光伏电站直流侧运维管理系统的制作方法

1.本发明涉及供电技术领域，特别是涉及一种光伏电站直流侧运维管理系统。


背景技术：

[0002][0003]
由于光伏产业的高速增长以及建设和投入运行的光伏电站越来越多，光伏电站中光伏板、电缆、光伏汇流箱、逆变装置和储能装置组成，其中随着光伏电站逐渐老化，越来越多的问题也开始突显，尤其是光伏汇流箱内极易出现故障，由于光伏汇流箱内接入多股电缆，汇流排长时间运行，极易造成光伏汇流箱内线路短接、出现电弧等等，影响整体光伏电站的供电稳定性。


技术实现要素：

[0004]
针对随着光伏电站逐渐老化，其中光伏汇流箱内接入多股电缆，汇流排长时间运行，极易造成光伏汇流箱内线路短接、出现电弧等等，影响整体光伏电站的供电稳定性的技术问题，为了解决上述问题而提供一种光伏电站直流侧运维管理系统。
[0005]
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
[0006]
本技术公开了一种光伏电站直流侧运维管理系统，包括：
[0007]
一级汇流箱和一级备用汇流箱，所述一级汇流箱和所述一级备用汇流箱均与逆变模组电连接，所述一级汇流箱与所述一级备用汇流箱通讯连接；
[0008]
二级汇流箱和二级备用汇流箱，所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱均与所述一级汇流箱和所述一级备用汇流箱电连接，所述二级汇流箱与所述二级备用汇流箱通讯连接，所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱均与所述一级汇流箱和所述一级备用汇流箱通讯连接；
[0009]
三级汇流箱和三级备用汇流箱，所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱分别与输电线缆电连接，所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱均与所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱电连接，所述三级汇流箱与所述三级备用汇流箱通讯连接，所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱均与所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱通讯连接；
[0010]
所述一级汇流箱、所述一级备用汇流箱、所述二级汇流箱、所述二级备用汇流箱、所述三级汇流箱以及所述三级备用汇流箱均与综合管理平台通讯连接。
[0011]
本技术通过一级汇流箱、一级备用汇流箱、二级汇流箱、二级备用汇流箱、三级汇流箱和三级备用汇流箱整体组成一备一用双汇流支路，一级汇流箱和一级备用汇流箱、二级汇流箱和二级备用汇流箱之间可实现通讯，二级汇流箱和二级备用汇流箱可与三级汇流箱和三级备用汇流箱实现通讯，一旦部分节点汇流箱出现故障，可紧急切换到备用支路进行供电，同时故障节点向综合管理平台发送故障信息，保证电力传输的稳定性，并且实现了各传输节点状态的精确监测，便于工作人员定点检修。
[0012]
优选地，所述一级汇流箱和所述一级备用汇流箱并联组成一级汇流支路，所述二
级汇流箱和所述二级备用汇流箱并联组成二级汇流支路，所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱并联组成三级汇流支路，所述一级汇流支路、所述二级汇流支路以及所述三级汇流支路依次串联组成光伏电站直流侧汇流支路。
[0013]
优选地，所述二级汇流支路和所述三级汇流支路均设置为两组，两组所述二级汇流支路均与所述一级汇流支路串联，两组所述二级汇流支路分别与两组所述三级汇流支路串联；两组所述二级汇流支路和两组所述三级汇流支路均设置为一组备用汇流支路和一组投切汇流支路。
[0014]
优选地，所述一级汇流箱、所述一级备用汇流箱、所述二级汇流箱、所述二级备用汇流箱、所述三级汇流箱以及所述三级备用汇流箱内均设置有控制面板，所述控制面板分别与线路监测组件、通讯模组、进线侧断路器和出线侧断路器电连接，所述二级汇流箱、所述二级备用汇流箱、所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱内还设置有多路电源切换模块，所述多路电源切换模块与所述控制面板电连接；所述输电线缆与所述进线侧断路器电连接，所述进线侧断路器与汇流排电连接，所述汇流排与所述出线侧断路器电连接，所述出线侧断路器与所述多路电源切换模块电连接。
[0015]
优选地，所述控制面板内设置有蓄电池，所述蓄电池与dsp芯片电连接，所述dsp芯片分别与线路监测组件、所述通讯模组、所述进线侧断路器，所述出线侧断路器以及所述多路电源切换模块电连接。
