專利名稱：智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，具體涉及一種智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，以及這種并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的操作方法。
背景技術(shù)：
太陽能光伏發(fā)電，主要有離網(wǎng)和并網(wǎng)兩種方式。其中離網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電利用太陽能電池產(chǎn)生的電能，直接供用電器使用，也可以使用蓄電池進行儲能；并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電將太陽能電池產(chǎn)生的電能進行逆變之后，與公共電網(wǎng)連接實現(xiàn)并網(wǎng)，用于發(fā)電?，F(xiàn)有的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)一般容量較小，具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低的特點，缺點是為了保證在不同陽光條件下能夠提供足夠的電能，以及在陰雨霧天和夜間等無陽光條件下也能長時間發(fā)電，需要配備大大超過負(fù)載負(fù)荷的太陽能電池和蓄電池，成本大大提高，同時因為蓄電池的壽命較短，維護困難，而且廢棄的蓄電池會對環(huán)境造成二次污染。根據(jù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的要求，要求并網(wǎng)發(fā)電的系統(tǒng)必須具有完善可控的監(jiān)控和管理手段，出于技術(shù)經(jīng)濟性和管理的便利，現(xiàn)有并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)一般容量很大，因此并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計要求高，管理復(fù)雜，占地面積極大，建設(shè)成本很高，這種模式無法在城市中進行推廣，而且大規(guī)模并網(wǎng)光伏電站與城市負(fù)荷中心距離很遠(yuǎn)，按照當(dāng)前電網(wǎng)運行水平，國內(nèi)電網(wǎng)的綜合線損率在6%左右，因遠(yuǎn)距離電能傳輸帶來的損耗很大，降低了光伏電站的技術(shù)經(jīng)濟性。為了改善能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展清潔能源，國家對光伏發(fā)電給予了包括建設(shè)補貼和電價補貼等政策進行鼓勵，但只有大規(guī)模并網(wǎng)光伏電站才有資格獲得這些補貼。電網(wǎng)公司也出臺政策鼓勵小型光伏電站并網(wǎng)，但相關(guān)要求高，操作專業(yè)性強，并不適合普通用戶參與建設(shè)。利用居民、單位屋頂建設(shè)的太陽能光伏電站具有單體規(guī)模小、成本低、與負(fù)荷點重合等優(yōu)勢，是國家政策扶持的建設(shè)模式，但當(dāng)前的自動孤島檢測技術(shù)都無法達(dá)到100%的可靠，如果大量的微型電站接入電網(wǎng)并網(wǎng)運行，則會因可能發(fā)生的孤島效應(yīng)帶來巨大的電網(wǎng)不穩(wěn)定和人身設(shè)備安全問題，成為分布式微電網(wǎng)運行管理的難題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有光伏發(fā)電系統(tǒng)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，利用城市家庭屋頂建設(shè)太陽能光伏電站，充分利用城市空間；太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站可運行于并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種模式，利用并網(wǎng)運行方式，在白天陽光充足時產(chǎn)生的光伏能源可以進入公共電網(wǎng)，在夜晚或陽光不足時從公共電網(wǎng)取得電能，雙向電能交換從而避免使用大量的蓄電池，離網(wǎng)運行模式時可作為家庭應(yīng)急電源使用，組成家庭微電網(wǎng)；在用戶側(cè)具有明顯的斷開點，使用視頻監(jiān)控進行遠(yuǎn)程核查和管理；利用遠(yuǎn)程管理的中控系統(tǒng)，實現(xiàn)對每一個太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站的實時監(jiān)控，結(jié)合工作票人工操作與程序化操作，根據(jù)電網(wǎng)運行要求遠(yuǎn)程控制電站的并網(wǎng)分、合操作，使光伏發(fā)電管理平臺納入電力系統(tǒng)集中管理，保證公共電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。完成上述發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，屋頂光伏組件的輸出端與逆變器連接，通過并網(wǎng)開關(guān)及雙向計量裝置將逆變后的光伏能源送入電網(wǎng)；其特征在于，本智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法中設(shè)有智能測控主機和安防監(jiān)控單元，所述屋頂光伏組件、逆變器、并網(wǎng)開關(guān)和安防監(jiān)控單元分別與智能測控主機連接，進行信號傳輸和通信所述的智能測控主機通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控系統(tǒng)主站連接；太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站接入公共電網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)主站處，設(shè)有由操作人員進行交互認(rèn)證控制的手動控制器。所述的“由操作人員進行交互認(rèn)證控制的手動控制器”，可以是設(shè)備硬件，也可以由軟件構(gòu)成。本智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法中具有蓄電池接口，可設(shè)有或不設(shè)有蓄電池(即，蓄電池3作為可選件)；設(shè)有蓄電池時，該蓄電池與智能測控主機連接。參照圖1:本發(fā)明是由屋頂光伏組件1、逆變器2、蓄電池3、并網(wǎng)開關(guān)4、安防監(jiān)控單元5和智能測控主機6組成太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10，監(jiān)控中心主站20為遠(yuǎn)程部分，太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10和監(jiān)控中心主站20之間通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30連接。