CN109149650A - 智能监控箱及其控制方法、分布式电源并网*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及并网技术领域，公开了一种智能监控箱及其控制方法、分布式电源并网***，智能监控箱包括采集模块和控制模块，采集模块与逆变器连接，用于采集逆变器的输入输出信号，并发送至控制单元；控制模块与采集模块连接，用于根据逆变器的输入输出信号控制电动开关装置的断开或闭合。通过该智能监控箱，可实时采集到逆变器的输入输出信号，控制模块对逆变器的输入输出信号进行判断，若是不良的输入输出信号，可及时控制设置于电动开关装置断开，以断开分布式电源和电网的连接，保护了公共电源不受分布式电源恶性影响，保证了公共电源的稳定性。

Description

智能监控箱及其控制方法、分布式电源并网***

技术领域

本发明涉及并网技术领域，具体涉及一种智能监控箱及其控制方法、分布式电源并网***。

背景技术

在全球气候变暖、人类生态环境恶化、常规能源短缺并造成环境污染的形势下，可再生新能源的挖掘利用逐渐受到各国政府的重视和支持。随着我国对新能源的推广以及可再生新能源发电技术的不断发展，分布式能源日渐成为既可解决负荷增长需求又符合国家提倡的绿色环保理念的理想方案。

以光伏发电为例，目前主要是通过光伏组件将太阳能转化为直流电能输送至逆变器，逆变器将直流电源逆变为交流电源，并输送至并网计量箱，经计量箱中的电能表进行发电量统计后输送至电网侧，实现并网。但是当分布式能源中不良的电源输出信号传输至公共电网侧时，势必会对公共电源的运行状况造成较大的影响，而目前的并网***中只能够对分布式能源的发电量进行统计，而无法及时监控到不良的分布式电源输出信号，导致公共电源的稳定性得不到保障。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种智能监控箱及其控制方法、分布式电源并网***，以解决无法及时监控到不良的分布式电源输出信号，公共电源的稳定性得不到保障的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种智能监控箱，包括采集模块和控制模块；

所述采集模块与逆变器连接，用于采集所述逆变器的输入输出信号，并发送至所述控制模块；

所述控制模块与所述采集模块连接，用于根据所述逆变器的输入输出信号控制分布式电源与电网之间的电动开关装置的断开或闭合。

可选地，所述逆变器的输入输出信号包括直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、交流电流以及交流功率中的一种或多种。

可选地，还包括漏电断路器和浪涌保护断路器。

可选地，所述采集模块连接所述漏电断路器和所述浪涌保护断路器，用于采集所述漏电断路器和所述浪涌保护断路器的工作状态并发送至所述控制模块。

可选地，所述采集模块连接所述电动开关装置，用于采集所述电动开关装置的工作状态并发送至所述控制模块。

可选地，所述工作状态包括供电状态、开关状态以及内部接线状态。

可选地，所述采集模块连接所述电网，用于采集电网侧的电压，并发送至所述控制模块。

可选地，所述采集模块还用于检测并网频率，并发送至所述控制模块。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种分布式电源并网***，包括依次连接的分布式电源、逆变器、上述智能监控箱以及电网，还包括设置于所述分布式电源与所述电网之间的电动开关装置。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种智能监控箱的控制方法，包括：

采集逆变器的输入输出信号；

根据所述逆变器的输入输出信号控制分布式电源和电网之间的电动开关装置的断开或闭合。

本发明实施例提供的技术方案，具有以下优点：

本发明实施例提供的智能监控箱，包括采集模块和控制模块，采集模块与逆变器连接，用于采集逆变器的输入输出信号，并发送至控制模块，控制模块与采集模块连接，用于根据逆变器的输入输出信号控制分布式电源与电网之间的电动开关装置的断开或闭合。

通过该智能监控箱，可实时采集到逆变器的输入输出信号，控制模块对逆变器的输入输出信号进行判断，若是不良的输入输出信号，可及时控制设置于分布式电源和电网之间的电动开关装置断开，以断开分布式电源和电网的连接，保护了公共电源不受分布式电源恶性影响，保证了公共电源的稳定性，为分布式电源并网***的安全运行提供了保障。另外，若采集模块采集到的逆变器的输入输出信号良好，控制模块可以控制电动开关装置闭合，重新将分布式电源和电网连通，确保在分布式电源信号良好的情况下，分布式电源及时并入电网，实现其正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例提供的分布式电源并网***的结构示意图。

