[实用新型]一种适用于大型光伏电站的电能质量监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种涉及电网实时监控系统,特别是一种适用于大型光伏电站的电能质量监控系统。 

背景技术

近年来，随着“金太阳示范工程”的实施，太阳能产业在政策面上，将会得到更大力度的支持，中国的光伏产业正在经历快速发展的过程。光伏电站正向规模化和大型化发展，若干兆瓦级并网光伏电站相继在青海、甘肃、宁夏等地开工或运行，我国也制定了相应的并网技术规定，但国内目前的大型光伏电站仍以工程示范为主，主要为光伏商业化积累经验。国外已建成10MW及以上大型光伏电站一百余座，相关光伏发电并网标准及其检测标准已形成较为完整的体系，并与光伏技术同步发展。

光伏电站的发展趋势是：(1)电站容量越来越大，向百兆瓦甚至千兆瓦级发展；(2)采用大功率并网逆变器，使用百千瓦到兆瓦级容量的光伏并网逆变器；(3)电站接入配网的电压等级越来越高；(4)电网适应性要求提高，提出了光伏电站具备有功/无功控制能力、低电压穿越能力，以及能够参与电网调度等技术要求。

光伏产业正在经历黄金发展期，随着目前光伏电站装机容量爆发式的增长，相关领域的专家学者对光伏发电技术展开研究，除开在光伏设备研发、制造以及控制策略等方面有较为成熟的技术外，涉及到大型光伏电站并网与配网交互影响方面的研究才刚刚起步。由于其一次能源为太阳能，具有间歇性、随机性、波动性等特点，并网光伏电站往往接在电网馈线末端，这样就容易造成电压的波动和闪变。光伏电站通过电力电子设备实现直交变换以及并网运行，一方面光伏逆变器本身的调制、死区等因素会产生高、低次谐波电流，另一方面电网谐波电压与三相不平衡等因素也会致使光伏逆变器产生不同次数的谐波电流。根据光伏电站运行经验，即使单台逆变器输出较少的谐波电流，多台同时运行时电站谐波也可能超标。目前还没有光伏电站电能质量监控装置对光伏电站输出电流以及并网点电压的电能质量多个参数进行实时监控及记录。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种适用于大型光伏电站的电能质量监控系统，对光伏电站输出电流以及并网点电压的电能质量进行实时监控及记录，为大型光伏电站运行经验的积累及电站电能质量治理装置的研制提供依据。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种适用于大型光伏电站的电能质量监控系统，包括三相电压变送器、三相电流变送器，所述三相电压变送器、三相电流变送器输入端分别与光伏电站电压互感器二次侧、电流互感器二次侧连接，所述三相电压变送器、三相电流变送器输出端均与模拟量采集卡连接，所述模拟量采集卡通过CPCI总线接入工业级计算机，所述CPCI总线与主控卡、CAN通信卡双向连接。

作为优选方案，所述主控卡与显示器连接；所述工业级计算机为研华MIC-3001/8，模拟量采集卡型号为研华MIC-3716，CAN通信卡型号为研华MIC-3680，主控卡型号为MIC-3323。

本实用新型的工作原理是：

本实用新型依托计算机技术及DAQ（数据采集）技术，通过工业级计算机实现数据的计算处理，CPCI模拟量采集卡实现数据模拟量的A/D转换及采集；高精度变送器用于将电网电压电流传感器二次数据转化为利于采集卡采集的标准数据；CAN通信卡用于与上级设备如主站监控设备的通信。在硬件设备的基础上，依托DELPHI7.0开发环境，开发了监控软件，软件核心算法为FFT（快速傅里叶变换），将采集到的数据进行频谱分析，得到各次谐波的含量。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型可以实现对大型光伏电站多项电能质量数据的监控、记录、越限报警；借助CAN通信卡可将本地电能质量数据上传到主站监控设备；保障了光伏电站的安全稳定运行，为大型光伏电站运行经验的积累乃至电能质量治理装置的研制提供宝贵数据，具有较好的实用价值。

附图说明

图1为现有的光伏电站结构示意图；

图2为本实用新型一实施例结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，光伏电站采用分块发电、集中并网的方案进行设计，光伏电站设计为30个1MVA发电单元组成，每个1MVA单元的光伏阵列组件经串并联组合汇流后，接至2台500kW高效无变压器型大功率并网逆变器，通过1台双分裂升压变压器升压至35kV，再经高压电缆接至35kV总站实现集中并网发电。35KV总站将本系统的30个1MVA子站输出电能在35kV段母线统一汇流后，经一台出线开关，用架空线送至附近变电站。