分布式光伏智能并网箱制造技术

本发明专利技术涉及一种分布式光伏智能并网箱，包括用于驱动合分闸的操动机构和能够接收电流检测装置的电流信息、对该电流信息进行处理和逻辑分析并在判断出电流故障后输出控制指令控制所述操动机构分合闸的中央控制单元，所述中央控制单元采用常规采样和密集采样相结合的方式进行采样和分析判断，所述操动机构通过斥力线圈、消磁线圈、分闸弹簧和分闸线圈进行驱动分闸动作，由此从软、硬件两方面实现了快速动作、快速保护出口、快速切除故障的目的，可有力地保证微电网在并网或孤网运行状态下的可靠性以及在并网/孤网模式间的平稳过渡，在满足微电网特殊使用要求的前提下显著降低了设备成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种分布式光伏智能并网箱，包括用于驱动合分闸的操动机构和能够接收电流检测装置的电流信息、对该电流信息进行处理和逻辑分析并在判断出电流故障后输出控制指令控制所述操动机构分合闸的中央控制单元，所述中央控制单元采用常规采样和密集采样相结合的方式进行采样和分析判断，所述操动机构通过斥力线圈、消磁线圈、分闸弹簧和分闸线圈进行驱动分闸动作，由此从软、硬件两方面实现了快速动作、快速保护出口、快速切除故障的目的，可有力地保证微电网在并网或孤网运行状态下的可靠性以及在并网/孤网模式间的平稳过渡，在满足微电网特殊使用要求的前提下显著降低了设备成本。【专利说明】分布式光伏智能并网箱
本专利技术涉及一种分布式光伏智能并网箱，主要用于将光伏电源接入大电网，并实现并离网的智能化，也可用于微电网或其他类似系统同大电网之间的连接。
技术介绍
随着国民经济的发展，电力需求迅速增长，电网规模不断扩大，但超大规模电力系统的弊端也日益凸显，成本高、运行难度大，难以适应用户越来越高的安全和可靠性要求以及多样化的供电需求。光伏分布式发电倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原贝U，具有污染少、可靠性高、能源利用效率高、安装地点灵活等优点，是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，获得了快速发展。在中国，分布式光伏获得了国家能源局、国网政策的扶持和支持，被定义为需要“大力发展”的产业。分布式光伏并网是光伏发电的主流发展模式，但同时，分布式光伏并网也会给公共大电网带来严重影响: (O改变了公共大电网故障特征，影响大电网继电保护:当大电网接有分布式光伏电源时，会改变大电网原有的潮流方向，改变大电网原有的故障特征，这样会引起大电网继电保护的误动或失效，如果不能消除这种影响，就需要投入大量资金更换现有大电网继电保护装置，增加了并网难度和改造成本。(2)产生非预期的孤岛效应，当大电网因故障或检修停电时，分布式光伏仍然给停电线路上的负荷供电，危害人身、设备安全，影响配电网的运维安全。以上问题导致分布式光伏发电并网的发展障碍，影响分布式光伏发电并网的发展前景。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种分布式光伏智能并网箱，采用这种并网箱可以快速检测故障，快速隔离，消除分布式光伏系统接入对公共大电网的影响，并提高并离网的安全性和可靠性。本专利技术所采用的技术方案是: 一种分布式光伏智能并网箱，其采用中央控制单元对用于驱动合分闸的操动机构进行控制，所述中央控制单位通过电流检测装置获得电网电流信号，并对电网电流信号进行分析，当判断电网出现应分闸的故障时，控制所述操动机构进行分闸，所述中央控制单元对电流数据进行处理和逻辑分析的方式为:对交流周期确定若干个常规采样点，所述若干个常规采样点可以按时间等间隔划分，依据确定的常规采样点进行持续的常规采样，每获得一个新的采样数据后，将该采样数据同上一交流周期内的同位置常规采样点的采样数据进行比较，如两者差值超过设定标准，则在该常规采样点至其后相邻常规采样点间(含其后相邻采样点的采样)采用密集采样方式进行密集采样，获得密集采样数据，同时依据前一个交流周期的常规采样数据计算获得前一个交流周期的交流波形(时间函数)，所述密集采样为在相邻两个常规采样点之间再插入一个或多个采样点的采样方式，以密集采样区间(含该区间两端的常规采样点)的各采样数据计算该密集采样区间的交流波形(时间函数)，计算该区间下电流平方对时间的积分值，计算前一个周期对应区间电流平方对时间的积分值，计算两个积分值的差值，并将该差值的绝对值与该区间对应的预设限值进行比较，达到或超过预设限值时，则判断电网出现应分闸的故障，否则判断为未出现需分闸的故障。所述每个交流周期的常规采样点数量通常可以为12个、24个或36个，所述密集采样仅在相邻的两个常规采样点的区间内进行，在相邻两个采样点之间插入的密集采样点数量为I个、2个或3个，例如通常情况下插入2个就可以满足控制要求。所述操动机构优选为快速永磁操动机构。