[0016]
优选地，所述线路监测组件包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器分别串联在所述进线侧断路器的进线侧以及所述出线侧断路器的进线侧，所述霍尔电流传感器与所述dsp芯片电连接。
[0017]
优选地，所述线路监测组件包括火焰探测器和温度传感器，所述火焰探测器和所述温度传感器均与所述dsp芯片电连接。
[0018]
优选地，所述通讯模组包括rs485通讯模块和zigbee通讯模块，所述rs485 通讯模块和所述zigbee通讯模块均与所述dsp芯片电连接。
[0019]
优选地，所述一级汇流箱通过rs485通讯总线与所述一级备用汇流箱通讯连接，所述二级汇流箱通过rs485通讯总线与所述二级备用汇流箱通讯连接，所述三级汇流箱通过rs485通讯总线与所述三级备用汇流箱通讯连接；所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱均与所述一级汇流箱和所述一级备用汇流箱无线通讯连接，所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱均与所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱无线通讯连接。
[0020]
优选地，所述综合管理平台包括系统主机和所述系统服务器，所述系统主机与所述系统服务器通讯连接，所述系统主机分别与所述一级汇流箱、所述一级备用汇流箱、所述二级汇流箱、所述二级备用汇流箱、所述三级汇流箱以及所述三级备用汇流箱无线通讯。
[0021]
与现有技术相比，有益效果在于：
[0022]
本技术通过一级汇流箱、一级备用汇流箱、二级汇流箱、二级备用汇流箱、三级汇流箱和三级备用汇流箱整体组成一备一用双汇流支路，一级汇流箱和一级备用汇流箱、二级汇流箱和二级备用汇流箱之间可实现通讯，二级汇流箱和二级备用汇流箱可与三级汇流箱和三级备用汇流箱实现通讯，一旦部分节点汇流箱出现故障，可紧急切换到备用支路进行供电，同时故障节点向综合管理平台发送故障信息，保证电力传输的稳定性，并且实现了各传输节点状态的精确监测，便于工作人员定点检修。
附图说明
[0023]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]
图1是本技术的整体系统图。
[0025]
图2是本技术中二级汇流箱和二级备用汇流箱的工作原理框图。
[0026]
图3是本技术的工作流程图。
具体实施方式
[0027]
本技术提出了一种光伏电站直流侧运维管理系统，包括一级汇流箱、一级备用汇流箱、二级汇流箱、二级备用汇流箱、三级汇流箱以及三级备用汇流箱，所述一级汇流箱和所述一级备用汇流箱均与逆变模组电连接，所述一级汇流箱与所述一级备用汇流箱通讯连接；所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱均与所述一级汇流箱和所述一级备用汇流箱电连接，所述二级汇流箱与所述二级备用汇流箱通讯连接，所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱均与所述一级汇流箱和所述一级备用汇流箱通讯连接；所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱分别与输电线缆电连接，所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱均与所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱电连接，所述三级汇流箱与所述三级备用汇流箱通讯连接，所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱均与所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱通讯连接；所述一级汇流箱、所述一级备用汇流箱、所述二级汇流箱、所述二级备用汇流箱、所述三级汇流箱以及所述三级备用汇流箱均与综合管理平台通讯连接。
[0028]
本技术通过一级汇流箱、一级备用汇流箱、二级汇流箱、二级备用汇流箱、三级汇流箱和三级备用汇流箱整体组成一备一用双汇流支路，一级汇流箱和一级备用汇流箱、二级汇流箱和二级备用汇流箱之间可实现通讯，二级汇流箱和二级备用汇流箱可与三级汇流箱和三级备用汇流箱实现通讯，一旦部分节点汇流箱出现故障，可紧急切换到备用支路进行供电，同时故障节点向综合管理平台发送故障信息，保证电力传输的稳定性，并且实现了各传输节点状态的精确监测，便于工作人员定点检修。
