CN109524995A - 35kV智能型集成光伏升压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于升压技术领域，尤其为一种35kV智能型集成光伏升压装置，包括电网子***、互联网和运维***、接入控制子***、监控子***、接入子***和PV子***，所述电网子***包括电网接入模块，互联网和运维***包括管理运营模块、云储存模块和大数据挖掘模块，接入控制子***包括电站控制器和宽带互联模块模块，本发明外形小，运输方便，维护方便，智能化的一次设备还能对设备本身进行完善的实时信息记录和检测，智能二次设备采用以太网方式平行连接，实现数据、资源的高度集成，从而使网络构成更加简单高效，提高了设备的可靠性和可用系数，延长设备寿命，降低运行维护费用，改善设备运行性能，提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明属于升压技术领域，具体涉及一种35kV智能型集成光伏升压装置。
背景技术
随着电力体制改革的不断深化，以及电力市场的逐渐形成，势必对发电企业的智能化程度要求越来越高。发电厂升压站的智能化是电厂实现数字化的一个有益探索。
发电厂升压站作为连接发电厂和电网的纽带是整个发供电环节安全、可靠运行的重要环节，升压站的智能化对整个电力行业的发展建设具有重要的现实意义。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了35kV智能型集成光伏升压装置，具有智能化程度高等特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：35kV智能型集成光伏升压装置，包括电网子***、互联网和运维***、接入控制子***、监控子***、接入子***和PV子***，所述电网子***包括电网接入模块，互联网和运维***包括管理运营模块、云储存模块和大数据挖掘模块，接入控制子***包括电站控制器和宽带互联模块模块，监控子***包括智能通讯管理机，接入子***包括升压站，PV子***包括汇集及升压模块、智能控制器和组串，电网接入模块与管理运营模块相连接，管理运营模块和大数据挖掘模块均与云储存模块相连接，电站控制器、云储存模块、大数据挖掘模块和智能通讯管理机均与宽带互联模块相连接，电网接入模块、智能通讯管理机和汇集及升压模块均与升压站相连接，智能通讯管理机与汇集及升压模块相连接，汇集及升压模块与智能控制器相连接，智能控制器与组串相连接，组串由多组光伏阵列组成。
优选的，所述升压站包括站控层、间隔层和过程层，站控层包括主机兼操作员站﹑工程师站、远动通信设备、公用接口装置、打印机和音响报警装置，间隔层包括数字式保护***、测控与电能计量***、故障录波***、安全稳定控制***，过程层包括电子式电流电压互感器、智能型断路器隔离开关和智能终端。
优选的，所述宽带互联模块包括并网接口一体化装置，网接口一体化装置连接有电压互感器、电流互感器、站内光伏监控***、逆变器、光伏阵列、电能表、环境检测仪、网络高清摄像头。
优选的，所述升压站包括变压器室、高压室和低压室，变压器室设有折叠门和网门，网门与折叠门相适配，高压室内设有AH2电缆提升柜和AH1进线柜，高压室内设有折叠门和防鼠挡板，防鼠挡板与折叠门相适配，低压室内设有低压总开关柜、逆变后交流汇流开关柜、控制开关柜和人孔，低压室设有两个折叠门和两个防鼠挡板，两个防鼠挡板分别与对应的折叠门相适配。
优选的，所述升压站中的一次电气设备主要包括电子式电流电压互感器、智能型断路器隔离开关以及其他电气辅助设备，二次设备包括保护装置、测控设备、电能质量检测设备，一次设备与二次设备的接口由原来的继电器等模式转化为光电数字接口，且接口满足相关的技术标准，能够被通用二次设备所访问外，智能化的一次设备还能对设备本身进行完善的实时信息记录和检测，把其健康状态、运行模式等信息直接以数字信息提供。二次设备之间不再以相互独立简单耦合的方式互联，而均采用以太网方式平行连接，接口方式、接口标准高度统一，实现数据、资源的高度集成，这种接口标准就是IEC61850。升压站可以通过光纤获得采样值信息、设备状态信息，操作指令等，所有一次、二次设备均具备完善的自检和互检功能，这样就将站内的“定期检修”改变为“状态检修”，提高了设备的可靠性和可用系数，延长设备寿命，降低运行维护费用，改善设备运行性能，提高了经济效益。升压站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化，设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理自动化等，智能升压站的主要一次设备和二次设备为智能设备，智能设备具有设备之间交互参数、状态和控制命令等信息的通信接口，设备间信息传输的方式主要为网络通信方式，取代传统的二次电缆等硬接线。