屋頂光伏組件I的輸出端與逆變器2連接，通過并網(wǎng)開關(guān)4及雙向計量裝置4將逆變后的光伏能源送入電網(wǎng)；蓄電池3作為可選件，與逆變器2連接；屋頂光伏組件1、逆變器2、蓄電池3、并網(wǎng)開關(guān)4和安防監(jiān)控單元5分別與智能測控主機6連接，進行信號傳輸和通信。逆變器2包括光伏組件接口 21、蓄電池接口 22、功率逆變單元23、供電控制開關(guān)24、逆變器控制單元25、雙向計量單元26、交流并網(wǎng)接口 27和數(shù)據(jù)通信接口 28。光伏組件接口 21和蓄電池接口 22分別連接屋頂光伏組件I和蓄電池3，將直流電引入功率逆變電源并控制蓄電池的充放電。供電控制開關(guān)可以控制功率逆變單元輸出的交流電與家庭電網(wǎng)以及并網(wǎng)開關(guān)4所連接的公共電網(wǎng)之間的連接關(guān)系。逆變器控制單元25與功率逆變單元23、供電控制開關(guān)24和雙向計量單元26連接，檢測交直流電路和各單元的狀態(tài)，控制逆變器的運行。雙向計量單元26通過交流并網(wǎng)接口 27連接到公共電網(wǎng)，可以計算太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10與公共電網(wǎng)之間交換的實時功率和電能量，其電流和功率具有方向，因此可以對流出和流入的電能量進行雙向計量。逆變器控制單元25通過數(shù)據(jù)通信接口 28實現(xiàn)與外界其他設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。并網(wǎng)開關(guān)4包括欠壓檢測單元41、過流檢測單元42、過熱檢測單元43、并網(wǎng)開關(guān)控制器44、主開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測單元45、脫扣線圈46、數(shù)據(jù)通信接口 47和主開關(guān)48。欠壓檢測單元41、過流檢測單元42、過熱檢測單元43分別連接到并網(wǎng)開關(guān)控制器44，對通過主開關(guān)48的電壓、電流以及溫度進行檢測，當(dāng)出現(xiàn)欠壓、過流或過熱情況時將信息發(fā)送到并網(wǎng)開關(guān)控制器44。并網(wǎng)開關(guān)控制器44接到欠壓、過流或過熱信號時，將啟動保護程序，向脫扣線圈46發(fā)送控制信號，使主開關(guān)48跳閘。主開關(guān)監(jiān)測單元45可以將主開關(guān)48的位置狀態(tài)反饋給并網(wǎng)開關(guān)控制器44，用于相關(guān)的跳、合閘邏輯控制。脫扣線圈48用于推動主開關(guān)48的拉閘動作，并保證主開關(guān)48的狀態(tài)不能自行恢復(fù)。并網(wǎng)開關(guān)控制器44通過數(shù)據(jù)通信接口 47與智能測控主機6通信，傳輸狀態(tài)、動作數(shù)據(jù)，并在智能測控主機6的控制下，接收并執(zhí)行監(jiān)控系統(tǒng)主站20的操作命令，包括跳閘和合閘。安防監(jiān)控單元5包括監(jiān)控攝像機51、定位系統(tǒng)52、入侵檢測單元53、振動和傾角傳感器54、安防控制器55、時鐘單元56、報警器57和數(shù)據(jù)通信接口 58。監(jiān)控攝像機51與安防控制器55連接，提供視頻信號，用于家庭安防監(jiān)控，遠(yuǎn)程確認(rèn)并網(wǎng)開關(guān)位置，實時觀察電站設(shè)備的安全和狀態(tài)；定位系統(tǒng)52、入侵檢測單元53、振動和傾角傳感器54分別連接到安防控制器55，提供定位信息和入侵檢測信號，時鐘單元56為運算控制器55提供準(zhǔn)確的實時鐘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和事件記錄具有可靠的時間戳，便于查詢和管理，安防控制器55根據(jù)布防要求經(jīng)綜合判斷后利用報警器57發(fā)出報警，并通過數(shù)據(jù)通信接口 58上傳安防報警信息。智能測控主機6包括光伏組件監(jiān)控單元61、逆變器監(jiān)控單元62、并網(wǎng)開關(guān)監(jiān)控單元63、安防監(jiān)控單元64、運算控制器65、時鐘單元66、數(shù)據(jù)存儲單元67、電網(wǎng)監(jiān)測單元68和遠(yuǎn)程通信接口 69。其中光伏組件監(jiān)控單元61連接屋頂光伏組件1，逆變器監(jiān)控單元62連接逆變器2和蓄電池3，并網(wǎng)開關(guān)監(jiān)控單元63連接并網(wǎng)開關(guān)4，安防監(jiān)控接口 54連接安防監(jiān)控單元5，并分別與運算控制器65連接，實現(xiàn)對太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10各主要部件的實時狀態(tài)監(jiān)測與運行控制。時鐘單元66為運算控制器65提供準(zhǔn)確的實時鐘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和事件記錄具有可靠的時間戳，便于查詢和管理。數(shù)據(jù)存儲單元67與運算控制器65連接，提供設(shè)備配置參數(shù)和歷史數(shù)據(jù)的存儲。運算控制器65連接電網(wǎng)監(jiān)測單元68獲取家庭電網(wǎng)和公共電網(wǎng)的電壓、頻率等參數(shù)，用于逆變和防孤島控制。運算控制器65通過遠(yuǎn)程通信接口 69，利用遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30與監(jiān)控系統(tǒng)主站進行通信，完成數(shù)據(jù)交換和控制指令的傳輸。遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30可采用以太網(wǎng)、光纖等有線通信方式，或全球移動通訊系統(tǒng)、通用無線分組業(yè)務(wù)、碼分多址、第三代數(shù)字通信、全球微波互聯(lián)接入或無線保真的適用于遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)連接的方式中的一種以及兩種或多種方式的組合。監(jiān)控系統(tǒng)主站20包括通信前置機201、數(shù)據(jù)庫202、應(yīng)用服務(wù)器203、用戶終端204和手動控制器205，通信前置機201與數(shù)據(jù)庫202和應(yīng)用服務(wù)器203通過通信接口互連，應(yīng)用服務(wù)器203與用戶終端204互連，手動控制器205與用戶終端204互連。本發(fā)明所述的家庭屋頂，是廣泛意義上的屋頂，不僅包括住宅樓頂、別墅屋頂、遮陽篷和陽臺等，還包括商業(yè)樓宇、企業(yè)廠房、山坡灘涂空地等可安裝太陽能光伏電站的空間，均屬于本發(fā)明所述的“家庭屋頂”。