本發(fā)明涉及風(fēng)光發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種分布式風(fēng)光發(fā)電一體化接入系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前我國分布式風(fēng)光發(fā)電領(lǐng)域呈現(xiàn)出“大規(guī)模集中開發(fā)、中高壓接入”與“分散開發(fā)、低電壓就地介入”并舉的發(fā)展趨勢，主要有大型電站形式和分布式電源形式兩種形式。然而現(xiàn)有分布式風(fēng)光發(fā)電一體化接入存在諸多技術(shù)問題，例如，信息自動(dòng)化水平相對落后，低電壓線路一般不具備通信通道，不能雙向計(jì)量計(jì)費(fèi)等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提出一種分布式風(fēng)光發(fā)電一體化接入系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的弊端。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種分布式風(fēng)光發(fā)電一體化接入系統(tǒng)，包括：
光伏電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、空氣開關(guān)、整流器、匯流箱、逆變器、第一塑殼斷路器、第一操控機(jī)構(gòu)、第二塑殼斷路器、第二操控機(jī)構(gòu)、電表、第二塑殼斷路器、第二操控機(jī)構(gòu)、蓄電池、中央處理器；其中，
所述光伏電池、所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)均與空氣開關(guān)的輸入端相連，所述空氣開關(guān)的一輸出端與所述整流器的輸入端相連，所述空氣開關(guān)的另一輸出端與所述匯流箱的一輸入端相連，所述整流器的輸出端與所述匯流箱的另一輸入端相連，所述匯流箱的輸出端同時(shí)與所述逆變器的輸入端、所述第一塑殼斷路器的輸入端相連，所述第一塑殼斷路器的一輸出端與所述蓄電池相連，所述第一塑殼斷路器的另一輸出端與所述第一操控機(jī)構(gòu)的一端相連；所述第一操控機(jī)構(gòu)的另一端與所述中央處理器相連，所述逆變器的輸出端同時(shí)與用戶配電箱、所述第二塑殼斷路器的輸入端相連，所述第二塑殼斷路器的一輸出端與所述電表的輸入端相連，所述第二塑殼斷路器的另一輸出端與所述第二操控機(jī)構(gòu)相連，所述電表的輸出端接入公網(wǎng)；
所述中央處理器采集所述電表的計(jì)量信號(hào)、所述逆變器的電能質(zhì)量信號(hào)、所述蓄電池的電壓信號(hào)、所述光伏電池和所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)向信號(hào)以及光 伏支座的伺服電機(jī)控制信號(hào)，并對采集到的信號(hào)進(jìn)行處理之后上傳至終端。
優(yōu)先地，還包括：避雷器；其中，所述避雷器置于光伏電池與空氣開關(guān)之間以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)與空氣開關(guān)之間，所述避雷器用于避免后續(xù)的接入系統(tǒng)受到雷電的破壞。
優(yōu)選地，還包括：發(fā)光二極管；其中，所述發(fā)光二極管置于所述第一塑殼斷路器與所述蓄電池之間、所述第二塑殼斷路器與所述電表之間、所述逆變器與所述用戶配電箱之間。
優(yōu)選地，所述中央處理器采用型號(hào)為mk60fn1m0vlq15的芯片。
上述技術(shù)方案具有如下有益效果：
本技術(shù)方案能夠讓低電壓線路具有通信通道，實(shí)現(xiàn)雙向計(jì)量計(jì)費(fèi)，并且可以減少新能源發(fā)電項(xiàng)目的工程量，降低工程總體費(fèi)用，一旦大面積推廣，對上級(jí)配電網(wǎng)安全維護(hù)也具有重要意義。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明提出的一種分布式風(fēng)光發(fā)電一體化接入系統(tǒng)框圖之一；
圖2為本發(fā)明提出的一種分布式風(fēng)光發(fā)電一體化接入系統(tǒng)框圖之二；
圖3為本發(fā)明提出的一種分布式風(fēng)光發(fā)電一體化接入系統(tǒng)框圖之三；