优选的，所述站内光伏监控***站控层与间隔层的通信介质为光缆或双屏蔽双绞线，室内设备之间采用双屏蔽双绞线通信，需穿越室外电缆沟的通信媒介则采用光缆，光缆有外保护层，均能承受一定的机械力。站内光伏监控***采用先进的、成熟稳定的、标准版本的工业软件，有软件许可，软件配置满足开放式***要求，由实时多任务操作***软件、支持软件及监控用软件组成，采用模块化结构，具有实时性、可靠性、适性、可扩充性及可维护性。站内光伏监控***采用成熟稳定的完整的操作***软件，它包括操作***安装包、诊断***和各种软件维护工具，操作***能防止数据文件丢失或损坏，支持***生成及用户程序装入，支持虚拟存储，能有效管理多种外部设备。站内光伏监控***的数据库的规模能满足监控***基本功能所需的全部数据的需求，并适合所需的各种数据类型，数据库的各种性能指标能满足***功能和性能指标的要求，数据库用软件具有实时性，能对数据库进行快速访问，对数据库的访问时间必须小于0.5ms，同时具有可维护性及可恢复性，对数据库的修改，设置操作权限，并记录用户名、修改时间、修改前的内容等详细信息。站内光伏监控***采用***组态软件用于数据生成。满足***各项功能的要求，为用户提供交互式的、面向对象的、方便灵活的、易于掌握的、多样化的组态工具，宜提供一些类似宏命令的编程手段和多种实用函数，以便扩展组态软件的功能。用户能很方便的对图形、曲线、报表进行在线生成、修改。站内光伏监控***用软件采用模块化结构，具有良好的实时响速度和可扩充性。具有出错检测能力。当某个用软件出错时，除有错误信息提示外，不允许影响其他软件的正常运行。用程序和数据在结构上互相独立。由于各种原因造成硬盘空间满，也不得影响***的实时控制功能。站内光伏监控***采用带隔离的、可靠的、抗干扰能力强的网络结构。网络***采用成熟可靠软件管理各个工作站和就地控制单元相互之间的数据通信，保证它们的有效传送、不丢失。支持双总线网络、自动监测网络总线和各个接点的工作状态，自动选择、协调各接点的工作和网络通信。监控***提供通信接口驱动软件，包括与站内各通信设备的接口软件及与各级调度中心的通信接口软件等。当某种功能运行不正常时，不影响其他功能的运行。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明，外形小，运输方便，维护方便。
2、本发明，一次设备与二次设备的接口由原来的继电器等模式转化为光电数字接口，且接口满足相关的技术标准，能够被通用二次设备所访问外，智能化的一次设备还能对设备本身进行完善的实时信息记录和检测，把其健康状态、运行模式等信息直接以数字信息提供。
3、本发明，智能二次设备采用以太网方式平行连接，接口方式、接口标准高度统一，实现数据、资源的高度集成，这种接口标准就是IEC61850，从而使网络构成更加简单高效。
4、本发明，可以通过光纤获得采样值信息、设备状态信息，操作指令等，所有一次、二次设备均具备完善的自检和互检功能，这样就将站内的“定期检修”改变为“状态检修”，提高了设备的可靠性和可用系数，延长设备寿命，降低运行维护费用，改善设备运行性能，提高了经济效益。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的流程图；
图2为本发明中的宽带互联模块的电路图；
图3为本发明中的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例
请参阅图1-3，本发明提供以下技术方案：35kV智能型集成光伏升压装置，包括电网子***、互联网和运维***、接入控制子***、监控子***、接入子***和PV子***，电网子***包括电网接入模块，互联网和运维***包括管理运营模块、云储存模块和大数据挖掘模块，接入控制子***包括电站控制器和宽带互联模块模块，监控子***包括智能通讯管理机，接入子***包括升压站，PV子***包括汇集及升压模块、智能控制器和组串，电网接入模块与管理运营模块相连接，管理运营模块和大数据挖掘模块均与云储存模块相连接，电站控制器、云储存模块、大数据挖掘模块和智能通讯管理机均与宽带互联模块相连接，电网接入模块、智能通讯管理机和汇集及升压模块均与升压站相连接，智能通讯管理机与汇集及升压模块相连接，汇集及升压模块与智能控制器相连接，智能控制器与组串相连接，组串由多组光伏阵列组成，外形小，运输方便，维护方便，一次设备与二次设备的接口由原来的继电器等模式转化为光电数字接口，且接口满足相关的技术标准，能够被通用二次设备所访问外，智能化的一次设备还能对设备本身进行完善的实时信息记录和检测，把其健康状态、运行模式等信息直接以数字信息提供，智能二次设备采用以太网方式平行连接，接口方式、接口标准高度统一，实现数据、资源的高度集成，这种接口标准就是IEC61850，从而使网络构成更加简单高效，可以通过光纤获得采样值信息、设备状态信息，操作指令等，所有一次、二次设备均具备完善的自检和互检功能，这样就将站内的“定期检修”改变为“状态检修”，提高了设备的可靠性和可用系数，延长设备寿命，降低运行维护费用，改善设备运行性能，提高了经济效益。