太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10可安裝居民樓、別墅等建筑物的屋頂或遮陽篷之上，也可以安裝在商業(yè)樓宇、企業(yè)廠房、山坡灘涂空地等位置，智能測控主機6采集和記錄太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10的運行數(shù)據(jù)，通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30，發(fā)送至監(jiān)控系統(tǒng)主站20 ;監(jiān)控系統(tǒng)主站20安裝于用戶處，監(jiān)控系統(tǒng)主站20通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30，將命令發(fā)送至太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10的智能測控主機6，智能測控主機6在解析命令后，根據(jù)命令向監(jiān)控系統(tǒng)主站20返回所需要的數(shù)據(jù)，并控制太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10的工作模式。太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10接入公共電網(wǎng)的操作，需要通過監(jiān)控系統(tǒng)主站由操作人員進行交互認(rèn)證控制，具有工作票人工操作和程序化操作結(jié)合的特點，參照圖8，操作方法的步驟為:
步驟1，對于需要并網(wǎng)的太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10，用戶需通過監(jiān)控系統(tǒng)主站20申請并生成并網(wǎng)操作工作票，由操作人員按照工作票步驟進行操作；
步驟2，操作者首先要利用太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10中安防監(jiān)控單元5提供的視頻確定并網(wǎng)開關(guān)4中的主開關(guān)48處于離網(wǎng)位置，如主開關(guān)48位置不正確則記錄操作失敗并停止并網(wǎng)操作；
步驟3，在視頻確認(rèn)太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10已處在離網(wǎng)狀態(tài)后，監(jiān)控系統(tǒng)主站20下發(fā)并網(wǎng)命令,相關(guān)太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10中的智能測控主機接收并解析并網(wǎng)命令后，根據(jù)預(yù)留的安全密鑰進行驗證，如果驗證失敗，則返回失敗信息并停止并網(wǎng)操作；
步驟4，如果并網(wǎng)命令驗證成功，則智能監(jiān)測主機6根據(jù)并網(wǎng)動作規(guī)范，檢測并網(wǎng)技術(shù)條件，如條件不滿足則返回失敗原因并停止并網(wǎng)操作；
步驟5，如果并網(wǎng)技術(shù)條件滿足并網(wǎng)要求，智能監(jiān)測主機6向監(jiān)控系統(tǒng)主站20發(fā)送并網(wǎng)確認(rèn)請求，由操作員人工再次確認(rèn)并網(wǎng)操作,此時操作員還可取消并網(wǎng)并停止并網(wǎng)操作；步驟6，當(dāng)操作員人工確認(rèn)并網(wǎng)操作后，智能監(jiān)測主機6啟動并控制逆變器2的運行，將并網(wǎng)開關(guān)4切換到并網(wǎng)位置，完成并網(wǎng)操作，如果并網(wǎng)操作失敗，則向監(jiān)控系統(tǒng)主站20發(fā)送失敗條件并停止并網(wǎng)操作；
步驟7，如果并網(wǎng)操作成功，操作員通過太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10中安防監(jiān)控單元5提供的視頻確定并網(wǎng)開關(guān)4處于并網(wǎng)位置，至此完成并網(wǎng)操作。有益效果:本發(fā)明通過在屋頂安裝太陽能光伏電站，適于小規(guī)模應(yīng)用，使清潔能源能夠深入千家萬戶，就地發(fā)電就地用電，避免電能的遠(yuǎn)距離傳輸，按照當(dāng)前國內(nèi)電網(wǎng)6%的綜合線損率，以IOkV線路約8%，400V線路約10%的線損率計算，通過本發(fā)明就地發(fā)電就地用電即可減少5 12%的電力傳輸損耗，清潔能源可替代傳統(tǒng)能源減少排放，減少損耗可以進一步減少傳統(tǒng)能源消耗，充分實現(xiàn)節(jié)能減排，這一優(yōu)勢所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益在當(dāng)前國內(nèi)年用電量增長率超過5.5%的形勢下顯得更加顯著；本發(fā)明采用太陽能光伏發(fā)電，白天有光照的時間產(chǎn)生電能，此時正是廠礦、企業(yè)、機關(guān)等單位的工作時間和用電高峰時段，也恰恰是家庭成員外出上班而減少用電的低谷；夜晚單位下班社會用電進入低谷，但家庭成員回家使家庭用電進入高峰時段；因此本發(fā)明采用并網(wǎng)方式使白天家庭用電低谷時產(chǎn)生的光伏電能輸送到公共電網(wǎng)，可以降低電廠發(fā)電量和電網(wǎng)傳輸電量，減少能源消耗和傳輸損耗，夜晚家庭用電高峰時再從公共電網(wǎng)取回電能，通過家庭用電彌補社會用電減少帶來的發(fā)電量需求降低，維持發(fā)電廠出力穩(wěn)定和電網(wǎng)負(fù)荷均衡，這樣一方面實現(xiàn)了家庭電能消耗的節(jié)約，另一方面為公共電網(wǎng)削峰填谷做出了貢獻(xiàn)；本發(fā)明中作為選配的蓄電池是為少數(shù)供電不穩(wěn)定場合作為應(yīng)急電源使用的，在并網(wǎng)運行條件下完全可以不使用現(xiàn)有離網(wǎng)光電方式中必需的蓄電池，不需要巨大的放置空間和保溫防護措施維持蓄電池儲存環(huán)境的穩(wěn)定，也避免因蓄電池壽命只有三到五年造成在整個壽命周期內(nèi)需更換若干次，更減少了廢舊蓄電池中鉛等重金屬和酸液對環(huán)境造成的二次污染；當(dāng)前的自動化孤島檢測手段都無法達(dá)到100%的可靠，一旦防孤島措施失靈或拒動，將對電網(wǎng)安全特別是人身安全帶來巨大危害，本發(fā)明采用專門的并網(wǎng)開關(guān)，一方面作為光伏家庭屋頂光伏并網(wǎng)電站與公共電網(wǎng)之間的明顯斷開點，用于現(xiàn)場和遠(yuǎn)程確認(rèn)電站并網(wǎng)、離網(wǎng)運行的標(biāo)志和開關(guān)，另一方面并網(wǎng)開關(guān)的操作，特別是并網(wǎng)操作必須在管理人員的干預(yù)下由中控系統(tǒng)完成，確保分布式的電站不會因為孤島效應(yīng)保持錯誤的并網(wǎng)狀態(tài)；本發(fā)明采用遠(yuǎn)程管理的中控系統(tǒng)，將分散的太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站納入監(jiān)控，化零為整，不僅可以利用大量的家庭屋頂，如住宅樓頂、別墅屋頂、遮陽篷和陽臺等，安裝太陽能屋頂電站，還可以安裝在商業(yè)樓宇、企業(yè)廠房、山坡灘涂空地等位置，充分利用空間，一方面可以利用整體運營的分布式并網(wǎng)光伏電站對接國家政策，爭取對清潔能源的補貼，另一方面通過中控系統(tǒng)的運營管理有序可控地接入公共電網(wǎng)，與公共電網(wǎng)的管理協(xié)調(diào)一致，易于實現(xiàn)，便于推廣。


