分布式光伏并网系统电量参数双向测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种分布式光伏并网系统电量参数双向测量装置，包括单片机、交流电能测量电路、串行通讯接口，单片机分别连接有交流电能测量电路和串行通讯接口，交流电能测量电路包括电能计量芯片CS5463、交流电压采集单元、交流电流采集单元，交流电压采集单元连接在配电网与用电网间，交流电流采集单元连接在配电网与用电网间，电能计量芯片CS5463分别连接交流电压采集单元、交流电流采集单元，单片机采用芯片STC12C5A60S2，单片机还连接有光伏组件的输出电压和输出电流。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种分布式光伏并网系统电量参数双向测量装置，用于对分布式光伏并网系统接入配电网后的运行状态进行监测，属于光伏发电

技术介绍
随着人类生活水平的提高，人类对生存环境和能源的要求越来越高。由于化石能源的枯竭与日益严重的环境问题，寻找新的清洁能源已经迫在眉睫。太阳能取之不尽，用之不竭，被认为是解决能源与环境矛盾的有效途径之一。随着分布式发电与智能电网成为热门话题，单一的大电网运行模式已经不能满足人类对电能质量的要求，分布式电源与电网相结合成为一种趋势。随着大量分布式光伏发电系统接入电网，将会对电网造成冲击和影响。分布式光伏发电系统与电网既可以并联运行，还可相互独立运行，在发生故障后可快速断开连接避免造成大面积停电事故。光伏发电是根据光生伏特效应原理，使用太阳能电池将太阳光能直接地转化为通用且运输方便的电能来使用。并网光伏发电系统的工作原理是:太阳光照射在太阳电池板表面，太阳电池阵列输出直流电，经最大功率点跟踪控制、并网逆变器后，产生交流电，供本地交流负载使用，多余的电量反馈给电网，从而实现太阳能的充分利用。光伏发电并网系统具有以下主要优点：太阳能取之不尽，用之不竭，没有污染，是真正的可持续发展的绿色理想能源；无需能量储存单元,省去蓄电池,降低了成本，安全稳定可靠，组件经久耐用，且维护简单，运行成本低；太阳能基本上不受地域所限，能就近供电，避免了长距离输送带来线路上的电能损失；在用电高峰期可以作为电网的有效补充，在轻负载下可以将太阳电池发出的多余的电能反馈给电网，具有平谷消峰的作用；太阳能发电系统的建设周期较短，且是模块化安装，可方便灵活的满足不同负荷的需要。目前太阳能光伏发电的应用形式根据是否与电网并联运行分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。独立光伏发电系统脱离电网运行，将太阳能转换为电能后存储在储能元件后在需要时使用。独立光伏发电系统受到光照等因素影响较大，不能保证突发的长时间大功率用电需求。而并网光伏发电系统是将光伏组件产生的电能通过并网逆变器直接逆变为与电网同频同相的交流电后并入电网中，并网系统一般以大规模的光伏电站形式出现。目前现有并网光伏发电系统的电量参数测量转置存在着或测量精度相对不理想，测量不全面，或成本过高的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种分布式光伏并网系统电量参数双向测量装置解决现有技术中存在的或测量精度相对不理想，测量不全面，或成本过高的问题。本技术的技术解决方案是：一种分布式光伏并网系统电量参数双向测量装置，包括单片机、交流电能测量电路、串行通讯接口，单片机分别连接有交流电能测量电路和串行通讯接口，交流电能测量电路包括电能计量芯片CS5463、交流电压采集单元、交流电流采集单元，交流电压采集单元连接在配电网与用电网间，交流电流采集单元连接在配电网与用电网间，电能计量芯片CS5463分别连接交流电压采集单元、交流电流采集单元，单片机采用芯片STC12C5A60S2，单片机还连接有光伏组件的输出电压和输出电流。进一步地，芯片STC12C5A60S2的引脚P0.1-P0.6分别一一连接电能计量芯片CS5463的引脚RESET、SDO、INT、SCLK、SDI、E2，芯片STC12C5A60S2的引脚P3.2连接电能计量芯片CS5463的引脚E1。进一步地，电能计量芯片CS5463的引脚VIN+、VIN-分别连接交流电压采集单元的正极输出端、交流电压采集单元的负极输出端，电能计量芯片CS5463的引脚IIN+、IIN-分别连接交流电流采集单元的正极输出端、交流电流采集单元的负极输出端。进一步地，交流电压采集单元包括交流电压互感器、电阻R16、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R11、电容C11、电容C12、电容C13，交流电压互感器的一次绕组的一端通过电阻R16连接配电网的火线，交流电压互感器的一次绕组的另一端连接配电网的零线，交流电压互感器的二次绕组的一端通过电阻R12连接交流电压采集单元的正极输出端，交流电压互感器的二次绕组的另一端通过电阻R13连接交流电压采集单元的负极输出端，交流电压互感器的二次绕组的两端间并联有电阻R14，电容C11的一端连接在电阻R12与交流电压采集单元的正极输出端的交汇处，电容C11的另一端连接在电阻R13与交流电压采集单元的负极输出端的交汇处，电容C12的一端连接电阻R12与交流电压互感器的二次绕组的一端的交汇处，电容C12的另一端接地并通过电容C13连接电阻R13与交流电压互感器的另一端的二次绕组的交汇处，电容C12并联有电阻R15，电容C13并联有电阻R11。