具体的，升压站包括站控层、间隔层和过程层，站控层包括主机兼操作员站﹑工程师站、远动通信设备、公用接口装置、打印机和音响报警装置，主机用作站控层数据收集、处理、存储及网络管理的中心；操作员工作站是站内监控***的主要人机界面，用于图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询、设备状态和参数的查询、操作指导、操作控制命令的解释和下达，等等。运行人员可通过操作员工作站对变电站各一次及二次设备进行运行监测和操作控制；工程师站用于整个监控***的维护、管理，可完成数据库的定义、修改，***参数的定义、修改，报表的制作、修改，以及网络维护、***诊断等工作。对监控***的维护仅允许在工程师工作站上进行，并需有可靠的登录保护；远动通信设备专用独立设备，直采直送，通过专用通道点对点方式以及站内的数据网接入设备向各级调度传送远动信息；打印机用于实时打印事件、报警信号、报表等。打印机具有网络打印功能；音响报警装置由工作站驱动音响报警，音量可调。间隔层包括数字式保护***、测控与电能计量***、故障录波***、安全稳定控制***，过程层包括电子式电流电压互感器、智能型断路器隔离开关和智能终端。站控层设备建立在IEC61850协议规范基础上，具有面向对象的统一数据建模。与站外接口的设备如远动装置等能将站内IEC61850协议转换成相对规约格式。所有站控层设备均采用百兆工业以太网，并按照IEC61850通信规范进行***建模并进行信息传输。间隔层负责间隔内信息的运算处理和控制，以及与过程层和站控层的网络通信工作。智能升压站的二次设备和传统二次设备的主要差异是由光电转换口插件替换原来的模数转换插件，其他环节(信号处理、保护原理和算法等)并无本质差异。由于数字化升压站的数据传输模式由模拟量向数字量的改变，迫切需要基于光纤接口和IEC61850通信协议相二次***的研究和开发，以适升压站数字化的要求。过程层主要实现信号的采集和对***的操作控制，智能升压站内一次设备的智能化和数字化要求设备出了具备传统功能外，还兼有在线状态监测、智能控制和数字接口等功能，即能够实现设备运行的实时状态评估，并通过IEC61850标准实现与其他设备的数字式信息交互，以满足设备互操作要求。
具体的，宽带互联模块包括并网接口一体化装置，网接口一体化装置连接有电压互感器、电流互感器、站内光伏监控***、逆变器、光伏阵列、电能表、环境检测仪、网络高清摄像头。
具体的，升压站包括变压器室、高压室和低压室，变压器室设有折叠门和网门，网门与折叠门相适配，高压室内设有AH2电缆提升柜和AH1进线柜，高压室内设有折叠门和防鼠挡板，防鼠挡板与折叠门相适配，低压室内设有低压总开关柜、逆变后交流汇流开关柜、控制开关柜和人孔，低压室设有两个折叠门和两个防鼠挡板，两个防鼠挡板分别与对应的折叠门相适配。
具体的，升压站中的一次电气设备主要包括电子式电流电压互感器、智能型断路器、隔离开关以及其他电气辅助设备，二次设备包括保护装置、测控设备、电能质量检测设备，一次设备与二次设备的接口由原来的继电器等模式转化为光电数字接口，且接口满足相关的技术标准，能够被通用二次设备所访问外，智能化的一次设备还能对设备本身进行完善的实时信息记录和检测，把其健康状态、运行模式等信息直接以数字信息提供。二次设备之间不再以相互独立简单耦合的方式互联，而均采用以太网方式平行连接，接口方式、接口标准高度统一，实现数据、资源的高度集成，这种接口标准就是IEC61850。升压站可以通过光纤获得采样值信息、设备状态信息，操作指令等，所有一次、二次设备均具备完善的自检和互检功能，这样就将站内的“定期检修”改变为“状态检修”，提高了设备的可靠性和可用系数，延长设备寿命，降低运行维护费用，改善设备运行性能，提高了经济效益。升压站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化，设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理自动化等，智能升压站的主要一次设备和二次设备为智能设备，智能设备具有设备之间交互参数、状态和控制命令等信息的通信接口，设备间信息传输的方式主要为网络通信方式，取代传统的二次电缆等硬接线。