圖1是本發(fā)明所述智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法的原理框圖。圖2是本發(fā)明所述智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法的逆變器的原理框圖。圖3是本發(fā)明所述智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法的并網(wǎng)開關(guān)的原理框圖。圖4是本發(fā)明所述智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法的安防監(jiān)控單元的原理框圖。圖5是本發(fā)明所述智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法的智能測控主機的原理框圖。圖6是本發(fā)明所述智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法的監(jiān)控系統(tǒng)主站的原理框圖。圖7是本發(fā)明所述智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法安裝和運行的實施方式示意圖。圖8是本發(fā)明所述智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法遠(yuǎn)程控制并網(wǎng)操作的流程框圖。
具體實施例方式實施例1，智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，如圖1所示，本發(fā)明由屋頂光伏組件1、逆變器2、蓄電池3、并網(wǎng)開關(guān)4、安防監(jiān)控單元5和智能測控主機6組成太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10，監(jiān)控中心主站20為遠(yuǎn)程部分。屋頂光伏組件I的輸出端與逆變器2連接，通過并網(wǎng)開關(guān)4及雙向計量裝置4將逆變后的光伏能源送入電網(wǎng)；蓄電池3作為可選件，與逆變器2連接；屋頂光伏組件1、逆變器2、蓄電池3、并網(wǎng)開關(guān)4和安防監(jiān)控單元5分別與智能測控主機6連接，進行信號傳輸和通信。屋頂光伏組件I是進行太陽能光伏轉(zhuǎn)換的部件，將太陽能轉(zhuǎn)換成直流電輸送到逆變器2 ;逆變器2將直流電逆變?yōu)榻涣麟?，可以為家庭電網(wǎng)供電，并通過并網(wǎng)開關(guān)4與公共電網(wǎng)連接，逆變器2具有雙向計量功能可實現(xiàn)太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10與公共電網(wǎng)之間電能量交換的記錄用于結(jié)算；并網(wǎng)開關(guān)4可作為太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10與公共電網(wǎng)之間的明顯斷開點，保證并網(wǎng)、離網(wǎng)操作的可靠安全；智能測控主機6實現(xiàn)對太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10各主要部件的實時狀態(tài)監(jiān)測與運行控制。太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10和監(jiān)控中心主站20之間通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30連接，實現(xiàn)太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10實時運行數(shù)據(jù)的上傳，并根據(jù)監(jiān)控中心主站20的命令控制各部件的運行，從而改變太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10的運行模式。遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30可米用以太網(wǎng)、光纖等有線通信方式,或GSM(Global System forMobile Communications,全球移動通訊系統(tǒng))，GPRS(General Packet Radio Service,通用無線分組業(yè)務(wù))、CDMA (Code-Division Multiple Access,碼分多址)、3G (3rd Generation,第三代數(shù)字通信)、WIMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access,全球微波互聯(lián)接入)以及WIFI (Wireless Fidelity，無線保真)的適用于遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)連接的方式中的一種以及兩種或多種方式的組合。太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10可運行在并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種模式，具體為:
并網(wǎng)模式:太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10的各組成部分均正常工作，并網(wǎng)開關(guān)4工作于并網(wǎng)狀態(tài)，太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10可能處于發(fā)電狀態(tài)也可能處于用電狀態(tài)，逆變器2內(nèi)置的雙向計量單元26采集記錄發(fā)電或用電的功率與電能，智能測控主機6與監(jiān)控系統(tǒng)主站20建立固定的通信連接，太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10可隨時接收監(jiān)控系統(tǒng)主站20的命令并及時反饋。離網(wǎng)模式:太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10的并網(wǎng)開關(guān)4工作于離網(wǎng)狀態(tài)，太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10為家庭電網(wǎng)供電，智能測控主機6與監(jiān)控系統(tǒng)主站20建立固定的通信連接，只有接收到監(jiān)控系統(tǒng)主站20發(fā)出的并網(wǎng)命令才控制逆變器2和并網(wǎng)開關(guān)4動作，使太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10切換到并網(wǎng)模式。