分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)嵌入式防竊電裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)嵌入式防竊電裝置。目前基于微處理器的防竊電技術(shù)存在使用不便及可靠性差的缺陷。本發(fā)明專利技術(shù)包括直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元和交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元，根據(jù)相應(yīng)的分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝；直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元的報(bào)警電路在接收到來(lái)自RS485通訊接口的任何一個(gè)竊電報(bào)警信號(hào)后立即進(jìn)行指示燈及蜂鳴報(bào)警；當(dāng)判斷發(fā)生竊電行為或接收到來(lái)自RS485通訊接口的任何一個(gè)竊電報(bào)警信號(hào)后，交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元立即進(jìn)行指示燈及蜂鳴報(bào)警。本發(fā)明專利技術(shù)能識(shí)別分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)是否存在竊電行為，同時(shí)在發(fā)生竊電行為時(shí)能準(zhǔn)確計(jì)算竊電量并進(jìn)行報(bào)警處理。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)嵌入式防竊電裝置
本專利技術(shù)屬于分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)防竊電
，尤其是一種適用于分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)的嵌入式防竊電裝置。
技術(shù)介紹
分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電是目前太陽(yáng)能光伏發(fā)電的主要形式，國(guó)家為了推動(dòng)分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用，出臺(tái)了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼的政策。但是不法分子在電價(jià)補(bǔ)貼的利潤(rùn)誘惑下，采取諸如對(duì)分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電進(jìn)行改接以虛假增高光伏發(fā)電計(jì)量表的示值、從電網(wǎng)直接取電后通過(guò)光伏發(fā)電系統(tǒng)的DC/AC變換器反饋給電網(wǎng)等手段非法獲取電價(jià)補(bǔ)貼。隨著分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)組件的分散程度越來(lái)越高，而竊電方法多種多樣，這使得分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)防竊電的難度較大。分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)防竊電的重點(diǎn)在于監(jiān)測(cè)光伏組件的總發(fā)電量與并網(wǎng)DC/AC變換器輸出功率的一致性。靠人工排查竊電時(shí)效性差，并且不能提供準(zhǔn)確的竊電時(shí)間、竊電量等竊電信息。目前出現(xiàn)了一些基于微處理器的防竊電技術(shù)，例如根據(jù)陽(yáng)光輻照強(qiáng)度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及光伏組件安裝數(shù)量計(jì)算實(shí)際光伏發(fā)電量、并與系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電量實(shí)測(cè)值比較判斷竊電的技術(shù)，利用歷史氣象數(shù)據(jù)及同期光伏發(fā)電數(shù)據(jù)并采用智能算法建立防竊電模型判斷竊電的技術(shù)等。這些防竊電技術(shù)存在使用不便及可靠性差的缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種適用于分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)的嵌入式防竊電裝置，它能識(shí)別分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)是否存在竊電行為，同時(shí)在發(fā)生竊電行為時(shí)能準(zhǔn)確計(jì)算竊電量并進(jìn)行報(bào)警處理。為此，本專利技術(shù)采用如下的技術(shù)方案：分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)嵌入式防竊電裝置，包括整數(shù)N個(gè)相同的直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元和整數(shù)M個(gè)相同的交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元，該嵌入式防竊電裝置根據(jù)相應(yīng)的分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝；所述的分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)包括整數(shù)N個(gè)相同的光伏組件、整數(shù)N個(gè)相同的DC/DC變換器、直流母線、整數(shù)M個(gè)相同的DC/AC變換器、交流母線、用戶負(fù)載、電能表和低壓配電網(wǎng)，每個(gè)組串式結(jié)構(gòu)的光伏組件均通過(guò)相應(yīng)的一個(gè)DC/DC變換器與直流母線相連，每個(gè)DC/AC變換器的直流輸入端與直流母線相連，每個(gè)DC/AC變換器的交流輸出端與交流母線相連，用戶負(fù)載與交流母線相連，電能表連接在交流母線和低壓配電網(wǎng)之間進(jìn)行雙向電能計(jì)量，交流母線電壓波形和低壓配電網