一种支持光伏电源的电能质量在线监测的箱变测控装置，通信CPU模件（4）包括第一ARM核CPU工业处理器（12）和接口模块（15），其中，包括电口、光纤接口、以太网接口、RS485串口和GPS接口的所述接口模块（15）连接所述第一ARM核CPU工业处理器（12），所述第一ARM核CPU工业处理器（12）将接收的信号处理且和光伏电源系统进行通信；电能质量分析模件（8）包括第二ARM核CPU工业处理器（18）、双端口存储器（19）、DSP核CPU工业处理器（20），其中，所述DSP核CPU工业处理器（20）监测和计算电能质量数据，并通过所述双端口存储器（19）数据交互到所述第二ARM核CPU工业处理器（18），所述第二ARM核CPU工业处理器（18）进行数据存储以及进行谐波分析。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及光伏发电领域，特别地涉及一种支持光伏电源的电能质量在线监测的箱变测控装置。
技术介绍
近年来我国新能源行业发展较为迅速，尤其在光伏发电领域，由于国家政策的大力支持，目前已经进入井喷式高速发展阶段。在发展的过程中相关的配套设施，尤其是以箱式变压器为中心的箱变保护测控装置，绝大部分产品功能不全面、采集信息量有限、产品功能整合度不高、通讯接口有限。目前大部分箱变测控装置由于装置尺寸限制，电气量采集路数有限、开入采集路数较少、通讯接口仅支持数量较少的RS485串口功能。另外，由于受天气、环境温度、光伏板安装位置等因素影响，光伏电站的输出功率会有所变化，最大变化率甚至超过额定量的10%，因此产生了发电量的不稳定问题，会对并入电网的谐波产生影响。现有技术中，中国专利CN204270079公开了一种用于光伏箱变的测控装置，由远程监控组件和测控组件组成；所述远程监控组件，包括管控结构、以太网交换机和光纤环网控制器，其中，以太网交换机分别与管控结构、光纤环网控制器连接；所述测控组件由多个安装在变压器箱上的监控结构组成，其中，多个监控结构组成环网结构且与光纤环网控制器连接。该专利测控装置无需额外配置光通信设备(成本低、便于管理)，实现远方升压站对箱变的实时监控，满足工程上少人值守的运行管理要求，但存在着产品功能不全面、采集信息量有限、产品功能整合度不高、通讯接口有限的缺陷。中国专利CN204301873公开了一种箱变智能测控系统，该测控系统包括:用于对光伏或风力发电升压变压器进行测控的箱变智能测控装置；多个用于对箱变智能测控装置电缆接头的温度进行检测的红外传感器，所述红外传感器与所述箱变智能测控装置的电缆接头近距离对准设置；与所述红外传感器连接、用于接收并处理所述电缆接头温度信号的单片机；其中，所述箱变智能测控装置设有温控模块，所述单片机通过隔离通讯电路与该温控模块连接.该系统能够实现非接触式、巡回检测的测温功能的智能箱变测控装置，但无法解决全方位实时监控，有效防控安全风险，对电能质量进行监控分析的技术问题。因此，对光伏电源进行全方位实时监控、对发电单元电能质量全部参数的实时监测、分析谐波、间谐波、高次谐波、完成光伏发电并网继电保护和提高装置运行可靠性以及适应各种恶劣环境是本领域急需解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种支持光伏电源的箱变测控装置以解决光伏电源的调节困难、谐波污染、电能质量监控分析的技术问题，以及提供了全方位实时监控，有效防控安全风险。本技术所采用的技术方案提供了一种支持光伏电源的电能质量在线监测的箱变测控装置，其包括机箱和设在所述机箱内的背板母线模件、电源模件、通信CPU模件、电能质量分析模件、交流模件、开入模件和开出模件。背板母线模件电连接电源模件、通信CPU模件、电能质量分析模件、交流模件、开入模件和开出模件。所述电源模件包括交流电源、切换单元和直流电源，当交流电源中断时，所述切换单元切换所述直流电源以保持不中断供电，当所述交流电源恢复供电时，所述切换单元切回所述交流电源供电。 所述通信CPU模件包括第一 ARM核CPU工业处理器和接口模块，其中，包括电口、光纤接口、以太网接口、RS485串口和GPS接口的所述接口模块连接所述第一 ARM核CPU工业处理器，所述第一 ARM核CPU工业处理器将接收的信号处理且和光伏电源系统进行通信。所述电能质量分析模件包括第二 ARM核CPU工业处理器、双端口存储器、DSP核CPU工业处理器，其中，所述DSP核CPU工业处理器监测和计算电能质量数据，并通过所述双端口存储器数据交互到所述第二 ARM核CPU工业处理器，所述第二 ARM核CPU工业处理器进行数据存储以及进行谐波分析。两个交流模件均设有电流变换器和电压变换器使得每个交流模件至少支持6个电压、6个电流和2个零序电流的采集。所述开入模件设有强电开入输入接点用于采集光伏电源开入信号。所述开出模件集成8路可编成继电器出口用于光伏电源的控制。优选地，所述接口模块进一步包括视频监控模块和WIFI扩展模块。优选地，所述直流电源为可充电蓄电池且配置有电池活化模块。优选地，所述机箱为背板式结构的全金属工控机箱。优选地，所述显示模件配置有触摸显示屏。