一种基于融合终端的光伏电站台区管理系统及其管理方法技术方案

本发明专利技术属于电力管理设备领域，具体涉及一种基于融合终端的光伏电站台区管理方法及其管理方法。该管理系统用于管理安装有分布式光伏电站的供电台区的运行过程。其中，供电台区由发电侧、供电侧、用电侧和配电主站构成；台区包括：供电侧的台区变压器、集中式储能装置和低压电网；发电侧的分布式的光伏发电单元，每个光伏发电单元由光伏发电板和逆变器构成。用电侧的各种负载设备；用电侧与低压电网电连接。管理系统包括：多个光伏开关，多个电能表，集中器，第一物联通信单元，第二物联通信单元，以及融合终端。本发明专利技术解决了现有分布式光伏电站管理系统中，多种监测和防护功能的设备之间独立运行，导致台区管理效率低，故障应对不及时等问题。时等问题。时等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于融合终端的光伏电站台区管理系统及其管理方法


[0001]本专利技术属于电力管理设备领域，具体涉及一种基于融合终端的光伏电站台区管理方法及其管理方法。

技术介绍

[0002]能源是现代社会存在和发展的基石；随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着现有能源的不断消耗，各国的能源消费格局出现了一些新的变化，一方面，化石能源的稀缺性越来越明显。另一方面，人们对能源的环保性能提出越来越高的要求。因此寻找新能源成为当前人类面临的迫切的环保课题。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。
[0003]太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。地球接收来自太阳的辐射能，全球每年得到的太阳能相当于68万亿吨石油，其开发和利用有着极大的潜力。
[0004]太阳能光伏发电是利用太阳能光伏电池的光生伏达原理把太阳能直接转化为电能的发电形式。太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、直流
‑
交流逆变器和交流配电设备等组成。太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分，其利用半导体的光伏效应把光能直接转化为电能，送往蓄电池中存储起来。如果太阳能发电系统与交流电网并联运行(光伏并网发电)则太阳能光伏发电系统可以省去蓄电池的部分，太阳能控制器和直流
‑
交流逆变器合二为一，发电系统的投资最省，成本下降，同时还可以减少蓄电池对环境造成的影响。所以太阳能并网发电系统分是今后光伏发电的主要形式。在这种趋势下，光伏开关应运而生。而对光伏开关的数据采集和控制在整个电力系统也是非常重要的。
[0005]然而在实际的应用场景中，光伏发电的功率及其不稳定，容易受到环境的影响，光伏电站发电能力的波动性较大，无法作为台区内主要能源供应。现有的含有分布式光伏电站的供电台区的电力管理系统需要解决电能质量监测、用能信息测量、电路的过载、短路保护，供电设备的防孤岛保护等各项工作任务。这需要管理人员对台区不同设备的运行状态进行实时管理，工作任务繁多，管理难度大。

