CN208316308U - 集成光伏并网升压站*** - Google Patents

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马继征
赵厚超
李冉
杨振习
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Abstract

本实用新型公开一种集成光伏并网升压站***，包括低压***、升压***、高压并网***和接入***，低压***、升压***、高压并网***集成设置于预装箱体内；低压***包括低压进线部分，低压进线部分上设有总低压框架断路器，升压***包括升压变压器，高压并网***包括高压电能计量装置、高压隔离开关、高压断路器、高压电流互感器、高压电压互感器和并网接口保护装置，接入***包括柱上断路器；总低压框架断路器串联在变压器的低压进线侧，升压变压器的高压出线侧通过铜母排与高压并网***相连，高压并网***经电缆线路与柱上断路器连接，柱上断路器接入公共电网。本实用新型使10kV分布式光伏电站安全可靠、经济地并入当地公共电网。

Description

集成光伏并网升压站***
技术领域
本实用新型涉及光伏发电并网技术领域，具体是一种将太阳能光伏发电***、升压***、并网***、电能量计量***、通信***集成于一体的集成光伏并网升压站***。
背景技术
目前，传统的分布式光伏地面电站(10千伏及以下电压等级接入，且单个并网点总装机容量不超过 6 兆瓦的分布式电源)一般由以下几部分组成，光伏组件、逆变器、箱式升压变压器、开关站电气一次、开关站电气二次、并网接入等部分组成，典型的设计永久占用地面积较大，用的设备也较多，用的独立保护装置也多，例如1个1.0MW的光伏地面电站，至少有1台箱式升压变压器，1座开关站，开关站分为一次高压配电室和二次室，一次高压配电室配置4台开关柜（进线开关柜、三相PT柜、计量柜、并网出线柜），二次室内配置继电保护柜、通信通信柜、UPS电源柜。对于10kV小型分布式光伏电站的并网，一方面要保证并网的安全性，同时还要保证并网设备的经济性成为本次发明急需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种集成光伏并网升压站***，使10kV分布式光伏电站安全可靠、经济地并入当地公共电网。
为了解决所述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种集成光伏并网升压站***，包括低压***、升压***、高压并网***和接入***，低压***、升压***、高压并网***集成设置于预装箱体内；低压***包括低压进线部分和站用电源部分，低压进线部分上设有总低压框架断路器，升压***包括升压变压器，高压并网***包括高压电能计量装置、高压隔离开关、高压断路器、高压电流互感器、高压电压互感器和并网接口保护装置，接入***包括柱上断路器；总低压框架断路器串联在变压器的低压进线侧，升压变压器的高压出线侧通过铜母排与高压并网***相连，高压并网***经电缆线路与柱上断路器连接，柱上断路器接入公共电网。
进一步的，预装箱体包括低压室、升压室和高压室，低压***、升压***和高压并网***分别设置于低压室、升压室和高压室内，低压室、升压室和高压室之间设有隔离墙。
进一步的，所述隔离墙采用不锈钢或铁质材料。
进一步的，低压***还包括低压电流互感器和低压浪涌保护器，低压电流互感器和总低压框架断路器安装在升压变压器的低压侧，低压浪涌保护器连接在升压变压器的低压侧铜母排上。
进一步的，高压电能计量装置包括计量电压互感器、计量电流互感器及电能表，计量电压互感器、计量电流互感器及电能表安装在升压变压器的高压出线侧，升压变压器的高压侧通过铜母排连接至高压并网***的高压隔离开关。
进一步的，高压并网***还包括氧化锌避雷器及零序电流互感器，高压隔离开关、高压断路器串连在一起，电压互感器、电流互感器、氧化锌避雷器连接在高压断路器的电网侧铜母排侧，零序电流互感器安装在至柱上断路器的电缆出线处。