如圖2所示，控制開關(guān)可以控制功率逆變單元輸出的交流電與家庭電網(wǎng)以及并網(wǎng)開關(guān)4所連接的公共電網(wǎng)之間的連接關(guān)系。逆變器控制單元25與功率逆變單元23、供電控制開關(guān)24和雙向計量單元26連接，檢測交直流電路和各單元的狀態(tài)，控制逆變器的運行。雙向計量單元26通過交流并網(wǎng)接口 27連接到公共電網(wǎng)，可以計算太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10與公共電網(wǎng)之間交換的實時功率和電能量，其電流和功率具有方向，因此可以對流出和流入的電能量進行雙向計量。逆變器控制單元25通過數(shù)據(jù)通信接口 28實現(xiàn)與外界其他設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。如圖3所示，并網(wǎng)開關(guān)4可實現(xiàn)對通過主開關(guān)48的電壓、電流以及溫度進行檢測，當(dāng)出現(xiàn)欠壓、過流或過熱情況時將信息發(fā)送到并網(wǎng)開關(guān)控制器44。并網(wǎng)開關(guān)控制器44接到欠壓、過流或過熱信號時，將啟動保護程序，向脫扣線圈46發(fā)送控制信號，使主開關(guān)48跳閘。主開關(guān)監(jiān)測單元45可以將主開關(guān)48的位置狀態(tài)反饋給并網(wǎng)開關(guān)控制器44，用于相關(guān)的跳、合閘邏輯控制。脫扣線圈48用于推動主開關(guān)48的拉閘動作，并保證主開關(guān)48的狀態(tài)不能自行恢復(fù)。并網(wǎng)開關(guān)控制器44通過數(shù)據(jù)通信接口 47與智能測控主機6通信，傳輸狀態(tài)、動作數(shù)據(jù)，并在智能測控主機6的控制下，接收并執(zhí)行監(jiān)控系統(tǒng)主站20的操作命令。并網(wǎng)開關(guān)4的動作需要通過智能測控主機6，利用遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30與監(jiān)控系統(tǒng)主站20交互后方可動作，特別是并網(wǎng)操作。當(dāng)出現(xiàn)故障或檢測到公共電網(wǎng)斷電后，并網(wǎng)開關(guān)控制器44向脫扣線圈48發(fā)送控制信號使主開關(guān)48跳閘，并采集主開關(guān)監(jiān)測單元45的信號得到主開關(guān)48的離網(wǎng)位置狀態(tài)信息，利用數(shù)據(jù)通信接口 47發(fā)送給智能測控主機6，智能測控主機6利用遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30將相關(guān)跳閘信息發(fā)送到監(jiān)控系統(tǒng)主站20。當(dāng)公共電網(wǎng)復(fù)電后，并網(wǎng)開關(guān)控制器44并不會自動進行并網(wǎng)操作，而是等待監(jiān)控系統(tǒng)主站20下發(fā)并網(wǎng)命令經(jīng)智能測控主機6轉(zhuǎn)發(fā)后，在各檢測單元狀態(tài)正常的條件下，控制主開關(guān)48合閘，進入并網(wǎng)狀態(tài)，并采集主開關(guān)監(jiān)測單元45的信號經(jīng)智能測控主機6向監(jiān)控系統(tǒng)主站20發(fā)送確認(rèn)信息。如圖4所示，安防監(jiān)控單元5包括監(jiān)控攝像機51、定位系統(tǒng)52、入侵檢測單元53、振動和傾角傳感器54、安防控制器55、時鐘單元56、報警器57和數(shù)據(jù)通信接口 59。監(jiān)控攝像機51可為用戶提供視頻信號，監(jiān)視并網(wǎng)開關(guān)4的位置狀態(tài)以供遠(yuǎn)程確認(rèn)是否并網(wǎng)，實時觀察屋頂光伏組件上的積灰和遮蔽情況，并可對家庭周邊環(huán)境進行視頻采集用于安防監(jiān)控，包括電站設(shè)備的安全狀態(tài)；定位系統(tǒng)52可采用GPS (Global Position System,全球定位系統(tǒng))或移動基站定位方式，確定太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10的位置，防止未授權(quán)的移動；入侵檢測單元53可探測防區(qū)內(nèi)的人員進入和活動；振動和傾角傳感器54用于探測對太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10的觸動和移動。以上部件分別連接到安防控制器55，提供視頻信號、定位信息和入侵檢測信號，時鐘單元56為運算控制器55提供準(zhǔn)確的實時鐘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和事件記錄具有可靠的時間戳，便于查詢和管理，安防控制器55根據(jù)布防要求經(jīng)綜合判斷后利用報警器57發(fā)出報警，并通過數(shù)據(jù)通信接口 58上傳安防報警信息。如圖5所示，智能測控主機6包括光伏組件監(jiān)控單元61、逆變器監(jiān)控單元62、并網(wǎng)開關(guān)監(jiān)控單元63、安防監(jiān)控單元64、運算控制器65、時鐘單元66、數(shù)據(jù)存儲單元67、電網(wǎng)監(jiān)測單元68和遠(yuǎn)程通信接口 69。其中光伏組件監(jiān)控單元61連接屋頂光伏組件1，逆變器監(jiān)控單元62連接逆變器2和蓄電池3，并網(wǎng)開關(guān)監(jiān)控單元63連接并網(wǎng)開關(guān)4，安防監(jiān)控接口 54連接安防監(jiān)控單元5，并分別與運算控制器65連接，實現(xiàn)對太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10各主要部件的實時狀態(tài)監(jiān)測與運行控制。時鐘單元66為運算控制器65提供準(zhǔn)確的實時鐘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和事件記錄具有可靠的時間戳，便于查詢和管理。數(shù)據(jù)存儲單元67與運算控制器65連接，提供設(shè)備配置參數(shù)和歷史數(shù)據(jù)的存儲。運算控制器65連接電網(wǎng)監(jiān)測單元68獲取家庭電網(wǎng)和公共電網(wǎng)的電壓、頻率等參數(shù)，用于逆變和防孤島控制。運算控制器65通過遠(yuǎn)程通信接口 69，利用遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30與監(jiān)控系統(tǒng)主站20進行通信，完成數(shù)據(jù)交換和控制指令的傳輸。當(dāng)電網(wǎng)監(jiān)測單元68檢測到公共電網(wǎng)斷電時，運算控制器65會向并網(wǎng)開關(guān)4發(fā)出跳閘命令，使系統(tǒng)進入離網(wǎng)狀態(tài)，必要時可命令逆變器2停機。