进一步地，交流电流采集单元包括交流电流互感器、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R21、电容C21、电容C22、电容C23，交流电流互感器连接在配电网与用电网间，交流电流互感器的一个输出端通过电阻R22连接交流电流采集单元的正极输出端，交流电流互感器的另一个输出端通过电阻R23连接交流电流采集单元的负极输出端，交流电流互感器的两个输出端间并联有电阻R24，电容C21的一端连接在电阻R22与交流电流采集单元的正极输出端的交汇处，电容C21的另一端连接在电阻R23与交流电流采集单元的负极输出端的交汇处，电容C22的一端连接电阻R22与交流电流互感器的二次绕组的一端的交汇处，电容C22的另一端接地并通过电容C23连接电阻R23与交流电流互感器的另一端的二次绕组的交汇处，电容C22并联有电阻R25，电容C23并联有电阻R21。进一步地，芯片STC12C5A60S2的引脚VCC连接电源，芯片STC12C5A60S2的引脚XTAL1、XTAL2连接有晶振电路，芯片STC12C5A60S2的引脚RST连接有复位电路。进一步地，芯片STC12C5A60S2的引脚P1.2连接有光伏组件的输出电压，芯片STC12C5A60S2的引脚P1.1连接有光伏组件的输出电流。进一步地，串行通讯接口连接有PC机。进一步地，配电网通过并网逆变器连接光伏组件。本技术的有益效果是：该种分布式光伏并网系统电量参数双向测量装置，能够精确研究分布式光伏并网系统接入配电网的运行状态，本技术基于STC12C5A60S2单片机与电能计量芯片CS5463设计了分布式光伏并网系统电量参数双向测量装置，可以精准测量系统和电网之间的有功功率、无功功率、功率因数、视在功率、谐波有功功率、基波有功功率和基波无功功率等电量参数信息。该系统不仅可作为教学仪器对学生进行光伏发电和分布式电源的教学，同时记录分布式光伏系统并联电网运行的数据，为智能电网的研究提供数据支持。附图说明图1是本技术实施例分布式光伏并网系统电量参数双向测量装置的结构示意图。图2是分布式光伏并网系统电量参数双向测量装置接入配电网系统的示意图。图3是实施例中电能计量芯片的电路连接示意图。图4是实施例中单片机STC12C5A60S2的电路连接示意图。图5是实施例中交流电压采集单元的电路连接示意图。图6是实施例中交流电流采集单元的电路连接示意图。其中：1-单片机，2-交流电能测量电路，3-串行通讯接口，4-电源，5-光伏组件，6-并网逆变器，7-配电网，8-用电网。具体实施方式下面结合附图详细说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式光伏并网系统电量参数双向测量装置，其特征在于：包括单片机、交流电能测量电路、串行通讯接口，单片机分别连接有交流电能测量电路和串行通讯接口，交流电能测量电路包括电能计量芯片CS5463、交流电压采集单元、交流电流采集单元，交流电压采集单元连接在配电网与用电网间，交流电流采集单元连接在配电网与用电网间，电能计量芯片CS5463分别连接交流电压采集单元、交流电流采集单元，单片机采用芯片STC12C5A60S2，单片机还连接有光伏组件的输出电压和输出电流。

【技术特征摘要】
1.一种分布式光伏并网系统电量参数双向测量装置，其特征在于：包括单片机、交流电能测量电路、串行通讯接口，单片机分别连接有交流电能测量电路和串行通讯接口，交流电能测量电路包括电能计量芯片CS5463、交流电压采集单元、交流电流采集单元，交流电压采集单元连接在配电网与用电网间，交流电流采集单元连接在配电网与用电网间，电能计量芯片CS5463分别连接交流电压采集单元、交流电流采集单元，单片机采用芯片STC12C5A60S2，单片机还连接有光伏组件的输出电压和输出电流。2.如权利要求1所述的分布式光伏并网系统电量参数双向测量装置，其特征在于：芯片STC12C5A60S2的引脚P0.1-P0.6分别一一连接电能计量芯片CS5463的引脚RESET、SDO、INT、SCLK、SDI、E2，芯片STC12C5A60S2的引脚P3.2连接电能计量芯片CS5463的引脚E1。3.如权利要求1所述的分布式光伏并网系统电量参数双向测量装置，其特征在于：电能计量芯片CS5463的引脚VIN+、VIN-分别连接交流电压采集单元的正极输出端、交流电压采集单元的负极输出端，电能计量芯片CS5463的引脚IIN+、IIN-分别连接交流电流采集单元的正极输出端、交流电流采集单元的负极输出端。4.如权利要求1-3任一项所述的分布式光伏并网系统电量参数双向测量装置，其特征在于：交流电压采集单元包括交流电压互感器、电阻R16、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R11、电容C11、电容C12、电容C13，交流电压互感器的一次绕组的一端通过电阻R16连接配电网的火线，交流电压互感器的一次绕组的另一端连接配电网的零线，交流电压互感器的二次绕组的一端通过电阻R12连接交流电压采集单元的正极输出端，交流电压互感器的二次绕组的另一端通过电阻R13连接交流电压采集单元的负极输出端，交流电压互感器的二次绕组的两端间并联有电阻R14，电容C11的一端连接在电阻R12与交流电压采集单元的正极输出端的交汇处，电容C11的另一端连接在电阻R13与交流电压采集单元的负极输出端的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜程程，姜海涛，李志伟，卢双，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32