进一步的，还包括通信***，通信***包括馈线终端、电能量远方终端和配电智能终端，馈线终端与柱上断路器相连，采集并网接入点的运行信息，以GPRS无线传输的方式上传至供电公司监控中心，电能量远方终端与高压电能计量装置相连，采集电能计量信息并通过GPRS无线传输的方式上传至供电部门的电能计量中心；配电智能终端与并网接口保护装置、升压变压器、逆变器相连，用于采集发电站运行信息并通过GPRS无线传输的方式上传至用户集中控制中心。
本实用新型的有益效果：1、本实用新型将低压***、升压***、高压并网***集成在预装箱体内，变压器的高压出线部分与开关站的电气一次柜合成了一体，即变压器的出线直接进入高压电能计量***，经计量后进行并网，柜体采用环网柜柜体。本实用新型将一个发电站集成在了一个预装箱体内，永久占地面积较小，整体安装方便，节省了配电设备，减少了中间环节。2、采用了并网接口保护装置，将线路保护、低频低压解列保护、防孤岛保护等并入公共电网时需要的保护装置进行了集成。并网接口装置不仅对电网要求的保护装置进行集成，还具备电能质量实时监测功能、对时功能、数据通信等功能，由于并网接口装置的采用，极大地节约了占地面积，降低了成本，提高了光伏电站的安全性和稳定性。3、通信信息传递采用无线传输方式。一般来说，分布式小型光伏地面电站项目，特别是小型分布式扶贫地面电站大都利用贫困村丰富的荒山、荒坡、滩涂等闲置土地资源进行建设，场址附近一般没有光缆，不具备利用光缆进行专网方式传输分布式光伏电站的信息。分布式集成光伏并网升压站***通信信息采用了无线传输方式，并网远行信息由馈线终端（FTU）采集并通过GPRS无线传输到供电部门监控中心，发电站运行信息由自动化终端(DTU)进行采集，通过GPRS无线传输到用户监控或调度主站。
附图说明
图1为本实用新型的平面布置图；
图2为本实用新型的一次电路示意图；
图3为本实用新型的电气通信***图，3a为柱上断路器与供电公司监控中心的通信***图，3b为计量***与电能计量中心的通信***图，3c为逆变器与用户集中控制中心的通信***图；
图4为本实用新型的整体外形图，4a为本实用新型的主视结构示意图，4b为本实用新型的左视结构示意图；
图中：A、低压***，B、升压***，C、高压并网***，D、接入***，1、预装箱体，2、低压室，3、升压室，4、高压室，5、光伏组件，6、低压电流互感器，7、总低压框架断路器，8、站用变压器，9、低压浪涌保护器，10、升压变压器，11、计量电流互感器及电能表，12、计量电压互感器，13、铜母排，14、高压隔离开关，15、高压断路器，16、测量电压互感器，17、测量及保护电流互感器，18、氧化锌避雷器，19、并网接口保护装置，20、零序电流互感器，21、电缆线路，22、柱上断路器，23、并网接入点，24、馈线终端，25、配电智能终端。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，一种集成光伏并网升压站***，包括低压***A、升压***B、高压并网***C和接入***D，低压***A、升压***B、高压并网***C集成设置于预装箱体1内；光伏***发出的电经升压***B升压后，经高压并网***C及接入***D并入当地公共电网。本实施例中，预装箱体1包括低压室2、升压室3和高压室4，低压***A、升压***B和高压并网***C分别设置于低压室2、升压室3和高压室4内，低压室2、升压室3和高压室4之间设有隔离墙。所述隔离墙采用不锈钢或铁质低电阻材料。隔离墙利用电磁波在屏蔽导体表面产生反射以及在导体内部产生吸收和多次反射而起到屏蔽作用，有效地阻止电磁波从一空间向另一空间传播，避免电磁干扰，使低压***A、升压***B、高压并网***C集成设置于预装箱体1内。
如图2所示，低压***A包括低压电流互感器6、总低压框架断路器7、低压浪涌保护器9和站用变压器8，升压***包括变压器10，高压并网***包括高压计量电流互感器及电能表11、计量电压互感器12、高压隔离开关14、高压断路器15、测量电压互感器16、测量及保护电流互感器17、并网接口保护装置19、氧化锌避雷器18和零序电流互感器20，接入***包括柱上断路器（含隔离刀闸）22。