在離網(wǎng)狀態(tài)時，當(dāng)電網(wǎng)監(jiān)測單元68檢測到公共電網(wǎng)恢復(fù)供電時，運算控制器65將復(fù)電信息通過遠(yuǎn)程通信接口 69，利用遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30通知監(jiān)控系統(tǒng)主站20，但不會啟動逆變器2和命令并網(wǎng)開關(guān)4合閘，需要等待監(jiān)控系統(tǒng)主站20下發(fā)并網(wǎng)命令，在監(jiān)控系統(tǒng)主站20和操作人員的參與下，按照并網(wǎng)條件啟動逆變器2并控制并網(wǎng)開關(guān)4合閘，進入并網(wǎng)狀態(tài)，之后通過監(jiān)控攝像機51視頻和主開關(guān)監(jiān)測單元45的信號獲取主開關(guān)48的狀態(tài)，通過遠(yuǎn)程通信接口 69，利用遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30，向監(jiān)控系統(tǒng)主站20發(fā)送確認(rèn)信息。如圖6所示，監(jiān)控系統(tǒng)主站20包括通信前置機201、數(shù)據(jù)庫202、應(yīng)用服務(wù)器203、用戶終端204和手動控制器205，通信前置機201與數(shù)據(jù)庫202和應(yīng)用服務(wù)器203通過通信接口互連，應(yīng)用服務(wù)器203與用戶終端204互連，手動控制器205與用戶終端204互連。通信前置機201可以根據(jù)計劃任務(wù)，向太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10發(fā)送命令，設(shè)置其工作模式，并收取太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，提取、解釋相關(guān)資料并保存于數(shù)據(jù)庫202。數(shù)據(jù)庫202用來保存太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10的配置信息、工作狀態(tài)及其控制參量。應(yīng)用服務(wù)器203通過讀取數(shù)據(jù)庫202中的內(nèi)容，借助用戶終端204與使用者進行交互，根據(jù)使用者的要求將太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10的工作狀態(tài)進行顯示；使用者還可以提出立即執(zhí)行命令，應(yīng)用服務(wù)器203直接通過通信前置機201向太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10發(fā)送命令并即時獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)，也可向太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10發(fā)送離網(wǎng)或并網(wǎng)命令并即時獲取現(xiàn)場動作反饋，并通過用戶終端204顯示。手動控制器205用于在用戶遠(yuǎn)程控制太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10的并網(wǎng)時，防止非授權(quán)操作和誤操作。當(dāng)用戶通過用戶終端204進行并網(wǎng)操作時，手動控制器205的功能被激活，用戶按照用戶終端204的提示在手動控制器205上進行操作，確保并網(wǎng)動作是在操作人員的有效控制下按步驟實現(xiàn)的。太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10安裝居民樓、別墅等建筑物的屋頂或遮陽篷之上，智能測控主機6采集和記錄太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10的運行數(shù)據(jù)，通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30，發(fā)送至監(jiān)控系統(tǒng)主站20 ;監(jiān)控系統(tǒng)主站20安裝于用戶處，監(jiān)控系統(tǒng)主站20通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30，將命令發(fā)送至太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10的智能測控主機6，智能測控主機6在解析命令后，根據(jù)命令向監(jiān)控系統(tǒng)主站20返回所需要的數(shù)據(jù)，并控制太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10的工作模式。如圖7所示，對于本發(fā)明的現(xiàn)場實施，可在若干住宅樓、別墅的屋頂或遮陽篷上安裝多組太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10，通過一臺監(jiān)控系統(tǒng)主站20對這多組太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10進行管理和通信，使用者即可利用這多點分布的監(jiān)測數(shù)據(jù)，隨時獲得多組太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10運行的實時信息，并可根據(jù)公用電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的要求，隨時控制一組或多組太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10并網(wǎng)或離網(wǎng)。在正常運行時，每組太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10中的智能測控主機6收集屋頂光伏組件I的太陽能發(fā)電數(shù)據(jù)、逆變器2的運行數(shù)據(jù)、蓄電池3的電壓和充放電狀態(tài)、并網(wǎng)開關(guān)4的位置狀態(tài)數(shù)據(jù)以及智能測控主機6自身的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30傳送至監(jiān)控系統(tǒng)主站20進行處理、分析和顯示，實現(xiàn)對多組太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10運行狀態(tài)的持續(xù)監(jiān)測。當(dāng)某組太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10中的部件發(fā)生異常和故障，以及線路發(fā)生短路、斷路、接地故障時，智能測控主機6根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象的發(fā)生，記錄并通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)30向監(jiān)控系統(tǒng)主站20發(fā)送故障報警信息，實現(xiàn)對太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10故障和異常運行狀態(tài)的監(jiān)測。