一种光伏电站直流侧线路的保护方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光伏电站直流侧线路的保护方法及装置，保护方法包括以下步骤：1)在多个位于电源一侧的直流断路器线路上设置电流检测模块、电压检测模块以及绝缘阻抗检测模块，所述电流检测模块、电压检测模块以及绝缘阻抗检测模块分别对该设置点的电流、电压、绝缘阻抗的数值进行实时测定；2)将测定的数值信号通过通讯管理模块传输至中央控制器，中央控制器根据收到的数值信号进行组合检测，中央控制器包括与多个直流断路器对应的保护模块，每一条支路对应一个保护模块3)当组合检测的结果为短路故障时，执行保护动作，保护动作为跳开直流断路器，每一个设置点之间通过信号传递实现保护联动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏发电短路保护
，尤其涉及一种光伏电站直流侧线路的保护方法及装置。
技术介绍
随着发电成本的降低，光伏发电已经越来越普遍，从百MW的并网光伏电站到几十kW级分布式光伏系统，光伏发电成为新能源利用的一种重要方式。目前光伏发电系统可简单划分为直流侧部分和交流并网部分。直流侧一般由光伏电池组件、直流汇流箱、直流汇流柜、逆变器、直流电缆组成，直流电通过通过逆变器、变压器后并网交流电网。目前常规的光伏直流侧线路保护方法通常是针对熔断器、直流断路器、绝缘监测和漏电流监测告警为主。但是由于野蛮施工和运维不及时的存在，光伏电站的直流侧保护可能会形同虚设，熔断值过大的直流熔断器、绝缘监测告警混乱造成的告警信息失效、直流断路器无脱扣器等都会造成直流侧线路保护失效，以至于引起事故。本专利技术在对目前的光伏电站直流侧线路保护的基础上，提出适用于基于信息联动的三级光伏电站直流侧线路保护装置和方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种光伏电站直流侧线路的保护方法及装置，解决了现有技术中光伏直流侧线路发生短路故障时，上下级直流断路器之间无法联动保护的技术问题。本专利技术采用的技术手段如下：一种光伏电站直流侧线路的保护方法，包括以下步骤：1)在多个位于电源一侧的直流断路器线路上设置电流检测模块、电压检测模块以及绝缘阻抗检测模块，所述电流检测模块、电压检测模块以及绝缘阻抗检测模块分别对该设置点的电流、电压、绝缘阻抗的数值进行实时测定，每一个设置点之间通过信号传递实现保护联动；2)将测定的数值信号通过通讯管理模块传输至中央控制器，中央控制器根据收到的数值信号进行组合检测，中央控制器包括与多个直流断路器对应的保护模块，每一条支路对应一个保护模块；3)当组合检测的结果为短路故障时，执行保护动作，保护动作为跳开直流断路器。优选地，在步骤2)中，所述组合检测包括：a、低压检测：当设置点直流线路电压低于电压定值时，检测结果为短路故障；b、过流检测：当设置点直流线路电流大于电流定值时，检测结果为短路故障；c、绝缘阻抗检测：当设置点直流线路绝缘阻抗小于绝缘阻抗定值时，检测结果为短路故障；d、电压变化率检测：设置点直流线路电压变化率绝对值大于电压变化率定值时，检测结果为短路故障；e、电流变化率检测：设置点直流线路电流变化率绝对值大于电流变化率定值时，检测结果为短路故障；所述电压定值时、电流定值时、绝缘阻抗定值时、电压变化率定值、电压变化率定值、电流变化率定值通过中央控制器来设定。优选地，在步骤1)中，在不需要联动保护的直流断路器之间，可在对应的设置点之间通过联动保护软压板取消联动保护功能。本专利技术还提供了一种光伏电站直流侧线路的保护装置，包括：电源，为光伏电站直流侧线路的保护装置提供电源；多个位于电源一侧的直流断路器线路上设置电流检测模块、电压检测模块以及绝缘阻抗检测模块，所述电流检测模块、电压检测模块以及绝缘阻抗检测模块分别对该设置点的电流、电压、绝缘阻抗的数值进行实时测定，每一个设置点之间通过信号传递实现直流断路器之间的保护联动；通讯管理模块，电流检测模块、电压检测模块以及绝缘阻抗检测模块分别与通讯管理模块通信连接，通讯管理模块将测定的数值信号通过总线传输至中央控制器；中央控制器，通讯管理模块通过总线与通讯管理模块通信连接，中央控制器根据收到的数值信号进行组合检测，中央控制器包括与多个直流断路器对应的保护模块，每一条支路对应一个保护模块；信号输出模块，信号输出模块通过总线与中央控制器连接，提供保护动作自检的信号开出触点；跳闸执行模块，跳闸执行模块与信号输出模块连接，当组合检测的结果为短路故障时，执行保护动作，跳闸执行模块提供保护动作后的跳闸出口触点，实现跳开直流断路器。优选地，还包括：联动保护软压板，在不需要联动保护的直流断路器之间，可在对应的设置点之间通过联动保护软压板取消联动保护功能。优选地，还包括：模拟输入模块，将电力系统二次的输出的交流电流、电压作为模拟量输入；采样模块，采样模块分别与交流输入模块和总线通信连接，采样模块将电力系统二次的输出的交流电流、电压转变为弱电进行采样，将采集的模拟量进行A/D转换；采样保持电路模块，采样保持电路模块与所述采样模块通信连接，用于保证采集的模拟信号保持不变。优选地，还包括：状态量转换模块，状态量转换模块将硬压板、开关辅助触点、GPS脉冲的电学信号转变成数字信号。优选地，还包括：人机交互模块，人机互动模块包括键盘、显示器、打印机。采用本专利技术所提供的一种光伏电站直流侧线路的保护方法及装置，在光伏直流侧线路保护系统中开发了绝缘监测及保护装置，并首次通过逆变器直流侧保护系统和汇流箱保护控制系统分别进行故障判断，当任一直流断路器执行保护动作时，保护动作进行上下级联动控制，以彻底实现光伏直流侧线路保护。