本实施例中，低压***A与光伏发电***相连，光伏***包括N个光伏组件5，每个光伏组件5的进线设有一个塑壳断路器，N个光伏组件5采集的电能汇集至低压***A，低压电流互感器6、总低压框架断路器7安装在变压器10的低压进线侧，低压浪涌保护器8连接于变压器10的低压进线侧的铜母排上。站用电源采用2kVA的UPS不间断电源，通过站用变压器8为所有用电设备供电。高压计量电流互感器及电能表11、高压计量电压互感器12构成高压电能计量***，电流互感器及电能表11、高压电压互感器12安装在变压器10的高压出线侧，升压变压器10的高压侧通过铜母排13连接至高压隔离开关14，高压隔离开关14与高压断路器15串联在一起，测量电压互感器16、测量及保护电流互感器17、氧化锌避雷器18连接于高压断路器15的电网侧铜母排，零序电流互感器20安装在至柱上断路器的电缆出线处，电缆线路21连接至柱上断路器22，柱上断路器22连接至并网接入点23，由此接入公共电网。
工作时，太阳照在光伏组件5上，光伏组件5吸收太阳光中的能量，将太阳光能转换为直流电能，直流电经逆变器逆变后变成三相交流电，三相交流电经汇集后至低压***A，低压***A将从光伏场区输送来的低压三相交流电送入变压器10的低压侧，经升压***B将电压升高至10kV，升压后的10kV交流电进入高压并网***C，经高压计量后经高压隔离开关14及高压断路器15并入电网，再经接入***D接入公共10kV线路。
低压***中的低压电流互感器6可以检测低压侧的电流，总低压框架断路器7对低压线路进行保护，其具有路瞬时、长延时保护功能和欠压脱扣、分励脱扣、检有压自动合闸和剩余电流保护等功能。低压浪涌保护器8进行低压侧的防雷保护。
升压变压器10采用节能干式铜质双绕组变压器，变压器采用节能型SCB10-500kVA等各种标准容量的变压器，升压变压器10绕组线圈材料采用无氧纯铜导体，硅钢片采用取向冷轧硅钢片（武钢），并采取有效措施避免涡流损失。总低压框架断路器7至变压器10的低压侧采用三相铜排连接，变压器利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能，能量从箱变的低压侧传递到变压器的高压侧，同时电压升高到10kV，升压室内安装温湿度自动控制装置，自动调节变压器室内的温湿度。
升压变压器10对电压进行升压到10kV后，三相10kV交流电进入高压电能计量***，电能量计量信息远传至供电公司电能计量中心。电能经计量后进入高压并网***C，经高压隔离开关14及高压断路器15并入电网，以10kV电压等级与***联网。所述高压并网***C采用并网接口保护装置19，该装置安装在10kV光伏并网点，装置不仅集成了保护、测控功能，还具备规约转换和远动功能，为本地监控***或远方调度***与分布式光伏发电设备之间建立了通信桥梁，既可通过配电智能终端25向各类光伏运行监控调度主站转发上送高低压断路器、保护装置、电能表、电能质量等设备的相关信息和运行状态，也可通过配电智能终端接受监控调度主站的遥控分闸、合闸命令，并通过无线通讯网络实现对光伏发电站的遥测、遥信、遥调等功能。分布式电源并网运行后，当联络线发生瞬时故障并跳闸后，分布式电源与负荷形成非计划性孤岛运行，为了提高供电可靠性，避免孤岛危害，检测到***频率电压异常后，解列分布式电源。
如图3所示，本实施例中，所述集成光伏并网升压站***还包括通信***，其中3a为柱上断路器与供电公司监控中心的通信***图，3b为计量***与电能计量中心的通信***图，3c为逆变器与用户集中控制中心的通信***图，通信***包括馈线终端24、电能量远方终端和配电智能终端25，馈线终端24与柱上断路器相连，采集并网点的并网运行信息，以GPRS无线传输的方式上传至供电公司监控中心，电能量远方终端与高压电能计量装置相连，采集计量***的计量信息并通过GPRS无线传输的方式上传至电能计量中心；配电智能终端25与并网接口保护装置、升压变压器、逆变器等相连，用于采集光伏电站运行信息并通过GPRS无线传输的方式上传至监控调度主站。