圖4為本實(shí)施例的分布式風(fēng)光發(fā)電一體化接入系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本技術(shù)方案的工作原理為：光伏電池將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為交流電，避雷器避免系統(tǒng)受到雷電的破壞，空氣開關(guān)在并網(wǎng)接入前段實(shí)現(xiàn)電路的接入和切斷。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)支路中，空氣開關(guān)的輸出端與整流器相連，整流器將風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，第一塑殼斷路器直接接入直流光伏電、交流風(fēng)電，實(shí)現(xiàn)對蓄電池 的智能充電，逆變器將兩路的直流融合一起輸出220v的電流，經(jīng)第二塑殼斷路器計(jì)量電表后接入220v電網(wǎng)。
基于上述工作原理，本發(fā)明提出一種分布式風(fēng)光發(fā)電一體化接入系統(tǒng)，如圖1所示。包括：
光伏電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、空氣開關(guān)、整流器、匯流箱、逆變器、第一塑殼斷路器、第一操控機(jī)構(gòu)、第二塑殼斷路器、第二操控機(jī)構(gòu)、電表、第二塑殼斷路器、第二操控機(jī)構(gòu)、蓄電池、中央處理器；其中，
所述光伏電池、所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)均與空氣開關(guān)的輸入端相連，所述空氣開關(guān)的一輸出端與所述整流器的輸入端相連，所述空氣開關(guān)的另一輸出端與所述匯流箱的一輸入端相連，所述整流器的輸出端與所述匯流箱的另一輸入端相連，所述匯流箱的輸出端同時(shí)與所述逆變器的輸入端、所述第一塑殼斷路器的輸入端相連，所述第一塑殼斷路器的一輸出端與所述蓄電池相連，所述第一塑殼斷路器的另一輸出端與所述第一操控機(jī)構(gòu)的一端相連；所述第一操控機(jī)構(gòu)的另一端與所述中央處理器相連，所述逆變器的輸出端同時(shí)與用戶配電箱、所述第二塑殼斷路器的輸入端相連，所述第二塑殼斷路器的一輸出端與所述電表的輸入端相連，所述第二塑殼斷路器的另一輸出端與所述第二操控機(jī)構(gòu)相連，所述電表的輸出端接入公網(wǎng)；
所述中央處理器采集所述電表的計(jì)量信號(hào)、所述逆變器的電能質(zhì)量信號(hào)、所述蓄電池的電壓信號(hào)、所述光伏電池和所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)向信號(hào)以及光伏支座的伺服電機(jī)控制信號(hào)，并對采集到的信號(hào)進(jìn)行處理之后上傳至終端。
在圖1的基礎(chǔ)上，還包括：避雷器，如圖2所示。所述避雷器置于光伏電池與空氣開關(guān)之間以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)與空氣開關(guān)之間，所述避雷器用于避免后續(xù)的接入系統(tǒng)受到雷電的破壞。
在圖2的基礎(chǔ)上，還包括：發(fā)光二極管，如圖3所示。所述發(fā)光二極管置于所述第一塑殼斷路器與所述蓄電池之間、所述第二塑殼斷路器與所述電表之間、所述逆變器與所述用戶配電箱之間。
如圖4所示，為本實(shí)施例的分布式風(fēng)光發(fā)電一體化接入系統(tǒng)示意圖。在本實(shí)施例中，下面列舉主要部件以及對應(yīng)技術(shù)參數(shù)。
1、空氣開關(guān)與塑殼斷路器
空氣開關(guān)和塑殼斷路器實(shí)現(xiàn)逆變器交流側(cè)與公網(wǎng)間的連接。它支持實(shí)時(shí)狀態(tài)反饋，可將電器工作狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋到客戶端，支持多個(gè)定時(shí)任務(wù)的設(shè)置。
2、逆變器