优选地，所述DSP核CPU工业处理器通过隔离通讯电路与温控模块连接。 优选地，所述DSP核CPU工业处理器还设有报警模块，所述报警模块与所述温控模块连接，在电缆接头温度超过温控模块的预设温度时产生报警信号。优选地，所述电能质量分析模件配置有无线通信模块和保护功能模块。优选地，所述电能质量分析模件配置有通信管理与光电转换模块用于通信信息的集中和传送。优选地，所述电能质量分析模件配置有与所述第二 ARM核CPU工业处理器连接的用于记录信息的铁电存储器、时钟电路和确保程序可靠运行的外部看门狗电路。优选地，所述开入模件采用光电隔离电路输入以减少电磁干扰及对内部电路形成保护。支持光伏电源的电能质量在线监测的箱变测控装置实现了模拟量采集、电气量保护、非电量保护和通讯功能，同时该装置融合了通信管理、光纤环网交换机、无线接入功能，负责接入、传输发电单元内智能设备的数据通信，以及现场视频监控摄像头视频数据传输，实现光伏发电子系统所属智能设备通讯信息的集中和传输，并通过自愈式环形光纤以太网接入系统，进而实现发电单元的远程管理和自动化监控。本技术的特点在于，测控装置对发电单元的电能监测与分析，其进行电能质量全部参数的实时监测，分析谐波、间谐波、高次谐波和电能质量问题数据分析等作用。本技术的所述装置，可以完成光伏发电并网继电保护、通过采集的数据进行电能的在线监测及分析，还可以根据采集到电能数据进行分析，不仅功能齐全、性能优越、使用方便，而且为了提高装置运行可靠性，在设计中增加了许多结合电气物理特征量的综合判据。该装置完全适应各种恶劣环境，部分技术指标已达到国际、国内同类产品的先进水平。【附图说明】图1是根据本技术的第一实施例的支持光伏电源的电能质量在线监测的箱变测控装置的机箱内结构示意图。图2是是根据本技术的第二实施例的支持光伏电源的电能质量在线监测的箱变测控装置的机箱内结构示意图。图3是根据本技术的第三实施例的支持光伏电源的电能质量在线监测的箱变测控装置的机箱内结构示意图。其中，I为机箱、2为背板母线模件、3为电源模件、4为通信CPU模件、5为交流模件、6为开入模件、7为开出模件、8为电能质量分析模件、9为交流电源、10为切换单元、11为直流电源、12为第一 ARM核CPU工业处理器、13为温控模块、14为报警模块、15为接口模块、16为电流变换器、17为电压变换器、18为第二 ARM核CPU工业处理器、19为双端口存储器、20为DSP核CPU工业处理器、21为视频监控模块、22为WIFI扩展模块、23为电池活化模块、24为无线通信模块、25为保护功能模块、26为通信管理与光电转换模块、27为铁电存储器、28为时钟电路、29为外部看门狗电路。【具体实施方式】以下结合附图和实施例对本技术作进一步的解释。本技术的第一实施例的支持光伏电源的电能质量在线监测的箱变测控装置包括其包括机箱I和设在所述机箱I内的背板母线模件本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种支持光伏电源的电能质量在线监测的箱变测控装置，其包括机箱(1)和设在所述机箱(1)内的背板母线模件(2)、电源模件(3)、通信CPU模件(4)、电能质量分析模件(8)、交流模件(5)、开入模件(6)和开出模件(7)，其中,所述背板母线模件(2)电连接电源模件(3)、通信CPU模件(4)、电能质量分析模件(8)、交流模件(5)、开入模件(6)和开出模件(7)；所述电源模件(3)包括交流电源(9)、切换单元(10)和直流电源(11)，当交流电源(9)中断时，所述切换单元(10)切换所述直流电源(11)以保持不中断供电，当所述交流电源(9)恢复供电时，所述切换单元(10)切回所述交流电源(9)供电；所述通信CPU模件(4)包括第一ARM核CPU工业处理器(12)和接口模块(15)，其中，包括电口、光纤接口、以太网接口、RS485串口和GPS接口的所述接口模块(15)连接所述第一ARM核CPU工业处理器(12)，所述第一ARM核CPU工业处理器(12)将接收的信号处理且和光伏电源系统进行通信；所述电能质量分析模件(8)包括第二ARM核CPU工业处理器(18)、双端口存储器(19)、DSP核CPU工业处理器(20)，其中，所述DSP核CPU工业处理器(20)监测和计算电能质量数据，并通过所述双端口存储器(19)数据交互到所述第二ARM核CPU工业处理器(18)，所述第二ARM核CPU工业处理器(18)进行数据存储以及进行谐波分析；两个交流模件(5)均设有电流变换器(16)和电压变换器(17)使得每个交流模件(5)至少支持6个电压、6个电流和2个零序电流的采集；所述开入模件(6)设有强电开入输入接点用于采集光伏电源开入信号；所述开出模件(7)集成8路可编成继电器出口用于光伏电源的控制。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：夏德华，
申请(专利权)人：南京泛和电力自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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