附图标记说明：

1－分布式能源；2－逆变器；31－采集模块；32－控制模块；33－漏电断路器；34－浪涌保护断路器；35－浪涌保护器；36－刀闸；37－电能表；38－集中器；4－电动开关装置；5－控制中心。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种智能监控箱，如图1所示，包括采集模块31和控制模块32，采集模块31与逆变器2连接，用于采集逆变器2的输入输出信号，并发送至控制模块32；控制模块32与采集模块31连接，用于根据逆变器2的输入输出信号控制分布式电源1和电网之间的电动开关装置4的断开或闭合。

大概工作过程为：分布式电源1的直流电源输送至逆变器2，逆变器2将直流电源转换为交流电源，并输送至电网实现并网。其中，在逆变器2和电网之间设置有智能监控箱，该智能监控箱内设置有采集模块31和控制模块32，采集模块31负责采集逆变器2的输入输出信号，并发送至控制模块32，控制模块32根据逆变器2的输入输出信号控制设置于分布式能源1和电网之间的电动开关装置4的断开或闭合，进而实现分布式电源1和电网的断开或连接。

具体地，控制模块32对接收到的逆变器2的输入输出信号进行判断，当输入输出信号为不良信号时，控制模块32可以控制电动开关装置4断开，即断开分布式电源1和电网之间的连接。当输入输出信号良好时，控制模块32控制电动开关装置4恢复闭合状态，重新将分布式电源1并入电网。

通过该智能监控箱，可实时采集到逆变器2的输入输出信号，控制模块32对逆变器2的输入输出信号进行判断，若是不良的输入输出信号，可及时控制设置于分布式电源1和电网之间的电动开关装置4断开，以断开分布式电源1和电网的连接，保护了公共电源不受分布式电源1恶性影响，保证了公共电源的稳定性，为分布式电源1并网***的安全运行提供了保障。另外，若采集模块31采集到的逆变器2的输入输出信号良好，控制模块32可以控制电动开关装置4闭合，重新将分布式电源1和电网连通，确保在分布式电源1信号良好的情况下，分布式电源1及时并入电网，实现其正常运行。

本实施例中，电动开关装置4可以设置于分布式电源1和电网之间的任意位置。例如，电动开关装置4设置于分布式电源1和逆变器2之间，也可以设置于逆变器2和智能监控箱之间，还可以设置于智能监控箱和电网之间或智能监控箱内部。当分布式电源1和电网之间还设置有其他元件时，电动开关装置4还可以其他各个元件之间的任意位置，只要断开电动开关装置4能够实现分布式电源1和电网的断开，闭合电动开关装置4能够实现分布式电源1和电网的连接即可，本发明对电动开关装置4的具***置不做限制。本实施例中，电动开关装置4优选为重合闸断路器。

作为一种可选实施方式，本实施例中，控制模块32通过无线通信单元连接控制中心5(即后台)。即，控制模块32可以将监控到的实时状况经由无线通信单元发送至控制中心5，以便控制中心5处的工作人员及时知晓该***的运行状况，并针对突发状况做出应急措施。其中，无线通信单元优选为GPRS模块。

作为一种可选实施方式，本实施例中，逆变器2的输入输出信号包括直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、交流电流以及交流功率中的一种或多种。例如，当采集模块31采集到逆变器2输出的交流电压小于175V或大于275V时，可控制电动开关装置4断开，使得电网不受不良电压信号影响。需要说明的是，175V、275V分别是自定义的两个极限值，也可以设置为其他值，例如190V和220V，即当采集模块31采集到逆变器2输出的交流电压小于190V或大于220V时，可控制电动开关装置4断开。

