用于光伏发电站的电能计量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于光伏发电站的电能计量装置，包括模数转换器、脉冲输出模块、计量单元、管理单元、前置电流移相电路和前置电压移相电路；前置电流移相电路的输入为被测电流，输出端连接模数转换器；前置电压移相电路的输入端为被测电压，输出端连接模数转换器；前置电流移相电路和前置电压移相电路用于将被测电压和被测电流进行移相，以保证输入模数转换器的电流和电压的相位值相同。本实用新型专利技术由于采用了高精度的模数转换器，因此能够在光伏发电站用电和发电时均能保证高精度的电能计量；由于在模数转换之前对输入电流和输入电压进行移相，保证进入模数转换器的电流和电压相位一致，确保有谐波存在时依然能够准确计量电能。

Electric energy metering device for photovoltaic power station

The utility model discloses a metering device for photovoltaic power station, including analog-to-digital converter, pulse output module, measurement unit, management unit, pre current phase shift circuit and pre voltage phase-shifting circuit; current phase pre circuit input current is measured, the output end is connected with the analog-to-digital converter; input voltage pre phase shift circuit the measured voltage, the output end is connected with the analog-to-digital converter; current pre phase circuit and phase shift circuit for voltage pre measured voltage and phase current being measured, in order to ensure the phase voltage and current input ADC values of the same. The utility model adopts high precision analog-to-digital converter, thus can guarantee the precision of the electric energy measurement in photovoltaic power station electricity and power generation; due to the phase of the input current and the input voltage in the ADC before, to ensure access to the analog-to-digital converter current and voltage phase, ensure that there is still able to accurately measure the presence of harmonic.