(wǎng)電壓波形相同；所述的直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元包括電流電壓采集電路、微處理器、報(bào)警電路和RS485通訊接口，它與分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)的DC/DC變換器同時(shí)設(shè)計(jì)，每個(gè)直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元和相應(yīng)的單個(gè)DC/DC變換器組成一個(gè)封裝在一起的直流模塊，直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元通過(guò)測(cè)量相應(yīng)的光伏組件直流輸出電壓和電流，計(jì)算該光伏組件的輸出功率，光伏組件的輸出功率以及直流模塊序號(hào)信息通過(guò)RS485通訊接口輸出，報(bào)警電路在接收到來(lái)自RS485通訊接口的任何一個(gè)竊電報(bào)警信號(hào)后立即進(jìn)行指示燈及蜂鳴報(bào)警；所述的交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元包括電流電壓采集電路、微處理器、報(bào)警電路和RS485通訊接口，它與分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)的DC/AC變換器同時(shí)設(shè)計(jì)，每個(gè)交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元和相應(yīng)的單個(gè)DC/AC變換器組成一個(gè)封裝在一起的交流模塊，交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元通過(guò)測(cè)量相應(yīng)的DC/AC變換器交流輸出電壓和電流，計(jì)算該DC/AC變換器的輸出功率，交流模塊序號(hào)信息以及該交流模塊的DC/AC變換器的輸出功率通過(guò)RS485通訊接口輸出，每個(gè)交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元定期通過(guò)RS485通訊接口收集所有的直流模塊序號(hào)及相應(yīng)的光伏組件輸出功率信息、以及所有的交流模塊序號(hào)信息及相應(yīng)的DC/AC變換器輸出功率信息，將所有的DC/AC變換器輸出功率相加得到總交流功率，將所有的光伏組件輸出功率相加得到總直流功率，當(dāng)總交流功率和總直流功率的差值超出規(guī)定范圍時(shí)，判斷發(fā)生竊電行為，該差值即為竊電量，此時(shí)通過(guò)RS485發(fā)送竊電報(bào)警信號(hào)、竊電量和交流模塊序號(hào)信息，當(dāng)判斷發(fā)生竊電行為或接收到來(lái)自RS485通訊接口的任何一個(gè)竊電報(bào)警信號(hào)后，交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元立即進(jìn)行指示燈及蜂鳴報(bào)警。目前先進(jìn)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)多采用模塊化結(jié)構(gòu)，每個(gè)組串式結(jié)構(gòu)的光伏組件均有一個(gè)DC/DC變換器對(duì)其進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤以提高效率，使用多個(gè)并聯(lián)DC/AC變換器可以實(shí)現(xiàn)僅僅其中的一個(gè)DC/AC變換器處在非滿載工作狀態(tài)，而其它DC/AC變換器均處在滿載或空載工作狀態(tài)，因此能保證并網(wǎng)發(fā)電的高效率。本專利技術(shù)針對(duì)先進(jìn)的光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)的DC/DC變換器和DC/AC變換器在控制運(yùn)行時(shí)通常需要檢測(cè)電流電壓等狀態(tài)量，因此這些內(nèi)部檢測(cè)量可以直接用于防竊電裝置的功率計(jì)算，特別是計(jì)算光伏組件產(chǎn)生的太陽(yáng)能，因此在進(jìn)行光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)，可進(jìn)行嵌入式防竊電裝置的設(shè)計(jì)，該嵌入式防竊電裝置作為光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)的輔助設(shè)備一同進(jìn)行安裝調(diào)試。進(jìn)一步，所述的直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元中，光伏組件的直流輸出電壓和電流分別通過(guò)直流分壓器和分流器進(jìn)行測(cè)量，或直接采用DC/DC變換器采集。進(jìn)一步，所述的交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元中，DC/AC變換器的交流輸出電壓和電流分別通過(guò)電壓互感器和電流互感器進(jìn)行測(cè)量，或直接采用DC/AC變換器采集。進(jìn)一步，當(dāng)M大于1時(shí)，該分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)為多交流模塊式逆變器發(fā)電系統(tǒng)；當(dāng)M為1時(shí)，該分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)為集中式逆變器發(fā)電系統(tǒng)，交流母線向用戶負(fù)載供電，當(dāng)M個(gè)DC/AC變換器產(chǎn)生的電能多于用戶負(fù)載所需電能時(shí)，多余電能送入低壓配電網(wǎng)，當(dāng)M個(gè)DC/AC變換器產(chǎn)生的電能少于用戶負(fù)載所需電能時(shí)，不足的電能由低壓配電網(wǎng)輸入交流母線，M個(gè)DC/AC變換器提供用戶負(fù)載所需的全部或部分無(wú)功功率和諧波電流。進(jìn)一步，所述光伏組件的瞬時(shí)輸出功率為P1＝u1(t)i1(t)，式中u1(t)和i1(t)分別為光伏組件的直流輸出電壓和電流瞬時(shí)值，光伏組件的輸出功率為按一定時(shí)間間隔(一般為一分鐘)得到的多個(gè)瞬時(shí)輸出功率的平均值。