當(dāng)需要某組太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10脫離公共電網(wǎng)進入離網(wǎng)模式時，用戶可通過監(jiān)控系統(tǒng)主站20向太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10發(fā)出離網(wǎng)命令，相關(guān)太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10中的智能測控主機接收并解析離網(wǎng)命令后，根據(jù)離網(wǎng)動作規(guī)范，將并網(wǎng)開關(guān)4切換到離網(wǎng)位置，并控制逆變器2停機或工作在自用電狀態(tài)，完成離網(wǎng)操作。如圖8所示，當(dāng)需要某組太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10進入并網(wǎng)模式時，并網(wǎng)操作具有工作票人工操作和程序化操作結(jié)合的特點，具體步驟如下:對于需要并網(wǎng)的太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10，用戶需通過監(jiān)控系統(tǒng)主站20申請并生成并網(wǎng)操作工作票，由操作人員按照工作票步驟進行操作；操作者首先要利用太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10中安防監(jiān)控單元5提供的視頻確定并網(wǎng)開關(guān)4中的主開關(guān)48處于離網(wǎng)位置，如主開關(guān)48位置不正確則記錄操作失敗并停止并網(wǎng)操作；在視頻確認(rèn)太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10已處在離網(wǎng)狀態(tài)后，監(jiān)控系統(tǒng)主站20下發(fā)并網(wǎng)命令，相關(guān)太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10中的智能測控主機接收并解析并網(wǎng)命令后，根據(jù)預(yù)留的安全密鑰進行驗證，如果驗證失敗，則返回失敗信息并停止并網(wǎng)操作；如果并網(wǎng)命令驗證成功，則智能監(jiān)測主機6根據(jù)并網(wǎng)動作規(guī)范，檢測并網(wǎng)技術(shù)條件，如條件不滿足則返回失敗原因并停止并網(wǎng)操作；如果并網(wǎng)技術(shù)條件滿足并網(wǎng)要求，智能監(jiān)測主機6向監(jiān)控系統(tǒng)主站20發(fā)送并網(wǎng)確認(rèn)請求，由操作員人工再次確認(rèn)并網(wǎng)操作，此時操作員還可取消并網(wǎng)并停止并網(wǎng)操作；當(dāng)操作員人工確認(rèn)并網(wǎng)操作后，智能監(jiān)測主機6啟動并控制逆變器2的運行，將并網(wǎng)開關(guān)4切換到并網(wǎng)位置，完成并網(wǎng)操作，如果并網(wǎng)操作失敗，則向監(jiān)控系統(tǒng)主站20發(fā)送失敗條件并停止并網(wǎng)操作；如果并網(wǎng)操作成功，操作員通過太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10中安防監(jiān)控單元5提供的視頻確定并網(wǎng)開關(guān)4處于并網(wǎng)位置，至此完成并網(wǎng)操作。
權(quán)利要求
1.一種智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，屋頂光伏組件的輸出端與逆變器連接，通過并網(wǎng)開關(guān)及雙向計量裝置將逆變后的光伏能源送入電網(wǎng)；其特征在于，本智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法中設(shè)有智能測控主機和安防監(jiān)控單元，所述屋頂光伏組件、逆變器、并網(wǎng)開關(guān)和安防監(jiān)控單元分別與智能測控主機連接，進行信號傳輸和通信；所述的智能測控主機通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控系統(tǒng)主站連接；太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站接入公共電網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)主站處，設(shè)有由操作人員進行交互認(rèn)證控制的手動控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，其特征在于，所述的逆變器上設(shè)有光伏組件接口、蓄電池接口、功率逆變單元、供電控制開關(guān)、逆變器控制單元、雙向計量單元、交流并網(wǎng)接口和數(shù)據(jù)通信接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，其特征在于，所述的逆變器控制單元與功率逆變單元、供電控制開關(guān)和雙向計量單元連接，檢測交直流電路和各單元的狀態(tài)，控制逆變器的運行，并連接雙向計量單元通過交流并網(wǎng)接口連接到公共電網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，其特征在于，所述的逆變器控制單元通過數(shù)據(jù)通信接口實現(xiàn)與外界其他設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，其特征在于，所述的并網(wǎng)開關(guān)包括欠壓檢測單元、過流檢測單元、過熱檢測單元、并網(wǎng)開關(guān)控制器、主開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測單元、脫扣線圈、數(shù)據(jù)通信接口和主開關(guān)；其中欠壓檢測單元、過流檢測單元、過熱檢測單元、主開關(guān)監(jiān)測單元分別連接到并網(wǎng)開關(guān)控制器，提供欠壓、過流或過熱情況和主開關(guān)的位置狀態(tài)，用于控制脫扣線圈使主開關(guān)跳閘，并網(wǎng)開關(guān)控制器通過數(shù)據(jù)通信接口與智能測控主機通信，反饋狀態(tài)信息，接收并執(zhí)行操作命令。