逆變器是分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的一個(gè)重要元件，其主要功能是將直流電逆變成交流電，并送入電網(wǎng)。逆變器是光伏并網(wǎng)控制的核心器件，包含了電網(wǎng)信號(hào)檢測、輸出電流控制、最大功率點(diǎn)跟蹤(mppt)、反孤島(anti-islanding)及其他保護(hù)，是集檢測、控制、并網(wǎng)和保護(hù)于一體的裝置。通常逆變器的功率電路使用橋式電路，由此可將直流輸入轉(zhuǎn)換為交流輸出，并經(jīng)平波電感的濾波作用，可使輸出波形較為平滑。逆變器的核心部件從晶閘管scr開始，歷經(jīng)可關(guān)斷晶閘管gto、電力晶閘管bjt、功率場效應(yīng)管mosfet、絕緣柵極晶體管igbt、mos控制晶閘管mct等取得極大的發(fā)展，隨著電力電子器件的發(fā)展，逆變器便向著功率更大、開關(guān)頻率更高、效率更高、體積更小發(fā)展，微處理器的誕生和發(fā)展，使逆變器采用數(shù)字式控制，效率更高、可靠性更高、諧波失真更低、精度大大提高。隨著光伏電站容量、規(guī)模越來越大，對逆變器容量、效率也要求更大、更高。從目前生產(chǎn)情況來看，國外制造的逆變器的容量比國內(nèi)大，效率比國內(nèi)高。一般逆變器效率隨著容量的增加而提高，即容量越大，其效率也越高。
在本實(shí)施例中，逆變器的技術(shù)參數(shù)：
1)輸入
最大輸入功率：5400w。
最大輸入電壓：550v。
啟動(dòng)電壓：150v。
額定輸入電壓：370v。
mpp電壓范圍：125～550v。
滿載mpp電壓范圍：200～500v。
mppt數(shù)量：2。
每路mppt最大輸入組串?dāng)?shù)：1/2。
最大輸入電流：26a。
輸入端子最大允許電流：10a。
2)輸出
額定輸出功率：4600w。
最大輸出功率：5100w。
最大輸出視在功率：5100va。
最大輸出電流：22a。
額定電網(wǎng)電壓：230vac。
電網(wǎng)電壓范圍：180～276vac。
額定電網(wǎng)頻率:50hz。
電網(wǎng)頻率范圍:45～55hz/55～65hz。
總電流波形畸變率:小于額定功率*3％。
直流分量<0.5％in。
功率因數(shù)范圍>0.99。
3)系統(tǒng)
最大效率：97.60％。
歐洲效率：97.00％。
隔離方式：無變壓器。
防護(hù)等級(jí)：ip65。
夜間自耗電：不大于1w。
工作溫度范圍：-25～60℃。
相對濕度：0～100％無冷凝。
冷卻方式：自然風(fēng)冷。
最高海拔：4000m(＞2000m降額)。
顯示：動(dòng)態(tài)圖形液晶。
通訊：rs485(rj45端子)，wifi(可選)。
直流端子：sunclix。
交流端子：即插即用連接器。
產(chǎn)的5kw逆變器。
3、智能電表
智能電表是一種微型化智能多功能電能表，可使安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng)的用戶和資產(chǎn)管理方更加便捷地采集、監(jiān)測并分析分布式光伏及微電網(wǎng)一體化接入裝置發(fā)電數(shù)據(jù)，作為新能源發(fā)電國家補(bǔ)貼的依據(jù)。它采用lcd顯示，具有電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電量全電參量測量功能?？蛇M(jìn)行時(shí)鐘等設(shè)置，并具有脈沖輸出功能；可用rs-485通信接口與微機(jī)實(shí)現(xiàn)通信，極大地方便了用電自動(dòng)化管理。該系列電能表具有質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定、體積小巧、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，并且具有極高的精度和良好的抗電磁干擾性能，符合國標(biāo)gb/t17215.211-2006、gb/t17215.322-2008和行標(biāo)dl/t614-2007多功能電表的相關(guān)技術(shù) 要求。
在本實(shí)施例中，技術(shù)參數(shù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：
1)gb/t17215.321-2008；
2)gb/t17215.322-2008；
3)gb/t17215.323-2008；
4)dl/t645-2007。
準(zhǔn)確度等級(jí)：有功1級(jí)，無功2級(jí)。
通信協(xié)議：dl/t614-1997、dl/t614-2007。
額定電壓：220v/380v。
額定電流：5(6)a。
參比頻率：50hz。
整機(jī)功耗：有功功率小于1.5w，視在功率小于6va。
工作電壓范圍：0.8un～1.2un；極限工作電壓范圍：0.7un～1.3un。
工作溫度：-25℃～+60℃。