优选地，所述快速永磁操动机构输出轴，所述输出轴的上端连接所述金属斥力板，所述输出轴上固定连接有动铁心，所述金属斥力板的下面设有与其配套的斥力线圈，所述斥力线圈的下方分别设有分闸位置挡板和合闸位置挡板，所述动铁心位于所述分闸位置挡板和合闸位置挡板之间，所述动铁心的外侧分别设有与所述动铁心配套的消磁线圈、永久磁铁和合闸线圈，所述输出轴的上部还设有分闸弹簧，所述分闸弹簧上端与所述金属斥力板压力接触，下端与所述分闸位置挡板压力接触。通常，所述中央处理装置单元可以连接有用于检测线路电流的电流检测装置，所述中央控制单元设有用于接收所述电流信息的检测信号输入接口电路，所述电流检测装置的输出端连接至所述检测信号输入接口电路的输入端。所述检测信号输入接口电路可以设有用于对所述电流信息进行模数转换的高速、高精度模数转换器。所述电流检测装置可以包括A、B、C三相电流互感器，也可以包括A、B、C三相电流互感器和零序电流互感器。所述中央控制单元还可以设有能够与外界能量管理用主机之间双向通信的数字通信电路，所述数字通信电路用于上传所述快速开关的各种状态信息和接收来自所述主机的各种调度指令。所述中央控制单元还可以设有能够接收遥控信号的遥控信号输入接口电路。本专利技术提供的并网箱可以设有用于从线路上取电并将其转换成所述遥控信号输入接口电路和斥力线圈供电线路用电的电压或电流变换单元，例如电流互感器。本专利技术的有益效果是: 由于采用了一种新的故障电流快速计算方法，将故障电流信号程序判断处理时间缩短到2.5ms以内，并通过与特定操动机构的配合，从而使整组断开动作时间缩短到6ms以内，显著提高了快速开关的速断动作的快速性，有力地保证了微电网在并网/孤网模式间的平稳过渡； 由于采用斥力线圈和金属斥力板组成的斥力机构，并可以通过预充电电容放电的方式为斥力线圈提供大电流，由此提高了分闸动作的快速性； 由于设置了与动铁心配套的消磁线圈、永久磁铁和合闸线圈，通过永久磁铁与动铁心的相互作用，可以将动铁心保持在分闸或合闸位置上，通过消磁线圈可以在分闸或合闸动作使抵消永久磁铁对动铁心的固定作用，通过分闸弹簧进一步增强了分闸时的驱动力，由此提高了所述驱动机构的可靠性，提高了分闸动作的速度。由于设置有能够与外界能量管理用主机之间双向通信的数字通信电路和相应的数字化通信接口，可实现所述分布式光伏智能并网箱的各种状态信息的上传和来自所述主机的各种调度指令的接收，有利于实现系统的能量优化管理，与智能电网的核心设计理念相一致，对新能源推广、节能降耗具有重要意义。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的电气原理框图； 图2为本专利技术的斥力机构的原理图； 图3为本专利技术的工作过程示意图； 图4为本专利技术涉及的操动机构的结构示意图。【具体实施方式】参见图1-4，本专利技术提供了一种分布式光伏智能并网箱，属于一种微电网PCC智能成套设备，可应用于微电网和主电网连接处，成为微电网和公共大电网联结的关键设备，是将微电网保护测控和快速断路器相结合的智能化成套设备，能在故障后快速切除故障，切换至孤网运行状态。如图1所示，所述分布式光伏智能并网箱包括用于驱动合分闸的操动机构(优选为快速永磁操动机构)和能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式光伏智能并网箱，其采用中央控制单元对用于驱动合分闸的操动机构进行控制，所述中央控制单位通过电流检测装置获得电网电流信号，并对电网电流信号进行分析，当判断电网出现应分闸的故障时，控制所述操动机构进行分闸，其特征在于所述中央控制单元对电流信息进行处理和逻辑分析的方式为：所述中央控制单元对电流数据进行处理和逻辑分析的方式为：对交流周期确定若干个常规采样点，所述若干个常规采样点可以按时间等间隔划分，依据确定的常规采样点进行持续的常规采样，每获得一个新的采样数据后，将该采样数据同上一交流周期内的同位置常规采样点的采样数据进行比较，如两者差值超过设定标准，则在该常规采样点至其后相邻常规采样点间（含其后相邻采样点的采样）采用密集采样方式进行密集采样，获得密集采样数据，同时依据前一个交流周期的常规采样数据计算获得前一个交流周期的交流波形（时间函数），所述密集采样为在相邻两个常规采样点之间再插入一个或多个采样点的采样方式，以密集采样区间（含该区间两端的常规采样点）的各采样数据计算该密集采样区间的交流波形（时间函数），计算该区间下电流平方对时间的积分值，计算前一个周期对应区间电流平方对时间的积分值，计算两个积分值的差值，并将该差值的绝对值与该区间对应的预设限值进行比较，达到或超过预设限值时，则判断电网出现应分闸的故障，否则判断为未出现需分闸的故障。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁增贵，张云珠，安林杰，孔启翔，
申请(专利权)人：北京北变微电网技术有限公司，
类型：发明
国别省市：