進(jìn)一步，在低壓配電網(wǎng)電壓波形為非正弦波時(shí)，DC/AC變換器的輸出功率包含基波和諧波有功功率，DC/AC變換器的輸出功率根據(jù)進(jìn)行計(jì)算，式中u2(t)和i2(t)分別為DC/AC變換器的交流輸出電壓和電流瞬時(shí)值，T為低壓配電網(wǎng)電壓周期。即DC/AC變換器的輸出功率為多個(gè)輸出功率計(jì)算值的平均值。本專利技術(shù)分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)嵌入式防竊電裝置可用于高達(dá)1MW、7≤N≤168、2≤M≤50、直流母線最高電壓600V、低壓配電網(wǎng)電壓為220V/50Hz的分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)，直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元可以測(cè)量的最大光伏組件直流輸出功率為70KW，交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元可以測(cè)量的最大DC/AC變換器交流輸出功率為0.5MW，總交流功率和總直流功率的允許差值可設(shè)定，直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元中的光伏組件的直流輸出電壓和電流測(cè)量準(zhǔn)確度不低于1％，交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元中的DC/AC變換器的交流輸出電壓和電流測(cè)量準(zhǔn)確度不低于1％，交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元每次竊電判斷之間的最短時(shí)間間隔為1分鐘。本專利技術(shù)具有的有益效果如下：(1)目前先進(jìn)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)多采用模本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)嵌入式防竊電裝置，包括整數(shù)N個(gè)相同的直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元和整數(shù)M個(gè)相同的交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元，該嵌入式防竊電裝置根據(jù)相應(yīng)的分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝；所述的分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)包括整數(shù)N個(gè)相同的光伏組件、整數(shù)N個(gè)相同的DC/DC變換器、直流母線、整數(shù)M個(gè)相同的DC/AC變換器、交流母線、用戶負(fù)載、電能表和低壓配電網(wǎng)，每個(gè)組串式結(jié)構(gòu)的光伏組件均通過(guò)相應(yīng)的一個(gè)DC/DC變換器與直流母線相連，每個(gè)DC/AC變換器的直流輸入端與直流母線相連，每個(gè)DC/AC變換器的交流輸出端與交流母線相連，用戶負(fù)載與交流母線相連，電能表連接在交流母線和低壓配電網(wǎng)之間進(jìn)行雙向電能計(jì)量，交流母線電壓波形和低壓配電網(wǎng)電壓波形相同；所述的直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元包括電流電壓采集電路、微處理器、報(bào)警電路和RS485通訊接口，它與分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)的DC/DC變換器同時(shí)設(shè)計(jì)，每個(gè)直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元和相應(yīng)的單個(gè)DC/DC變換器組成一個(gè)封裝在一起的直流模塊，直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元通過(guò)測(cè)量相應(yīng)的光伏組件直流輸出電壓和電流，計(jì)算該光伏組件的輸出功率，光伏組件的輸出功率以及直流模塊序號(hào)信息通過(guò)RS485通訊接口輸出，報(bào)警電路在接收到來(lái)自RS485通訊接口的任何一個(gè)竊電報(bào)警信號(hào)后立即進(jìn)行指示燈及蜂鳴報(bào)警；所述的交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元包括電流電壓采集電路、微處理器、報(bào)警電路和RS485通訊接口，它與分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)的DC/AC變換器同時(shí)設(shè)計(jì)，每個(gè)交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元和相應(yīng)的單個(gè)DC/AC變換器組成一個(gè)封裝在一起的交流模塊，交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元通過(guò)測(cè)量相應(yīng)的DC/AC變換器交流輸出電壓和電流，計(jì)算該DC/AC變換器的輸出功率，交流模塊序號(hào)信息以及該交流模塊的DC/AC變換器的輸出功率通過(guò)RS485通訊接口輸出，每個(gè)交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元定期通過(guò)RS485通訊接口收集所有的直流模塊序號(hào)及相應(yīng)的光伏組件輸出功率信息、以及所有的交流模塊序號(hào)信息及相應(yīng)的DC/AC變換器輸出功率信息，將所有的DC/AC變換器輸出功率相加得到總交流功率，將所有的光伏組件輸出功率相加得到總直流功率，當(dāng)總交流功率和總直流功率的差值超出規(guī)定范圍時(shí)，判斷發(fā)生竊電行為，該差值即為竊電量，此時(shí)通過(guò)RS485發(fā)送竊電報(bào)警信號(hào)、竊電量和交流模塊序號(hào)信息，當(dāng)判斷發(fā)生竊電行為或接收到來(lái)自RS485通訊接口的任何一個(gè)竊電報(bào)警信號(hào)后，交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元立即進(jìn)行指示燈及蜂鳴報(bào)警。...