極限工作溫度范圍：-40℃～+70℃。
時(shí)鐘誤差：不大于0.5s/d。
外形尺寸：長×寬×厚：100mm×120mm×75mm。
凈重：約1.2kg。
4、避雷器
根據(jù)地質(zhì)條件，大地的電阻率較高，采用降阻劑以滿足接地電阻、接觸電勢和跨步電勢要求。材料可選用熱浸鍍鋅扁鋼。太陽電池組件支架避雷：所有的組件支架通過避雷帶在電氣上與大地導(dǎo)通。電路部分避雷：匯流箱內(nèi)設(shè)置了壓敏電阻和避雷器兩種避雷器，在直流配電柜和逆變器的箱柜內(nèi)均設(shè)置避雷器。防雷接地點(diǎn)的接地電阻均小于5歐姆。
5、中央處理器
在本實(shí)施例中，中央處理器選用型號(hào)為mk60fn1m0vlq15的芯片，采集雙向電表的計(jì)量信號(hào)、逆變器的電壓、電流等電能質(zhì)量信號(hào)、光伏電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)所處的溫度、濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)力等信號(hào)，經(jīng)卡爾曼濾波處理后，經(jīng)串口通信(藍(lán)牙、apc220、zigbee)、光纖通信或者移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等多種通信方式上傳到上位機(jī)或者手持移動(dòng)終端。
6、測控軟件
上位機(jī)的測控軟件獲得嵌入式板卡通信數(shù)據(jù)，顯示風(fēng)光發(fā)電的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)、并網(wǎng)電 量數(shù)據(jù)，并控制塑殼斷路器、蓄電池充放電。手持移動(dòng)終端上的app接收串口數(shù)據(jù)，顯示風(fēng)光發(fā)電的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)、并網(wǎng)電量數(shù)據(jù)，并控制塑殼斷路器、蓄電池充放電。
下面列舉分布式風(fēng)光發(fā)電一體化接入系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)功能：
(1)統(tǒng)一顯示
顯示光照強(qiáng)度、風(fēng)速、環(huán)境溫度、逆變器輸入電壓、輸出電壓、輸出頻率，逆變器電壓超限、頻率超限、諧波超限，功率、負(fù)荷狀況、開關(guān)狀態(tài)、日發(fā)電量、總發(fā)電量、電能質(zhì)量和有功無功的實(shí)時(shí)監(jiān)測信息。
(2)遙測
對逆變器、塑殼斷路器、空氣開關(guān)的參數(shù)進(jìn)行測量信號(hào)采集與信號(hào)調(diào)理。逆變器直流側(cè)電壓、電流、功率參數(shù)至少應(yīng)采集到光伏電池的相關(guān)數(shù)據(jù)。
逆變器直流側(cè)電壓、電流參數(shù)測量范圍：電壓和電流測量范圍應(yīng)大于被測位置最大值的1.2倍，且盡量不高于被測位置工作數(shù)值的2倍。逆變器的電壓電流的測量精度要求為0.5級(jí)，有功無功測量精度要求為2級(jí)。
逆變器交流側(cè)測量裝置應(yīng)能測量有功功率，且符合測量點(diǎn)的頻率要求。
逆變器交流側(cè)電壓、電流測量范圍：電壓和電流測量范圍應(yīng)大于被測位置最大值的1.2倍，且盡量不高于被測位置工作數(shù)值的2倍。逆變器交流側(cè)電壓、電流、功率參數(shù)可以采集使用逆變器相關(guān)數(shù)據(jù)。
(3)遙信
對空氣開關(guān)以及塑殼斷路器的位置信號(hào)、逆變器保護(hù)信號(hào)和通信狀況信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與信號(hào)調(diào)理。
(4)遙控
提供通信接口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對逆變器和電動(dòng)開關(guān)進(jìn)行遙控操作。
(5)通信
支持光纖、無線、wifi、485、gprs等通信模式。
(6)保護(hù)
互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)、漏電保護(hù)、孤島保護(hù)、直流反接保護(hù)和交流短路保護(hù)。
以上具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。