[0029]
以下结合附图1-3，对本发明的技术方案作进一步阐释：
[0030]
如图1-图3所示，本技术的实施例公开了一种光伏电站直流侧运维管理系统，包括一级汇流箱、一级备用汇流箱、二级汇流箱、二级备用汇流箱、三级汇流箱以及三级备用汇流箱，所述一级汇流箱和所述一级备用汇流箱均与逆变模组电连接，一级汇流箱和所述一级备用汇流箱并联组成一级汇流支路，所述一级汇流箱与所述一级备用汇流箱通讯连接。也就是说，一级汇流箱和一级备用汇流箱整体并联组成一级汇流支路，一级汇流支路用于汇集各分路直流电然后将各分路直流电送至逆变模组转换为高压交流电，一级汇流箱和一级备用汇流箱之间可相互通讯，当一级汇流箱运行异常时，一级汇流箱可自动投切以及备用汇流箱进行持续向逆变模组供电，保证供电的稳定性，同时一级汇流箱向综合管理平台反馈异常信息。
[0031]
所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱均与所述一级汇流箱和所述一级备用汇流箱电连接，所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱并联组成二级汇流支路，所述二级汇
流箱与所述二级备用汇流箱通讯连接，所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱均与所述一级汇流箱和所述一级备用汇流箱通讯连接。也就是说，二级汇流箱和二级备用汇流箱并联整体组成二级汇流支路，利用二级汇流支路将次级风路直流电汇集转送至一级汇流电路中，在二级汇流支路运行过程中，二级汇流箱和二级备用汇流箱之间可相互通讯，并且二级汇流箱和二级备用汇流箱与一级汇流箱和一级备用汇流箱之间可相互通讯，当一级汇流箱出现障碍时，投切为一级备用汇流箱的同时，一级汇流箱与二级汇流箱或者二级备用汇流箱通讯，二级汇流箱或者二级备用汇流箱输出线路可同步切换至一级备用汇流箱继续供电；当二级汇流箱运行异常时，二级汇流箱与二级备用汇流箱相互通讯，二级备用汇流箱投切使用继续向上一级汇流箱供电。
[0032]
所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱分别与输电线缆电连接，所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱并联组成三级汇流支路，所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱均与所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱电连接，所述三级汇流箱与所述三级备用汇流箱通讯连接，所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱均与所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱通讯连接。也就是说，三级汇流箱和三级备用汇流箱并联组成三级汇流支路，本技术实施例中三级汇流支路为基础汇流支路直接接入各输电线缆，三级汇流箱和三级备用汇流箱之间可相互通讯，当二级汇流箱出现运行异常时，投切二级备用汇流箱运行的同时，二级汇流箱与三级汇流箱或三级备用汇流箱相互通讯，三级汇流箱或者三级备用汇流箱输出电路投切接入二级备用汇流箱运行；当三级汇流箱出现运行异常时，三级汇流箱与三级备用汇流箱相互通讯切换为三级备用汇流箱运行。
[0033]
所述一级汇流箱、所述一级备用汇流箱、所述二级汇流箱、所述二级备用汇流箱、所述三级汇流箱以及所述三级备用汇流箱均与综合管理平台通讯连接。也就是说，一级汇流箱、一级备用汇流箱、二级汇流箱、二级备用汇流箱、三级汇流箱以及三级备用汇流箱运行数据实时传输至综合管理平台，工作人员可通过综合管理平台调取查询各汇流箱运行历史数据，便于分析各汇流箱运行变化趋势。
[0034]
具体地，所述综合管理平台包括系统主机和所述系统服务器，所述系统主机与所述系统服务器通讯连接，所述系统主机分别与所述一级汇流箱、所述一级备用汇流箱、所述二级汇流箱、所述二级备用汇流箱、所述三级汇流箱以及所述三级备用汇流箱无线通讯。也就是说，各级汇流箱运行数据可实时传输至系统主机，系统主机将接收的运行数据存储到系统服务器内，便于工作人员进行调取历史数据分析光伏电站直流侧各节点运行数据变化。
[0035]
在一些实施例中，所述一级汇流支路、所述二级汇流支路以及所述三级汇流支路依次串联组成光伏电站直流侧汇流支路。也就是说，通过一级汇流支路、二级汇流支路以及三级汇流支路整体组成直流侧双汇流支路，可大大保障直流供电的稳定性。
[0036]