技术实现思路

[0006]为了解决现有分布式光伏电站管理系统中，多种监测和防护功能的设备之间独立运行，导致台区管理效率低，故障应对不及时等问题；本专利技术提供一种基于融合终端的光伏电站台区管理方法及其管理方法。
[0007]本专利技术采用以下技术方案实现：
[0008]一种基于融合终端的光伏电站台区管理系统，该管理系统用于管理安装有分布式光伏电站的供电台区的电能分配关系。其中，供电台区由发电侧、供电侧、用电侧和配电主
站构成。具体包括：供电侧的台区变压器、集中式储能装置和低压电网；发电侧的多个分布式的光伏发电单元，每个光伏发电单元由一套光伏发电板和逆变器构成。用电侧的用户使用的各种负载设备；用电侧与低压电网电连接。配电主站由远端管理中心的服务器构成。特别地，在本实专利技术的台区中，各个用户可能既是发电侧用户，也是用电侧的用户。
[0009]本专利技术提供的光伏电站台区管理系统包括：多个光伏开关，多个电能表，集中器，第一物联通信单元，第二物联通信单元，以及融合终端。
[0010]光伏开关采用具有智能漏电自动重合闸功能的断路器。光伏开关用于控制各个逆变器输出的电能传输到低压电网上的并网状态。
[0011]电能表安装在供电台区内各个电力用户的用电节点处，计量用户侧的用能信息。
[0012]集中器与供电台区内各个用电节点处的电能表通信连接，进而采集用电节点的用能信息。
[0013]第一物联通信单元用于在各个逆变器和融合终端之间实现通讯连接。第一物联通信单元将逆变器的状态参数发送给一个融合终端。
[0014]第二物联通信单元用于在各个光伏开关和融合终端之间实现通讯连接。第二物联通信单元将光伏开关的状态参数发送给融合终端，并向光伏开关下发由融合终端生成的一个切换指令。
[0015]融合终端用于对供电台区内的设备进行自主管理，并响应由配电主站下达的数据采集指令和设备管理指令。融合终端分别用于实现如下功能：获取集中器采集到的供电台区内所有电力用户的用能信息，生成台区内的负荷响应数据，并发送到配电主站。采集供电台区内所有逆变器的发电信息，生成台区内电力供应数据，并发送到配电主站。对低压电网上的并网电压和电流谐波进行评估，分析供电台区的电能质量信息，并发送到配电主站。根据台区的电能供求关系生成一个控制指令，切换集中式储能装置的充放电状态。根据主站对台区内孤岛效应的判定结果生成切换指令，驱动光伏开关切断供电台区内所有逆变器与低压电网之间的电连接状态。分析采集到的负荷响应数据和电力供应数据，进而在发电侧或供电侧出现过载或短路故障时，生成相应的切换指令，切断故障节点处的光伏发电单元与低压电网之间的电连接状态。
[0016]作为本专利技术进一步地改进，融合终端通过4G、5G移动通信或以太网的通讯方式与配电主站通信连接。融合终端通过RS485串行总线接口与集中式储能装置通信连接。融合终端与集中器之间采用以太网的通讯方式通信连接。
[0017]作为本专利技术进一步地改进，集中器采用电力载波通信的通讯方式与电能表通信连接。第一物联通信单元和第二物联通信单元均采用电力载波通信的通讯方式与融合终端通信连接。
[0018]作为本专利技术进一步地改进，第一物联通信单元通过RS485串行总线接口与逆变器通信连接。第二物联通信单元通过RS485串行总线接口与光伏开关通信连接。
[0019]作为本专利技术进一步地改进，在供电台区内，任意光伏开关对应的节点发生断闸事件时，融合终端会自动生成一个相应的告警状态，并将告警状态上报至配电主站。光伏开关在触发断闸的故障状态消除或接收到由智能融合终端下发的合闸切换指令时，自动恢复当前节点的合闸状态。
[0020]作为本专利技术进一步地改进，触发光伏开关发生断闸事件的故障状态包括：缺零、过
载、短路短延时、缺相、欠压、过压、接地、远程试验、按键试验、手动、短路瞬时、软遥控、硬遥控、谐波异常、三相不平衡、触头过温，以及反孤岛保护。