【技術(shù)特征摘要】
1.分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)嵌入式防竊電裝置，包括整數(shù)N個(gè)相同的直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元和整數(shù)M個(gè)相同的交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元，該嵌入式防竊電裝置根據(jù)相應(yīng)的分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝；所述的分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)包括整數(shù)N個(gè)相同的光伏組件、整數(shù)N個(gè)相同的DC/DC變換器、直流母線、整數(shù)M個(gè)相同的DC/AC變換器、交流母線、用戶負(fù)載、電能表和低壓配電網(wǎng)，每個(gè)組串式結(jié)構(gòu)的光伏組件均通過(guò)相應(yīng)的一個(gè)DC/DC變換器與直流母線相連，每個(gè)DC/AC變換器的直流輸入端與直流母線相連，每個(gè)DC/AC變換器的交流輸出端與交流母線相連，用戶負(fù)載與交流母線相連，電能表連接在交流母線和低壓配電網(wǎng)之間進(jìn)行雙向電能計(jì)量，交流母線電壓波形和低壓配電網(wǎng)電壓波形相同；所述的直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元包括電流電壓采集電路、微處理器、報(bào)警電路和RS485通訊接口，它與分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)的DC/DC變換器同時(shí)設(shè)計(jì)，每個(gè)直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元和相應(yīng)的單個(gè)DC/DC變換器組成一個(gè)封裝在一起的直流模塊，直流模塊防竊電計(jì)算通訊單元通過(guò)測(cè)量相應(yīng)的光伏組件直流輸出電壓和電流，計(jì)算該光伏組件的輸出功率，光伏組件的輸出功率以及直流模塊序號(hào)信息通過(guò)RS485通訊接口輸出，報(bào)警電路在接收到來(lái)自RS485通訊接口的任何一個(gè)竊電報(bào)警信號(hào)后立即進(jìn)行指示燈及蜂鳴報(bào)警；所述的交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元包括電流電壓采集電路、微處理器、報(bào)警電路和RS485通訊接口，它與分布式光伏并網(wǎng)模塊化發(fā)電系統(tǒng)的DC/AC變換器同時(shí)設(shè)計(jì)，每個(gè)交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元和相應(yīng)的單個(gè)DC/AC變換器組成一個(gè)封裝在一起的交流模塊，交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元通過(guò)測(cè)量相應(yīng)的DC/AC變換器交流輸出電壓和電流，計(jì)算該DC/AC變換器的輸出功率，交流模塊序號(hào)信息以及該交流模塊的DC/AC變換器的輸出功率通過(guò)RS485通訊接口輸出，每個(gè)交流模塊防竊電計(jì)算通訊單元定期通過(guò)RS485通訊接口收集所有的直流模塊序號(hào)及相應(yīng)的光伏組件輸出功率信息、以及所有的交流模塊序號(hào)信息及相應(yīng)的DC/AC變換器輸出功率信息，將所有的DC/AC變換器輸出功率相加得到總交流功...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖濤，姚力，柳圓成，胡瑛俊，李航康，吳劍芳，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，國(guó)家電網(wǎng)公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江;33