具体的，站内光伏监控***站控层与间隔层的通信介质为光缆或双屏蔽双绞线，室内设备之间采用双屏蔽双绞线通信，需穿越室外电缆沟的通信媒介则采用光缆，光缆有外保护层，均能承受一定的机械力。站内光伏监控***采用先进的、成熟稳定的、标准版本的工业软件，有软件许可，软件配置满足开放式***要求，由实时多任务操作***软件、支持软件及监控用软件组成，采用模块化结构，具有实时性、可靠性、适应性、可扩充性及可维护性。站内光伏监控***采用成熟稳定的完整的操作***软件，它包括操作***安装包、诊断***和各种软件维护工具，操作***能防止数据文件丢失或损坏，支持***生成及用户程序装入，支持虚拟存储，能有效管理多种外部设备。站内光伏监控***的数据库的规模能满足监控***基本功能所需的全部数据的需求，并适合所需的各种数据类型，数据库的各种性能指标能满足***功能和性能指标的要求，数据库用软件具有实时性，能对数据库进行快速访问，对数据库的访问时间小于0.5ms，同时具有可维护性及可恢复性，对数据库的修改，设置操作权限，并记录用户名、修改时间、修改前的内容等详细信息。站内光伏监控***采用***组态软件用于数据生成。满足***各项功能的要求，为用户提供交互式的、面向对象的、方便灵活的、易于掌握的、多样化的组态工具，宜提供一些类似宏命令的编程手段和多种实用函数，以便扩展组态软件的功能。用户能很方便的对图形、曲线、报表进行在线生成、修改。站内光伏监控***用软件采用模块化结构，具有良好的实时响应速度和可扩充性。具有出错检测能力。当某个用软件出错时，除有错误信息提示外，不影响其他软件的正常运行。用程序和数据在结构上互相独立。由于各种原因造成硬盘空间满，也不会影响***的实时控制功能。站内光伏监控***采用带隔离的、可靠的、抗干扰能力强的网络结构。网络***采用成熟可靠软件管理各个工作站和就地控制单元相互之间的数据通信，保证它们的有效传送、不丢失。支持双总线网络、自动监测网络总线和各个接点的工作状态，自动选择、协调各接点的工作和网络通信。监控***提供通信接口驱动软件，包括与站内各通信设备的接口软件及与各级调度中心的通信接口软件等。当某种功能运行不正常时，不影响其他功能的运行。
本发明的工作原理及使用流程：本发明，通过逆变器配套数据采集网关,客户只需要连接网络就可以通过逆变器自动监控***采集数据并将特定信息传递到数据接收服务器中,便通过互联网达成了远程的数据收集。同时使用多种浏览器的网页在线监控***,将所有的信息在信息平台中进行整合,然后将各个数据用图表、报表等形式更加直观的展现出来,并且把总结出来的经验教训,建立起一整套数据库,以便可以为一些比较常态的警告消息、或者是一些错误提供更优的解决方案,并可以通过邮件的方式将结果发送给工作人员,使得他们能够及时的处理问题。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.35kV智能型集成光伏升压装置，包括电网子***、互联网和运维***、接入控制子***、监控子***、接入子***和PV子***，其特征在于：所述电网子***包括电网接入模块，互联网和运维***包括管理运营模块、云储存模块和大数据挖掘模块，接入控制子***包括电站控制器和宽带互联模块模块，监控子***包括智能通讯管理机，接入子***包括升压站，PV子***包括汇集及升压模块、智能控制器和组串，电网接入模块与管理运营模块相连接，管理运营模块和大数据挖掘模块均与云储存模块相连接，电站控制器、云储存模块、大数据挖掘模块和智能通讯管理机均与宽带互联模块相连接，电网接入模块、智能通讯管理机和汇集及升压模块均与升压站相连接，智能通讯管理机与汇集及升压模块相连接，汇集及升压模块与智能控制器相连接，智能控制器与组串相连接，组串由多组光伏阵列组成。
2.根据权利要求1所述的35kV智能型集成光伏升压装置，其特征在于：所述升压站包括站控层、间隔层和过程层，站控层包括主机兼操作员站﹑工程师站、远动通信设备、公用接口装置、打印机和音响报警装置，间隔层包括数字式保护***、测控与电能计量***、故障录波***、安全稳定控制***，过程层包括电子式电流电压互感器、智能型断路器隔离开关和智能终端。
3.根据权利要求1所述的35kV智能型集成光伏升压装置，其特征在于：所述宽带互联模块包括并网接口一体化装置，网接口一体化装置连接有电压互感器、电流互感器、站内光伏监控***、逆变器、光伏阵列、电能表、环境检测仪、网络高清摄像头。