[0021]作为本专利技术进一步地改进，每个光伏发电单元中的逆变器均具有防孤岛保护功能，当逆变器根据并网母线频率和工频之间的关系判断当前节点存在孤岛效应时，则会在一个预设的时间周期内脱离电网，并生成一个孤岛保护告警状态通过第一物联通信单元发送到融合终端。融合终端将孤岛保护告警状态上报至配电主站。在一个预设周期内，当配电主站收到的某个供电台区的产生孤岛保护告警状态的节点数大于一个预设的安全阈值时，则判定当前供电台区出现停电事件，进而生成一个主动防孤岛指令发送给融合终端。融合终端接收到主动防孤岛指令时，驱动光伏开关切断供电台区内光伏发电单元的并网状态。
[0022]作为本专利技术进一步地改进，当运维管理人员需要对台区的进行全域检修或对某一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于融合终端的光伏电站台区管理系统，其特征在于，其用于管理安装有分布式光伏电站的供电台区的电能分配关系，所述供电台区由发电侧、供电侧、用电侧和配电主站构成；所述供电侧包括台区变压器、集中式储能装置和低压电网；发电侧包括多个分布式的光伏发电单元，每个光伏发电单元由一套光伏发电板和逆变器构成；用电侧包括用户使用的各种负载设备，用电侧与低压电网电连接；所述光伏电站台区管理系统包括：多个光伏开关，其采用具有智能漏电自动重合闸功能的断路器，所述光伏开关用于控制各个逆变器输出的电能传输到低压电网上的并网状态；多个电能表，其安装在供电台区内各个电力用户的用电节点处，计量用户侧的用能信息；集中器，其与供电台区内各个用电节点处的电能表通信连接，进而采集用电节点的用能信息；第一物联通信单元，其用于在各个逆变器和所述融合终端之间实现通讯连接；所述第一物联通信单元将逆变器的状态参数发送给一个融合终端；第二物联通信单元，其用于在各个光伏开关和所述融合终端之间实现通讯连接；所述第二物联通信单元将光伏开关的状态参数发送给所述融合终端，并向所述光伏开关下发由融合终端生成的一个切换指令；以及融合终端，其用于对供电台区内的设备进行自主管理，并响应由配电主站下达的数据采集指令和设备管理指令；所述融合终端用于：获取集中器采集到的供电台区内所有电力用户的用能信息，生成台区内的负荷响应数据，并发送到配电主站；采集供电台区内所有逆变器的发电信息，生成台区内电力供应数据，并发送到配电主站；对低压电网上的并网电压和电流谐波进行评估，分析供电台区的电能质量信息，并发送到配电主站；根据台区的电能供求关系生成一个控制指令，切换集中式储能装置的充放电状态；根据主站对台区内孤岛效应的判定结果生成切换指令，驱动所述光伏开关切断供电台区内所有逆变器与低压电网之间的电连接状态；分析采集到的负荷响应数据和电力供应数据，进而在发电侧或供电侧出现过载或短路故障时，生成相应的切换指令，切断故障节点处的光伏发电单元与低压电网之间的电连接状态。2.如权利要求1所述的基于融合终端的光伏电站台区管理系统，其特征在于：所述融合终端通过4G、5G移动通信或以太网的通讯方式与配电主站通信连接；所述融合终端通过RS485串行总线接口与集中式储能装置通信连接；所述融合终端与集中器之间采用以太网的通讯方式通信连接。3.如权利要求1所述的基于融合终端的光伏电站台区管理系统，其特征在于：所述集中器采用电力载波通信的通讯方式与电能表通信连接；所述第一物联通信单元和第二物联通信单元均采用电力载波通信的通讯方式与融合终端通信连接。4.如权利要求1所述的基于融合终端的光伏电站台区管理系统，其特征在于：所述第一物联通信单元通过RS485串行总线接口与逆变器通信连接；所述第二物联通信单元通过RS485串行总线接口与光伏开关通信连接。5.如权利要求4所述的基于融合终端的光伏电站台区管理系统，其特征在于：在所述供电台区内，任意光伏开关对应的节点发生断闸事件时，所述融合终端会自动生成一个相应的告警状态，并将告警状态上报至配电主站；所述光伏开关在触发断闸的故障状态消除或
接收到由智能融合终端下发的合闸切换指令时，自动恢复当前节点的合闸状态。6.如权利要求5所述的基于融合终端的光伏电站台区管理系统，其特征在于：触...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋志刚，王明，徐晓波，王记强，章亚辉，郝雨，
申请(专利权)人：安徽明生恒卓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：