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，其特征在于，所述的安防監(jiān)控單元中設(shè)有監(jiān)控攝像機、定位系統(tǒng)、入侵檢測單元、振動和傾角傳感器、安防控制器、時鐘單元、報警器和數(shù)據(jù)通信接口 ；其中，監(jiān)控攝像機可提供視頻信號，用于家庭安防監(jiān)控，遠(yuǎn)程確認(rèn)并網(wǎng)開關(guān)位置，實時觀察電站設(shè)備的安全和狀態(tài)；定位系統(tǒng)、入侵檢測單元、振動和傾角傳感器分別連接到安防控制器，提供視頻信號、定位信息和入侵檢測信號，時鐘單元為運算控制器提供準(zhǔn)確的實時鐘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和事件記錄具有可靠的時間戳；安防控制器根據(jù)布防要求經(jīng)綜合判斷后利用報警器發(fā)出報警，并通過數(shù)據(jù)通信接口上傳安防報警信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，其特征在于，所述的智能測控主機中設(shè)有光伏組件監(jiān)控單元、逆變器監(jiān)控單元、并網(wǎng)開關(guān)監(jiān)控單元、安防監(jiān)控單元、運算控制器、時鐘單元、數(shù)據(jù)存儲單元、電網(wǎng)監(jiān)測單元和遠(yuǎn)程通信接口 ；其中光伏組件監(jiān)控單元連接屋頂光伏組件，逆變器監(jiān)控單元連接逆變器和蓄電池，并網(wǎng)開關(guān)監(jiān)控單元連接并網(wǎng)開關(guān)，安防監(jiān)控接口連接安防監(jiān)控單元，并分別與運算控制器連接；數(shù)據(jù)存儲單元與運算控制器連接，提供設(shè)備配置參數(shù)和歷史數(shù)據(jù)的存儲；運算控制器連接電網(wǎng)監(jiān)測單元獲取家庭電網(wǎng)和公共電網(wǎng)的電壓、頻率等參數(shù)，用于逆變和防孤島控制；運算控制器通過遠(yuǎn)程通信接口，利用遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控系統(tǒng)主站進行通信，完成數(shù)據(jù)交換和控制指令的傳輸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，其特征在于，所述的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)有線通信方式、光纖有線通信方式；或采用全球移動通訊系統(tǒng)、通用無線分組業(yè)務(wù)、碼分多址、第三代數(shù)字通信、全球微波互聯(lián)接入或無線保真的適用于遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)連接的方式中的一種以及兩種或多種方式的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述的智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，其特征在于，所述的監(jiān)控系統(tǒng)主站中設(shè)有通信前置機、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)器、用戶終端和手動控制器；其中，通信前置機與數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用服務(wù)器通過通信接口互連，應(yīng)用服務(wù)器與用戶終端互連，手動控制器與用戶終端互連。
10.權(quán)利要求1所述的智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的操作方法，其特征在于，步驟如下: 步驟1，對于需要并網(wǎng)的太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站，用戶需通過監(jiān)控系統(tǒng)主站申請并生成并網(wǎng)操作工作票，由操作人員按照工作票步驟進行操作； 步驟2，操作者首先要利用太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站中安防監(jiān)控單元提供的視頻確定并網(wǎng)開關(guān)中的主開關(guān)處于離網(wǎng)位置，如主開關(guān)位置不正確則記錄操作失敗并停止并網(wǎng)操作； 步驟3，在視頻確認(rèn)太陽能家 庭屋頂并網(wǎng)電站已處在離網(wǎng)狀態(tài)后，監(jiān)控系統(tǒng)主站下發(fā)并網(wǎng)命令，相關(guān)太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站中的智能測控主機接收并解析并網(wǎng)命令后，根據(jù)預(yù)留的安全密鑰進行驗證，如果驗證失敗，則返回失敗信息并停止并網(wǎng)操作； 步驟4，如果并網(wǎng)命令驗證成功，則智能監(jiān)測主機根據(jù)并網(wǎng)動作規(guī)范，檢測并網(wǎng)技術(shù)條件，如條件不滿足則返回失敗原因并停止并網(wǎng)操作； 步驟5，如果并網(wǎng)技術(shù)條件滿足并網(wǎng)要求，智能監(jiān)測主機向監(jiān)控系統(tǒng)主站發(fā)送并網(wǎng)確認(rèn)請求，由操作員人工再次確認(rèn)并網(wǎng)操作,此時操作員還可取消并網(wǎng)并停止并網(wǎng)操作； 步驟6，當(dāng)操作員人工確認(rèn)并網(wǎng)操作后，智能監(jiān)測主機啟動并控制逆變器的運行，將并網(wǎng)開關(guān)切換到并網(wǎng)位置，完成并網(wǎng)操作，如果并網(wǎng)操作失敗，則向監(jiān)控系統(tǒng)主站發(fā)送失敗條件并停止并網(wǎng)操作； 步驟7，如果并網(wǎng)操作成功，操作員通過太陽能家庭屋頂并網(wǎng)電站10中安防監(jiān)控單元提供的視頻確定并網(wǎng)開關(guān)處于并網(wǎng)位置，至此完成并網(wǎng)操作。
全文摘要
智能中控式太陽能家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，屋頂光伏組件輸出端與逆變器連接，通過并網(wǎng)開關(guān)及雙向計量裝置將光伏能源送入電網(wǎng)；特征是系統(tǒng)中設(shè)有智能測控主機和安防監(jiān)控單元，屋頂光伏組件、逆變器、并網(wǎng)開關(guān)和安防監(jiān)控單元分別與智能測控主機連接，進行信號傳輸和通信；智能測控主機通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控系統(tǒng)主站連接。本發(fā)明可運行于并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種模式，實現(xiàn)了家庭電能消耗的節(jié)約，也為公共電網(wǎng)削峰填谷做出貢獻(xiàn)；本發(fā)明接入公共電網(wǎng)需要通過監(jiān)控系統(tǒng)主站由操作人員進行交互認(rèn)證控制，可確保分布式的電站不因孤島效應(yīng)保持并網(wǎng)狀態(tài)；可通過安防監(jiān)控單元遠(yuǎn)程確認(rèn)并網(wǎng)開關(guān)位置，監(jiān)控電站設(shè)備的安全和狀態(tài)；易于實現(xiàn)，便于推廣。
文檔編號H02J3/38GK103199559SQ20131007752
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者孟紹良, 楊祈偉, 李元藝 申請人:孟紹良