4.根据权利要求1所述的35kV智能型集成光伏升压装置，其特征在于：所述升压站包括变压器室、高压室和低压室，变压器室设有折叠门和网门，网门与折叠门相适配，高压室内设有AH2电缆提升柜和AH1进线柜，高压室内设有折叠门和防鼠挡板，防鼠挡板与折叠门相适配，低压室内设有低压总开关柜、逆变后交流汇流开关柜、控制开关柜和人孔，低压室设有两个折叠门和两个防鼠挡板，两个防鼠挡板分别与对应的折叠门相适配。
5.根据权利要求1所述的35kV智能型集成光伏升压装置，其特征在于：所述升压站中的一次电气设备主要包括电子式电流电压互感器、智能型断路器隔离开关以及其他电气辅助设备，二次设备包括保护装置、测控设备、电能质量检测设备，一次设备与二次设备的接口由原来的继电器等模式转化为光电数字接口，且接口满足相关的技术标准，能够被通用二次设备所访问外，智能化的一次设备还能对设备本身进行完善的实时信息记录和检测，把其健康状态、运行模式等信息直接以数字信息提供。二次设备之间不再以相互独立简单耦合的方式互联，而均采用以太网方式平行连接，接口方式、接口标准高度统一，实现数据、资源的高度集成，这种接口标准就是IEC61850。升压站可以通过光纤获得采样值信息、设备状态信息，操作指令等，所有一次、二次设备均具备完善的自检和互检功能，这样就将站内的“定期检修”改变为“状态检修”，提高了设备的可靠性和可用系数，延长设备寿命，降低运行维护费用，改善设备运行性能，提高了经济效益。升压站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化，设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理自动化等，智能升压站的主要一次设备和二次设备为智能设备，智能设备具有设备之间交互参数、状态和控制命令等信息的通信接口，设备间信息传输的方式主要为网络通信方式，取代传统的二次电缆等硬接线。
6.根据权利要求3所述的35kV智能型集成光伏升压装置，其特征在于：所述站内光伏监控***站控层与间隔层的通信介质为光缆或双屏蔽双绞线，室内设备之间采用双屏蔽双绞线通信，需穿越室外电缆沟的通信媒介则采用光缆，光缆有外保护层，均能承受一定的机械力。站内光伏监控***采用先进的、成熟稳定的、标准版本的工业软件，有软件许可，软件配置满足开放式***要求，由实时多任务操作***软件、支持软件及监控用软件组成，采用模块化结构，具有实时性、可靠性、适性、可扩充性及可维护性。站内光伏监控***采用成熟稳定的完整的操作***软件，它包括操作***安装包、诊断***和各种软件维护工具，操作***能防止数据文件丢失或损坏，支持***生成及用户程序装入，支持虚拟存储，能有效管理多种外部设备。站内光伏监控***的数据库的规模能满足监控***基本功能所需的全部数据的需求，并适合所需的各种数据类型，数据库的各种性能指标能满足***功能和性能指标的要求，数据库用软件具有实时性，能对数据库进行快速访问，对数据库的访问时间必须小于0.5ms，同时具有可维护性及可恢复性，对数据库的修改，设置操作权限，并记录用户名、修改时间、修改前的内容等详细信息。站内光伏监控***采用***组态软件用于数据生成。满足***各项功能的要求，为用户提供交互式的、面向对象的、方便灵活的、易于掌握的、多样化的组态工具，宜提供一些类似宏命令的编程手段和多种实用函数，以便扩展组态软件的功能。用户能很方便的对图形、曲线、报表进行在线生成、修改。站内光伏监控***用软件采用模块化结构，具有良好的实时响速度和可扩充性。具有出错检测能力。当某个用软件出错时，除有错误信息提示外，不允许影响其他软件的正常运行。用程序和数据在结构上互相独立。由于各种原因造成硬盘空间满，也不得影响***的实时控制功能。站内光伏监控***采用带隔离的、可靠的、抗干扰能力强的网络结构。网络***采用成熟可靠软件管理各个工作站和就地控制单元相互之间的数据通信，保证它们的有效传送、不丢失。支持双总线网络、自动监测网络总线和各个接点的工作状态，自动选择、协调各接点的工作和网络通信。监控***提供通信接口驱动软件，包括与站内各通信设备的接口软件及与各级调度中心的通信接口软件等。当某种功能运行不正常时，不影响其他功能的运行。
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- 2018-12-28 CN CN201811620121.0A patent/CN109524995A/zh active Pending
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