另外，采集模块31还可以用于采集逆变器2的自身工作状态并发送至控制模块32，当控制模块32判断出逆变器2工作异常时，则可以控制电动开关装置4断开。

作为一种可选实施方式，本实施例中，智能监控箱中还包括漏电断路器33和浪涌保护断路器34。

其中，漏电断路器33为电路中漏电电流超过预定值时能自动动作的开关，在分布式电源1和电网之间设置漏电断路器33，有助于在漏电情况下自动断开分布式电源1和电网的连接，保护电网和整个电路。本实施例中，优选地，漏电断路器33可以设置于智能监控箱内，逆变器2和电动开关装置4之间的位置。

浪涌保护断路器34一般经浪涌保护器35接地，浪涌保护器35是一种防雷器，当电路因为外界干扰突然产生尖峰电流或电压时，浪涌保护器35能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对电路中其他设备造成损害。浪涌保护断路器34主要起到短路过载保护功能，当浪涌保护器35出现长时间接通状态时，造成电源短路，此时断开浪涌保护断路器34，及时切断接地回路，以保护整个***。本实施例中，优选地，浪涌保护断路器34的一端连接于采集模块31和电网之间，另一端经浪涌保护器35接地。

作为一种可选实施方式，本实施例中，采集模块31连接漏电断路器33和浪涌保护断路器34，用于采集漏电断路器33和浪涌保护断路器34的工作状态并发送至控制模块32。

其中，漏电断路器33和浪涌保护断路器34的工作状态一般包括供电状态、开关状态以及内部接线状态。随着使用时间的延长，漏电断路器33和浪涌保护断路器34所在的线路或者漏电断路器33和浪涌保护断路器34本身易发生故障，本实施例通过采集模块31实时采集漏电断路器33和浪涌保护断路器34的供电状态和内部接线状态，一旦出现异常，能够及时发现，并且经控制模块32发送至控制中心5，以便控制中心5处的工作人员及时进行维修。同时控制模块32也可以及时控制电动开关装置4断开，保护整个***。另外，通过采集模块31可以及时采集漏电断路器33和浪涌保护断路器34的开关状态，便于控制中心5获知漏电断路器33和浪涌保护断路器34当前处于闭合还是断开。

作为一种可选实施方式，本实施例中，采集模块31连接电动开关装置4，用于采集电动开关装置4的工作状态并发送至控制模块32。同样地，随着使用时间的延长，电动开关装置4所在线路或者其本身易发生故障，本实施例通过采集模块31实时采集电动开关装置4的工作状态，一旦出现异常，能够及时发现，并且经控制模块32发送至控制中心5，以便控制中心5处的工作人员及时进行维修。

作为一种可选实施方式，本实施例中，采集模块31连接电网侧，用于采集电网侧的电压，并发送至控制模块32。由此，当电网侧电压出现异常(例如断电)时，控制模块32能够及时获知并发送至控制中心5。

作为一种可选实施方式，本实施例中，采集模块31还用于检测并网频率，并发送至控制模块32。例如，采集模块31将采集到的并网频率发送至控制模块32，控制模块32结合内部存储的频率参考值对采集到的并网频率进行判断，若异常，则及时将故障信息发送至控制中心5，以便工作人员采取紧急措施应对。例如，控制模块32内部存储的频率参考值范围为47.5Hz－52.5Hz，当采集到的并网频率值大于52.5Hz或者小于47.5Hz时，则向控制中心5发出预警信息。

作为一种可选实施方式，本实施例中，采集模块31还用于采集智能监控箱内各部件的温度，当各部件的温度高于控制模块32内存储的温度参考值，则向控制中心5发送预警信息，同时，控制模块32还可以控制电动开关装置4断开，以保护整个***。

本实施例中，智能监控箱内还设置有刀闸36、电能表37以及集中器38，电能表37和集中器38均连接于电网侧，刀闸36可以设置于电能表37和采集模块31之间。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种分布式电源并网***，依次连接的分布式电源1、逆变器2、上述智能监控箱以及电网，还包括设置于所述分布式电源1与所述电网之间的电动开关装置4。

作为一种可选实施方式，本实施例中，分布式电源1包括太阳能、风能、水能、波浪能、潮汐能中的任意一种。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种智能监控箱的控制方法，包括以下步骤：

