū)域供電網(wǎng)的接線也如圖2所示。必須要注意的是，接線一定要在分布式電源和區(qū)域供電網(wǎng)都分閘的情況下，無電操作。接線完畢后，裝置就可以按如圖3所示的檢測流程圖，自動依次分別進行a.電網(wǎng)適應性檢測；b.并網(wǎng)電能質量檢測；
c.孤島保護檢測。
[0037]電網(wǎng)適應性檢測，即是在實際區(qū)域供電網(wǎng)電壓或者頻率波動的時，分布式電源如何響應及其響應的時間。
[0038]并網(wǎng)電能質量檢測，即是實時的在線檢測分布式電源并入?yún)^(qū)域供電網(wǎng)之后，對區(qū)域供電網(wǎng)的電能質量的影響。
[0039]孤島保護檢測，即是當區(qū)域供電網(wǎng)由于某些不可控原因突然失電，檢測分布式電源能否成功檢測到并能在2s內停止并網(wǎng)。
[0040]具體實施步驟如下詳述:
[0041]1.接線
[0042]裝置分別與分布式電源的接線和區(qū)域供電網(wǎng)接線，接線前務必確保分布式電源和區(qū)域供電網(wǎng)的斷路器分閘，直到裝置開始檢測才能合閘，以保障接線人員和檢測設備的安全。
[0043]2.初始化
[0044]裝置由單獨的穩(wěn)定電源供電，開機，初始化，完成之后反饋至顯示等輔助模塊。其中初始化包括:并離網(wǎng)執(zhí)行模塊使裝置內部斷路器斷開，單相擾動電源模塊關閉(單相擾動電源關閉)，顯示等輔助模塊進入工作狀態(tài)，電能質量采集模塊開始采集。
[0045]3.按鍵選擇
[0046]主要是通過按鍵選擇，使檢測開始。
[0047]4.電網(wǎng)適應性檢測
[0048]主控模塊發(fā)送信號使單相擾動電源模塊打開，產(chǎn)生一組預定的電壓擾動信號和頻率擾動信號來模擬電網(wǎng)擾動，由電能質量采集模塊采集并記錄分布式電源在各個情況下的響應及其響應時間。
[0049]5.并網(wǎng)電能質量檢測
[0050]主控模塊發(fā)信號將單相擾動電源模塊關閉，并將并離網(wǎng)執(zhí)行模塊合閘，電能質量采集模塊開始采集并網(wǎng)電能質量，在預定時間后結束并進行下一檢測內容。
[0051]6.孤島保護檢測
[0052]由并離網(wǎng)執(zhí)行模塊將電網(wǎng)斷開，由電能質量采集模塊采集并記錄分布式電源的響應及其響應時間，響應主要是能否斷開電網(wǎng)，響應時間也主要是斷開時間。
[0053]7.給出檢測報告
[0054]由顯示、存儲等輔助模塊給出詳細的檢測報告，主要包括該分布式電源的各性能是符合并網(wǎng)條件。
[0055]8.結束
[0056]整個檢測流程結束，若需要多次檢測，可在裝置與分布式電源和區(qū)域供電網(wǎng)接線未斷開之前，重復上述整個檢測流程。
[0057]整個檢測過程，只有在接線、開機和按鍵選擇時需要人工操作，其他檢測流程均為自動完成，操作簡單，檢測人員無需專門培訓即可進行操作，省時省力。
[0058]上述實施例不以任何方式限制本發(fā)明，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術方案均落在本發(fā)明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種便攜型分布式電源并網(wǎng)檢測一體化裝置，其特征在于包括主控模塊、電能質量采集模塊、單相擾動電源模塊、并離網(wǎng)執(zhí)行模塊和輔助模塊，所述電能質量采集模塊、單相擾動電源模塊、并離網(wǎng)執(zhí)行模塊、輔助模塊分別與主控模塊連接，其中: 主控模塊，控制單相擾動電源模塊的打開、關閉及單相擾動電源模塊產(chǎn)生擾動信號的大小；控制并離網(wǎng)執(zhí)行模塊工作，將電網(wǎng)斷開、連接；接收電能質量采集模塊的信息；控制輔助模塊的輸出、存儲，并對輔助模塊的輸入作出響應； 電能質量采集模塊，用于檢測:1)電能質量；2)分布式電源并網(wǎng)后對大電網(wǎng)各參量的影響；3)電網(wǎng)擾動時分布式電源的響應及其時間；4)分布式電源停止并網(wǎng)動作及其時間； 單相擾動電源模塊，產(chǎn)生模擬區(qū)域供電網(wǎng)的電壓或頻率，所述電壓或頻率有一定波動的擾動信號； 并離網(wǎng)執(zhí)行模塊，用于將主控模塊的驅動能力放大，進而間接驅動內部斷路器的通斷動作，從而實現(xiàn)將電網(wǎng)斷開、連接； 輔助模塊，用于實現(xiàn)輸入，數(shù)據(jù)的輸出、存儲。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種便攜型分布式電源并網(wǎng)檢測一體化裝置，其特征在于:所述模擬區(qū)域供電網(wǎng)的電壓或頻率通過采用PWM控制的單相整流過程，再經(jīng)過PWM控制的逆變過程產(chǎn)生。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種便攜型分布式電源并網(wǎng)檢測一體化裝置，其特征在于:所述輔助模塊包括顯示模塊、按鍵模塊、通信模塊和存儲模塊。
【文檔編號】H02J3/38GK103944191SQ201410181947
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權日:2014年4月30日
【發(fā)明者】湯奕, 申圳, 魯針針 申請人:常州思普銳電力科技有限公司