一种用于分布式光伏并网安全管理的开关装置及方法与流程

本发明涉及电气元件，具体为一种用于分布式光伏并网安全管理的开关装置及方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、光伏发电并网运行时会产生谐波、电压波动、运行噪声异常等问题，使电网电能质量下降，对电网造成不利影响，严重时会干扰供用电系统及光伏发电设备自身的安全稳定运行。此外，分布式光伏设备中，逆变器是并网光伏发电系统主要的器件之一，光伏逆变器质量的优劣在一定程度上决定光伏发电的电能质量能否达到并网要求。而在分布式光伏设备中，不同厂家生产的不同信号和规格的逆变器质量存在差异，会进一步加剧光伏发电并网运行时的谐波、电压波动、运行噪声异常问题。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种用于分布式光伏并网安全管理的开关装置及方法，在分布式光伏并网之前监测主电网的频率偏移、过电压等是否异常，在主电网无异常时允许合闸并网；如果存在异常通过屏幕及指示灯进行本地警示，并且禁止合闸并网。在并网后实时监测并网逆变器运行时产生的谐波、电压波动和闪变、运行噪声异常等问题，如果出现对电网造成安全隐患及不利影响，及时进行相关保护性分闸切除，使得光伏系统脱离主电网。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面提供一种用于分布式光伏并网安全管理的开关装置，包括：

4、信号采集单元，连接在光伏逆变器的电网侧，用于采集光伏逆变器电网侧的电压数据和电流数据，以及光伏逆变器工作时的噪声数据，并发送给主控单元；

5、主控单元，根据信号采集单元获取的电压数据、电流数据和噪声数据，在并网之前和并网运行期间，识别光伏逆变器的异常状态，并向分合闸模块发出相应的指令；

6、分合闸模块，根据主控单元的指令，执行分闸动作、合闸动作或被锁定；

7、其中，主控单元，被配置为：

8、根据获取的电压数据、电流数据和噪声数据，识别电网侧出现的电压越限、总谐波畸变越限和电网频率偏移超差状态；

9、若存在电压越限、总谐波畸变越限和电网频率偏移超差状态中的任意一种，向分合闸模块发出禁止合闸指令，使分合闸模块被锁定；若不存在上述异常状态，则向分合闸模块发出允许合闸的指令。

10、进一步的，主控单元，还被配置为：

11、在并网之前，分合闸模块处于分闸状态，通过获取允许并网参数配置，采集进线端的电压，并进行电能质量分析；

12、依次判断电网电压是否越限、判断总谐波畸变是否越限和判断频率偏移是否超限，若上述三个条件中存在至少一个返回结果为“是”时，设置分合闸模块为禁止合闸状态，使相应的分闸机构锁止，并继续采集进线端电压：若上述三个条件均为“否”，则设置为允许合闸，并使分合闸机构解锁。

13、进一步的，主控单元，还被配置为：

14、在并网运行期间，分合闸模块处于合闸状态时，获取并网运行的安全参数配置，采集并网端的电压和电流并进行电能质量分析；

15、依次判断发电电压是否越限、判断总谐波畸变是否越限和判断频率偏移是否超差，当上述三个条件中的其中任意一项为“是”时，执行分闸离网，光伏逆变器与电网分离，并将分合闸机构锁止，状态设置为禁止合闸。

16、进一步的，主控单元，还被配置为：

17、在并网运行期间，恢复合闸之前，分合闸模块处于分闸状态，通过获取允许并网的参数配置，采集进线端电压并进行电能质量分析；

18、依次判断电网电压是否越限、判断总谐波畸变是否越限和判断频率是否超差，当上述三个条件中的任意一项为“是”时，继续采集进线端电压，当三个条件均为“否”时，设置开关为允许合闸状态，并解锁分合闸机构，执行合闸并网。

19、进一步的，信号采集单元包括分别与主控单元连接的电压采集模块、电流采集模块和声音采集模块，分别获取电压数据、电流数据和噪声数据，主控单元为主控mcu。

20、进一步的，主控单元分别与液晶显示模块和指示灯模块连接，主控单元得到电压越限、总谐波畸变越限和电网频率偏移超差状态后，将对应的状态信息发送给液晶显示模块进行显示，并利用指示灯模块发出提醒。