附图说明图1为光伏直流侧线路保护系统图；图2光伏直流侧线路保护动作逻辑图；图3本专利技术的一种光伏电站直流侧线路的保护装置的结构示意图；具体实施方式以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1一种光伏电站直流侧线路的保护方法，包括以下步骤：1)图1为光伏直流侧线路保护系统图，可在多个位于电源一侧的直流断路器线路上设置电流检测模块、电压检测模块以及绝缘阻抗检测模块，所述电流检测模块、电压检测模块以及绝缘阻抗检测模块分别对该设置点的电流、电压、绝缘阻抗的数值进行实时测定，每一个设置点之间通过信号传递实现保护联动。当然，在不需要联动保护的直流断路器之间，可在对应的设置点之间通过联动保护软压板取消联动保护功能，以避免保护扩大。2)将测定的数值信号通过通讯管理模块传输至中央控制器，中央控制器根据收到的数值信号进行组合检测，中央控制器包括与多个直流断路器对应的保护模块，每一条支路对应一个保护模块，保护动作时，可跳开对应的直流断路器，各个支路相互独立，并且具有独立的数据采集功能，通过对电网内外系统电压、电流的实时数据采集，并通过软件计算出功率、电压变化率、电流变化率、绝缘阻抗。U、I分别为实时采集的电压、电流，功率的计算公式为：P＝UI电压变化率计算公式为：U(T1)为T1时刻电压值，U(T0)为T0时刻电压值。电流变化率计算公式为：I(T1)为T1时刻电流值，I(T1)为T0时刻电流值。绝缘阻抗计算公式：3)当组合检测的结果为短路故障时，执行保护动作，保护动作为跳开直流断路器。具体的逻辑判断方式如图2所示，所述组合检测包括：a、低压检测：当设置点直流线路电压低于电压定值时，检测结果为短路故障；b、过流检测：当设置点直流线路电流大于电流定值时，检测结果为短路故障；c、绝缘阻抗检测：当设置点直流线路绝缘阻抗小于绝缘阻抗定值时，检测结果为短路故障；d、电压变化率检测：设置点直流线路电压变化率绝对值大于电压变化率定值时，检测结果为短路故障；e、电流变化率检测：设置点直流线路电流变化率绝对值大于电流变化率定值时，检测结果为短路故障；所述电压定值时、电流定值时、绝缘阻抗定值时、电压变化率定值、电压变化率定值、电流变化率定值通过中央控制器来设定，可以根据电网情况设置不同定值。上述方法通过在光伏直流侧线路保护系统中开发了绝缘监测及保护装置，并首次通过逆变器直流侧保护系统和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏电站直流侧线路的保护方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在多个位于电源一侧的直流断路器线路上设置电流检测模块、电压检测模块以及绝缘阻抗检测模块，所述电流检测模块、电压检测模块以及绝缘阻抗检测模块分别对该设置点的电流、电压、绝缘阻抗的数值进行实时测定，每一个设置点之间通过信号传递实现保护联动；2)将测定的数值信号通过通讯管理模块传输至中央控制器，中央控制器根据收到的数值信号进行组合检测，中央控制器包括与多个直流断路器对应的保护模块，每一条支路对应一个保护模块；3)当组合检测的结果为短路故障时，执行保护动作，保护动作为跳开直流断路器。

【技术特征摘要】
1.一种光伏电站直流侧线路的保护方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在多个位于电源一侧的直流断路器线路上设置电流检测模块、电压检测模块以及绝缘阻抗检测模块，所述电流检测模块、电压检测模块以及绝缘阻抗检测模块分别对该设置点的电流、电压、绝缘阻抗的数值进行实时测定，每一个设置点之间通过信号传递实现保护联动；2)将测定的数值信号通过通讯管理模块传输至中央控制器，中央控制器根据收到的数值信号进行组合检测，中央控制器包括与多个直流断路器对应的保护模块，每一条支路对应一个保护模块；3)当组合检测的结果为短路故障时，执行保护动作，保护动作为跳开直流断路器。2.根据权利要求1所述的光伏电站直流侧线路的保护方法，其特征在于，在步骤2)中，所述组合检测包括：a、低压检测：当设置点直流线路电压低于电压定值时，检测结果为短路故障；b、过流检测：当设置点直流线路电流大于电流定值时，检测结果为短路故障；c、绝缘阻抗检测：当设置点直流线路绝缘阻抗小于绝缘阻抗定值时，检测结果为短路故障；d、电压变化率检测：设置点直流线路电压变化率绝对值大于电压变化率定值时，检测结果为短路故障；e、电流变化率检测：设置点直流线路电流变化率绝对值大于电流变化率定值时，检测结果为短路故障；所述电压定值时、电流定值时、绝缘阻抗定值时、电压变化率定值、电压变化率定值、电流变化率定值通过中央控制器来设定。3.根据权利要求1所述的光伏电站直流侧线路的保护方法，其特征在于，在步骤1)中，在不需要联动保护的直流断路器之间，可在对应的设置点之间通过联动保护软压板取消联动保护功能。4.一种光伏电站直流侧线路的保护装置，其特征在于，包括：电源，为光伏电站直流侧线路的保护装置提供电源；多个位于电源一侧的直流断路器线路上设置电流检测模块、电压检测模块以及绝缘阻抗检测模块，所述电流检测模块、电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨湛晔，张虎润，陈启华，
申请(专利权)人：海南天能电力有限公司，海南绿色能源与环境工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：海南;46