具体地，所述二级汇流支路和所述三级汇流支路均设置为两组，两组所述二级汇流支路均与所述一级汇流支路串联，两组所述二级汇流支路分别与两组所述三级汇流支路串联；两组所述二级汇流支路和两组所述三级汇流支路均设置为一组备用汇流支路和一组投切汇流支路。也就是说，两组二级汇流支路分别设置为一组备用汇流支路和一组投切汇流支路，两组三级汇流支路同样分别设置为一组备用汇流支路和一组投切汇流支路，整个直流侧输电线路设置为一备一用，一旦部分节点出现运行异常，可紧急切换备用支路继续
供电，增强整体直流侧输电稳定性。
[0037]
所述一级汇流箱、所述一级备用汇流箱、所述二级汇流箱、所述二级备用汇流箱、所述三级汇流箱以及所述三级备用汇流箱内均设置有控制面板，所述控制面板分别与线路监测组件、通讯模组、进线侧断路器和出线侧断路器电连接，所述二级汇流箱、所述二级备用汇流箱、所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱内还设置有多路电源切换模块，所述多路电源切换模块与所述控制面板电连接；所述输电线缆与所述进线侧断路器电连接，所述进线侧断路器与汇流排电连接，所述汇流排与所述出线侧断路器电连接，所述出线侧断路器与所述多路电源切换模块电连接。也就是说，在各级汇流箱内布置有线路监测组件，利用线路监测组件可监测汇流箱内汇集电流和分支电流运行变化以及汇流箱内是否出现异常，各汇流箱通过通讯模组可实现与上级汇流箱、同级汇流箱以及同级汇流箱之间的相互通讯，当某个节点汇流箱出现故障时，相关汇流箱会快速响应控制多路电源切换模块切换输电线路，保证输电线路的可靠性。需要注意的是，本技术的实施例中多路电源切换模块选用ats智能转换开关。
[0038]
具体地，所述控制面板内设置有蓄电池，所述蓄电池与dsp芯片电连接，所述dsp芯片分别与线路监测组件、所述通讯模组、所述进线侧断路器，所述出线侧断路器以及所述多路电源切换模块电连接。也就是说，利用dsp芯片接收各探测组件的探测信号，dsp芯片根据探测信号判断是否在预设安全范围内，当运行数据出现异常时，dsp芯片控制进线侧断路器、出线侧断路器或多路电源切换模块动作，进行快速投切备用线路。
[0039]
在一些实施例中，所述线路监测组件包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器分别串联在所述进线侧断路器的进线侧以及所述出线侧断路器的进线侧，所述霍尔电流传感器与所述dsp芯片电连接。也就是说，在进线侧断路器的进线侧设置霍尔电流传感器监测进线侧分路电流参数，在出线侧断路器的进线侧设置霍尔电流传感器监测汇集电流参数，dsp芯片将分路电流参数阈值与各分路标准电流参数阈值比对以及同时汇流电流参数与标准汇流电流参数阈值比对，当分路电流参数正常，汇流电流参数异常时，dsp芯片通过通讯模组向综合管理平台发送异常信息，dsp芯片控制进线侧断路器断开，同时dsp芯片向下一级汇流箱发送切换信号，下一级汇流箱接收到切换信号后，控制多路电源切换模块投切到上一级备用汇流箱供电。
[0040]
在一些实施例中，所述线路监测组件包括火焰探测器和温度传感器，所述火焰探测器和所述温度传感器均与所述dsp芯片电连接。也就是说，在各级汇流箱内还配置有火焰探测器和温度传感器，利用火焰探测器和温度传感器综合监测汇流箱内是否出现电气火灾，避免出现误判，当汇流箱内出现电气火灾时， dsp芯片快速控制出线侧断路器和进线侧断路器断开，同时dsp芯片向下一级汇流箱发送投切信号，下一级汇流箱接收到切换信号后，控制多路电源切换模块投切到上一级备用汇流箱供电。
[0041]
所述通讯模组包括rs485通讯模块和zigbee通讯模块，所述rs485通讯模块和所述zigbee通讯模块均与所述dsp芯片电连接；所述一级汇流箱通过 rs485通讯总线与所述一级备用汇流箱通讯连接，所述二级汇流箱通过rs485 通讯总线与所述二级备用汇流箱通讯连接，所述三级汇流箱通过rs485通讯总线与所述三级备用汇流箱通讯连接；所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱均与所述一级汇流箱和所述一级备用汇流箱无线通讯连接，所述三级汇流箱和所述三级备用汇流箱均与所述二级汇流箱和所述二级备用汇流箱无线通讯
连接。也就是说，通过在各级汇流箱内同时配置rs485通讯模块和zigbee通讯模块，在针对同级汇流箱之间优先采用rs485通讯协议，保证同级汇流箱之间的快速响应以及信号传输的稳定性，并且当同级汇流箱之间的通讯线缆出现故障时，仍可以通过zigbee通讯模块相互通讯，保证同级汇流箱信号传输的可靠性；通过在各级汇流箱之间布置zigbee通讯模块可省去传统布线，在一定程度降低基础设施的施工成本。
[0042]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。