21、进一步的，主控单元分别连接遥信采集模块和远程通信模块，用于实现开关装置的远程投切控制。

22、进一步的，主控单元分别连接遥信采集模块和远程通信模块，用于将主控单元获取的状态信息上传到云平台。

23、进一步的，分合闸模块与相应的分合闸机构连接，用于执行分闸和合闸动作。

24、本发明的第二个方面提供基于上述装置的工作方法，包括以下步骤：

25、信号采集单元，采集光伏逆变器电网侧的电压数据和电流数据，以及光伏逆变器工作时的噪声数据，并发送给主控单元；

26、主控单元，根据信号采集单元获取的电压数据、电流数据和噪声数据，在并网之前和并网运行期间，识别电网侧出现的电压越限、总谐波畸变越限和电网频率偏移超差状态；

27、若存在电压越限、总谐波畸变越限和电网频率偏移超差状态中的任意一种，向分合闸模块发出禁止合闸指令，使分合闸模块被锁定；若不存在上述异常状态，则向分合闸模块发出允许合闸的指令；

28、分合闸模块，根据主控单元的指令执行分闸动作、合闸动作或被锁定。

29、与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

30、1、可以在分布式光伏并网之前监测主电网的频率偏移、过电压等是否异常，判断当前电网是不适合并网发电的，对合闸机构进行锁止，开关无法电动和手动分合闸的，保护电网的安全运行。

31、2、可以在分布式光伏并网后实时监测并网逆变器运行时产生的谐波、电压波动和闪变、运行噪声异常等问题，如果出现对电网造成安全隐患及不利影响，及时进行相关保护性分闸切除，使得光伏系统脱离主电网。

32、3、具备显示功能，能给对当前分布式光伏开关的运行状态进行实时显示，也能给在发生故障后将故障信息直观显示在开关屏幕上，供本地的运维人员直接读取并网控制器的故障状态和分合闸使能状态。

33、4、具备远程通信功能，可以实现分布式光伏的远程投切控制，也可以将运行状态、故障状态等信息实时上传到软件平台，供平台分析研判，并做出相关的维修维护工单处理。

技术特征：

1.一种用于分布式光伏并网安全管理的开关装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种用于分布式光伏并网安全管理的开关装置，其特征在于，主控单元，还被配置为：

3.如权利要求1所述的一种用于分布式光伏并网安全管理的开关装置，其特征在于，主控单元，还被配置为：

4.如权利要求1所述的一种用于分布式光伏并网安全管理的开关装置，其特征在于，主控单元，还被配置为：

5.如权利要求1所述的一种用于分布式光伏并网安全管理的开关装置，其特征在于，信号采集单元包括分别与主控单元连接的电压采集模块、电流采集模块和声音采集模块，分别获取电压数据、电流数据和噪声数据，主控单元为主控mcu。

6.如权利要求1所述的一种用于分布式光伏并网安全管理的开关装置，其特征在于，主控单元分别与液晶显示模块和指示灯模块连接，主控单元得到电压越限、总谐波畸变越限和电网频率偏移超差状态后，将对应的状态信息发送给液晶显示模块进行显示，并利用指示灯模块发出提醒。

7.如权利要求1所述的一种用于分布式光伏并网安全管理的开关装置，其特征在于，主控单元分别连接遥信采集模块和远程通信模块，用于实现开关装置的远程投切控制。

8.如权利要求1所述的一种用于分布式光伏并网安全管理的开关装置，其特征在于，主控单元分别连接遥信采集模块和远程通信模块，用于将主控单元获取的状态信息上传到云平台。

9.如权利要求1所述的一种用于分布式光伏并网安全管理的开关装置，其特征在于，分合闸模块与相应的分合闸机构连接，用于执行分闸和合闸动作。

10.基于权利要求1-9任一项所述开关装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种用于分布式光伏并网安全管理的开关装置及方法，信号采集单元采集光伏逆变器电网侧的电压数据和电流数据，以及光伏逆变器工作时的噪声数据，并发送给主控单元；主控单元根据信号采集单元获取的电压数据、电流数据和噪声数据，在并网之前和并网运行期间，识别电网侧出现的电压越限、总谐波畸变越限和电网频率偏移超差状态；若存在电压越限、总谐波畸变越限和电网频率偏移超差状态中的任意一种，向分合闸模块发出禁止合闸指令，使分合闸模块被锁定；若不存在上述异常状态，则向分合闸模块发出允许合闸的指令；分合闸模块根据主控单元的指令执行分闸动作、合闸动作或被锁定。技术研发人员：陈祉如,赵曦,杨剑,王清,李琮琮,王平欣,徐安邦,李霖受保护的技术使用者：国网山东省电力公司营销服务中心（计量中心）技术研发日：技术公布日：2024/9/29