步骤S11、采集逆变器的输入输出信号。优选地，逆变器的输入输出信号包括直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、交流电流以及交流功率中的一种或多种。

步骤S12、根据逆变器的输入输出信号控制分布式电源和电网之间的电动开关装置的断开或闭合。

例如，当采集到逆变器输出的交流电压小于175V或大于275V时，可控制电动开关装置断开，使得电网不受不良电压信号影响。需要说明的是，175V、275V分别是自定义的两个极限值，也可以设置为其他值，例如190V和220V，即当采集模块采集到逆变器输出的交流电压小于190V或大于220V时，可控制电动开关装置断开。

通过上述方法，可实时采集到逆变器的输入输出信号，并对逆变器的输入输出信号进行判断，若是不良的输入输出信号，可及时控制设置于分布式电源和电网之间的电动开关装置断开，以断开分布式电源和电网的连接，保护了公共电源不受分布式电源恶性影响，保证了公共电源的稳定性，为分布式电源并网***的安全运行提供了保障。另外，若采集到的逆变器的输入输出信号良好，可以控制电动开关装置闭合，重新将分布式电源和电网连通，确保在分布式电源信号良好的情况下，分布式电源及时并入电网，实现其正常运行。

可选地，本发明实施例提供的智能监控箱的控制方法还包括：采集漏电断路器和浪涌保护断路器的工作状态，根据采集到的漏电断路器和浪涌保护断路器的工作状态，控制电动开关装置的断开或闭合，并上报控制中心的步骤。

可选地，本发明实施例提供的智能监控箱的控制方法还包括：采集电动开关装置的工作状态，并对其工作状态进行判断，若发生异常，则上报控制中心的步骤。

可选地，本发明实施例提供的智能监控箱的控制方法还包括：采集电网侧的电压，并对电网侧的电压进行判断，若发生异常，则控制电动开关装置断开并上报控制中心的步骤。

可选地，本发明实施例提供的智能监控箱的控制方法还包括：采集并网频率，并基于预先存储的频率参考值对并网频率进行判断，若发生异常，则控制电动开关装置断开并上报控制中心的步骤。

可选地，本发明实施例提供的智能监控箱的控制方法还包括：采集智能监控箱内各部件的温度，当各部件的温度高于控制预先存储的温度参考值，则控制电动开关装置断开并向控制中心发送预警信息。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种智能监控箱，其特征在于，包括采集模块和控制模块；

所述采集模块与逆变器连接，用于采集所述逆变器的输入输出信号，并发送至所述控制模块；

所述控制模块与所述采集模块连接，用于根据所述逆变器的输入输出信号控制分布式电源与电网之间的电动开关装置的断开或闭合。

2.根据权利要求1所述的智能监控箱，其特征在于，所述逆变器的输入输出信号包括直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、交流电流以及交流功率中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的智能监控箱，其特征在于，还包括漏电断路器和浪涌保护断路器。

4.根据权利要求3所述的智能监控箱，其特征在于，所述采集模块连接所述漏电断路器和所述浪涌保护断路器，用于采集所述漏电断路器和所述浪涌保护断路器的工作状态并发送至所述控制模块。

5.根据权利要求1所述的智能监控箱，其特征在于，所述采集模块连接所述电动开关装置，用于采集所述电动开关装置的工作状态并发送至所述控制模块。

6.根据权利要求4或5所述的智能监控箱，其特征在于，所述工作状态包括供电状态、开关状态以及内部接线状态。

7.根据权利要求1所述的智能监控箱，其特征在于，所述采集模块连接所述电网，用于采集电网侧的电压，并发送至所述控制模块。

8.根据权利要求1所述的智能监控箱，其特征在于，所述采集模块还用于检测并网频率，并发送至所述控制模块。

9.一种分布式电源并网***，其特征在于，包括依次连接的分布式电源、逆变器、权利要求1－8任意一项所述的智能监控箱以及电网，还包括设置于所述分布式电源与所述电网之间的电动开关装置。

10.一种智能监控箱的控制方法，其特征在于，包括：

采集逆变器的输入输出信号；

根据所述逆变器的输入输出信号控制分布式电源和电网之间的电动开关装置的断开或闭合。