本实施例中，全站设一台5kVA站用变压器8为全站用电设备供电，配置一台2kVA的UPS不间断电源，UPS正常工作于在线式工作方式，即由220V/380V交流电源经整流器、逆变器向负荷供电，当220V/380V交流电源失电或UPS整流器故障时，则由站用直流电源回路经逆变器向负荷供电。当逆变器故障或过负荷或无输出时，由静态开关（自动）切换到旁路供电。UPS装置自带蓄电池，后备时间为4小时。
如图4所示，为本实用新型的整体外形图，4a为本实用新型的主视结构示意图，4b为本实用新型的左视结构示意图，本***将一个发电站集成在了一个预装箱体1内，该***变压器的高压出线部分与高压并网***合成了一体，变压器高压出线直接进入高压计量***，计量完毕后进行并网，柜体采用环网柜柜体，升压站外壳采用景观性玻纤水泥外壳。这种结构设计紧凑合理、电气设备布局可靠性高的外形设计大大提高了光伏电站的安全性、稳定性及美观性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种集成光伏并网升压站***，其特征在于：包括低压***、升压***、高压并网***和接入***，低压***、升压***、高压并网***集成设置于预装箱体内；低压***包括低压进线部分和站用电源部分，低压进线部分上设有总低压框架断路器，升压***包括升压变压器，高压并网***包括高压电能计量装置、高压隔离开关、高压断路器、高压电流互感器、高压电压互感器和并网接口保护装置，接入***包括柱上断路器；总低压框架断路器串联在升压变压器的低压进线侧，升压变压器的高压出线侧通过铜母排与高压并网***相连，高压并网***经电缆线路与柱上断路器连接，柱上断路器接入公共电网；高压电能计量***安装在升压变压器的高压出线侧，高压隔离开关与高压断路器串联在一起，高压电流互感器、高压电压互感器连接于高压断路器的电网侧铜母排，并网接口保护装置安装在10kV光伏并网点。
2.根据权利要求1所述的集成光伏并网升压站***，其特征在于：预装箱体包括低压室、升压室和高压室，低压***、升压***和高压并网***分别设置于低压室、升压室和高压室内，低压室、升压室和高压室之间设有隔离墙。
3.根据权利要求2所述的集成光伏并网升压站***，其特征在于：所述隔离墙采用不锈钢或铁质材料。
4.根据权利要求1所述的集成光伏并网升压站***，其特征在于：低压***还包括低压电流互感器和低压浪涌保护器，低压电流互感器和总低压框架断路器安装在升压变压器的低压侧，低压浪涌保护器连接在升压变压器的低压侧铜母排上。
5.根据权利要求1所述的集成光伏并网升压站***，其特征在于：高压电能计量装置包括计量电压互感器、计量电流互感器及电能表，计量电压互感器、计量电流互感器及电能表安装在升压变压器的高压出线侧，升压变压器的高压侧通过铜母排连接至高压并网***的高压隔离开关。
6.根据权利要求1所述的集成光伏并网升压站***，其特征在于：高压并网***还包括氧化锌避雷器及零序电流互感器，高压隔离开关、高压断路器串连在一起，电压互感器、电流互感器、氧化锌避雷器连接在高压断路器的电网侧铜母排侧，零序电流互感器安装在至柱上断路器的电缆出线处。
7.根据权利要求1所述的集成光伏并网升压站***，其特征在于：还包括通信***，通信***包括馈线终端、电能量远方终端和配电智能终端，馈线终端与柱上断路器相连，采集并网接入点的运行信息，以GPRS无线传输的方式上传至供电公司监控中心，电能量远方终端与高压电能计量装置相连，采集电能计量信息并通过GPRS无线传输的方式上传至供电部门的电能计量中心；配电智能终端与并网接口保护装置、升压变压器、逆变器相连，用于采集发电站运行信息并通过GPRS无线传输的方式上传至用户集中控制中心。
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