【技术实现步骤摘要】

本技术具体涉及一种用于光伏发电站的电能计量装置。
技术介绍
随着国家经济和技术的发展，环境保护和绿色发展已经成为了国家和百姓的共识。光伏发电以其大功率、零污染、零排放的发电特性逐渐受到了国家的青睐。如今，光伏发电已经成为了国家发电领域的一股重要力量。由于光伏发电的特殊性，使得光伏电站具有发电和用电双重身份，当光伏电站作为发电用户时，发电功率较大；当光伏电站作为用电用户时，为了维持设备的正常运转只需要消耗较小的功率。传统计量装置在光伏电站处于用电用户状况下时，由于其电能计量装置针对大功率电能计量，导致反向电能计量不准确，这将导致发电侧和变电站侧计量的电量不一致并造成少计量电能的损失。此外，由于光伏电站含有汇流箱、直流/交流逆变器、升压器等装置，因此不可避免会产生高次谐波，传统电能计量装置在计量谐波时会产生电压、电流的相位不同步，同样会使得谐波电能计量不准确。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高精度的用于光伏发电站的电能计量装置。本技术提供的这种用于光伏发电站的电能计量装置，包括模数转换器、脉冲输出模块、计量单元和管理单元，还包括前置电流移相电路和前置电压移相电路；前置电流移相电路的输入为被测电流，输出端连接模数转换器；前置电压移相电路的输入端为被测电压，输出端连接模数转换器；前置电流移相电路和前置电压移相电路用于将被测电压和被测电流进行移相，以保证输入模数转换器的电流和电压的相位值相同。所述的前置电流移相电路为包括电流互感器、电流移相电阻和电流移相电容的电路。所述的前置电压移相电路为包括电感、电压移相电阻和电压移相电容的电路。为了提高光伏电站发电和用电时的计量精度，所述的模数转换器为至少24位的高精度模数转换器。所述的前置电流移相电路包括连接在被测电路上的电流互感器，互感器的输出端之间连接有限流电阻，电流移相电阻和电流移相电容串联后与限流电阻并联在一起；前置电流移相电路的输出端口连接在电流移相电容的两端。所述的前置电压移相电路包括串联在输入线路一端上的第一电感，第一电感后并联有保护电阻和第一滤波电容，第二电感和第一电阻串联在第一电感之后，第二电阻并联第一电感后，电压移相电阻和电压移相电容串联后与第二电阻并联；前置电压移相电路的输出端口连接在电压移相电容的两端。所述的用于光伏发电站的电能计量装置还包括报警单元；报警单元与管理单元连接，用于当出现异常事件时报警。所述的用于光伏发电站的电能计量装置还包括外设接口；外设接口与管理单元连接，用于连接外部设备，抄读存储电量或进行参数设置。所述的用于光伏发电站的电能计量装置还包括显示单元；显示单元与管理单元连接，用于实时显示参数和电量。所述的外设接口包括RS232、RS485和RJ45。本技术由于采用了高精度的模数转换器，因此能够在光伏发电站用电和发电时均能保证高精度的电能计量；由于采用了前置电流移相电路和前置电压移相电路，在模数转换器之前对输入电流和输入电压进行移相，保证进入模数转换器的电流和电压相位一致，从根本上实现了电压、电流相位同步采集，确保了有谐波存在的情况下，本技术依然能够准确计量电能。本技术精度高、计量准确。附图说明图1为本技术的一种实施例的功能模块图。图2为本技术的前置电压移相电路的一种实施例的电路原理图。图3为本技术的前置电流移相电路的一种实施例的电路原理图。具体实施方式如图1所示，为本技术的一种实施例的功能模块图：在本实施例中，用于光伏发电站的电能计量装置包括前置电流移相电路、前置电压移相电路、模数转换器、计量单元、脉冲输出模块、管理单元、显示单元、报警单元和外设接口；电流输入信号经前置电流移相电路传输给模数转换器；电压信号经前置电压移相电路传输给模数转换器；模数转换器将电压信号、电流信号分别转换为数字信号后传输给计量单元；计量单元采用DSP控制器，通过SPI接口实现与模数转换器的读写操作，DSP实时计量电能参数并通过脉冲接口输出；管理单元通过UART口与DSP计量单元通信，读取DSP实时电参量并通过显示单元显示，同时当出现失压、失流等异常事件时报警单元进行相应报警；外设接口包括RS232、RS485、RJ45等，可以通过上位机软件抄读管理单元的存储电参量以及进行参数设置。所述前置电压移相电路和前置电流移相电路均基于硬件相位匹配技术实现。本技术可对光伏发电站在宽量程范围进行电能的准确计量，同时采用基于硬件相位匹配技术，实现了电压、电流相位同步采集，确保在有谐波影响下依然能准确计量。如图2所示为本技术的前置电压移相电路的一种实施例的电路原理图：在该实施例中，包括串联在输入线路一端上的第一电感L1，第一电感L1后并联有保护电阻Rv和第一滤波电容C1，第二电感L2和第一电阻R2串联在第一电感之后，第二电阻R3并联第一电感后，电压移相电阻R0u和电压移相电容C0u串联后与第二电阻R3并联；前置电压移相电路的输出端口连接在电压移相电容C0u的两端。如图3所示为本技术的前置电流移相电路的一种实施例的电路原理图：在该实施例中，前置电流移相电路包括连接在被测电路上的电流互感器CT，互感器的输出端之间连接有限流电阻Rs，电流移相电阻R0i和电流移相电容C0i串联后与限流电阻并联在一起；前置电流移相电路的输出端口连接在电流移相电容C0i的两端。在光伏发电系统中，电压信号、电流信号经过前置电路、ADC转换会产生不同的相移，导致进入DSP计量单元的信号与原始信号之间存在附加的相位差。因此前置电流移相电路和前置电压移相电路的目的和关键就在在于通过调整置电路参数，使得电压、电流两个回路的前置移相单元产生的附加相位差尽可能相同，即：由于前置电流移相电路一旦确定了电流互感器CT型号，其相移特性不可调整；而前置电压移相电路中，H1、H2部分电路对整体电路的相移特性影响很小；因此，通过调整前置电压移相电路中H3部分电路及前置电流移相电路中S2部分电路的电路参数，即调整R0u、C0u、R0i、C0i的值，即可实现两个回路的前置移相单元产生的附加相位差相同，从而保证输入模数转换器的电流和电压的相位值相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光伏发电站的电能计量装置，包括模数转换器、脉冲输出模块、计量单元和管理单元，其特征在于还包括前置电流移相电路和前置电压移相电路；前置电流移相电路的输入为被测电流，输出端连接模数转换器；前置电压移相电路的输入端为被测电压，输出端连接模数转换器；前置电流移相电路和前置电压移相电路用于将被测电压和被测电流进行移相，以保证输入模数转换器的电流和电压的相位值相同。

【技术特征摘要】
1.一种用于光伏发电站的电能计量装置，包括模数转换器、脉冲输出模块、计量单元和
管理单元，其特征在于还包括前置电流移相电路和前置电压移相电路；前置电流移相电路
的输入为被测电流，输出端连接模数转换器；前置电压移相电路的输入端为被测电压，输出
端连接模数转换器；前置电流移相电路和前置电压移相电路用于将被测电压和被测电流进
行移相，以保证输入模数转换器的电流和电压的相位值相同。
2.根据权利要求1所述的用于光伏发电站的电能计量装置，其特征在于所述的前置电
流移相电路为包括电流互感器、电流移相电阻和电流移相电容的电路。
3.根据权利要求1所述的用于光伏发电站的电能计量装置，其特征在于所述的前置电
压移相电路为包括电感、电压移相电阻和电压移相电容的电路。
4.根据权利要求1所述的用于光伏发电站的电能计量装置，其特征在于所述的模数转
换器为至少24位的高精度模数转换器。
5.根据权利要求1~4之一所述的用于光伏发电站的电能计量装置，其特征在于所述的
前置电流移相电路包括连接在被测电路上的电流互感器，互感器的输出端之间连接有限流
电阻，电流移相电阻和电流移相电容串联后与限流电阻并联在一起；前置电流移相电路的
输出端口连接在电流移相电容的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中敏，刘于超，王荣发，田桂林，杨艳，陈尧，高阳，马健鹏，范文婧，董永康，陈星，易丁，赵言涛，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司，国网青海省电力公司电力科学研究院，威胜集团有限公司，
类型：新型
国别省市：青海;63