[發(fā)明專利]一種太陽能光伏電場(chǎng)箱式變電站監(jiān)控系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410820439.9
• 申請(qǐng)日: 2014-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN104578413A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周慶功
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海南泰新電氣成套設(shè)備工程有限公司
• 主分類號(hào): H02J13/00
• 分類號(hào): H02J13/00;H02S50/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能光伏電力監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種太陽能光伏電場(chǎng)箱式變電站監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

我國(guó)從1958年起就進(jìn)行光伏器件研究，70年代初成功地制造出空間光伏電源。70年代中期后，中國(guó)自制的光伏航標(biāo)燈、太陽燈塔、氣象及通訊用光伏電源開始使用，光伏應(yīng)用逐漸擴(kuò)大到地面并形成了中國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)。80年代，先后引進(jìn)了美國(guó)的單晶硅太陽電池和非晶硅太陽電池生產(chǎn)設(shè)備，是中國(guó)的光伏工業(yè)開始起步。目前我國(guó)大約有40多個(gè)研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)參與光伏技術(shù)研究與開發(fā)活動(dòng)。研究領(lǐng)域涉及太陽電池、光伏材料、光伏系統(tǒng)和部件等。光伏系統(tǒng)的研究與開發(fā)取得了很大進(jìn)展，主要包括100～500W控制／逆變成套設(shè)備、l～5kW光伏水泵系統(tǒng)、光伏照明系統(tǒng)、光伏電視系統(tǒng)、光伏通訊系統(tǒng)、氣象站光伏電源，集中式光伏電站以及5kW光伏并網(wǎng)示范系統(tǒng)等。在光伏部件方面，主要有高效率10kW，15kW逆變器及30kW正弦波逆變器等；同時(shí)還成功地研制出新型太陽電池及組件特性測(cè)試系統(tǒng)等等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至1997年我國(guó)安裝各類光伏系統(tǒng)總量(包括進(jìn)口系統(tǒng))已達(dá)l?1MW。近年來，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在我國(guó)得到了推廣應(yīng)用，先后建成20kW以上光伏電站7座，其中1998年在西藏安多縣海拔4500米處，建成世界最高的光伏電站，功率lOOkW。

從總體上來講，中國(guó)的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大差距，存在的主要問題是：

1、由于太陽光照射角度的動(dòng)態(tài)變化，致使我國(guó)目前的固定式單晶硅光伏電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率較低，多在11％～12％之間；組件的封裝水平較低，有的組件經(jīng)過3～5年的使用有發(fā)黃、起泡、焊線脫落、效率下降等現(xiàn)象；組件的實(shí)際使用壽命，也不如國(guó)外產(chǎn)品。至今尚無多晶硅光伏電池的生產(chǎn)工廠。控制器因電路復(fù)雜、不規(guī)范，造成控制器故障較多，給日后的維修帶來了麻煩。非晶硅光伏電池廠只能生產(chǎn)單結(jié)電池，穩(wěn)定性較差，轉(zhuǎn)換效率較低，尚不能生產(chǎn)雙結(jié)和三結(jié)電池。

2、由于我國(guó)地形復(fù)雜，太陽能資源分布不均，并且太陽能電站都是建立在野外，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)光伏發(fā)電的各項(xiàng)性能參數(shù)不能很好監(jiān)控，技術(shù)性能不夠高，可靠性較低，品種規(guī)格少，更談不上研究開發(fā)更先進(jìn)的產(chǎn)品。

3、目前國(guó)內(nèi)所生產(chǎn)的配電自動(dòng)化裝置僅能實(shí)現(xiàn)常規(guī)電氣量如電流、電壓、功率、功率因素諧波等的測(cè)量和顯示功能，在與用戶的互動(dòng)功能、用戶對(duì)用電選擇功能、以太網(wǎng)的通信功能等智能電網(wǎng)所要求的自愈、安全、兼容、協(xié)調(diào)、集成、優(yōu)質(zhì)、高效、交互等方面有較大的差距，特別是在兼容、自愈、交互等功能方面是空白。

4、傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化裝置和繼電保護(hù)是相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，設(shè)備裝態(tài)監(jiān)測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)并沒有在保護(hù)裝置的功能中實(shí)現(xiàn)，在應(yīng)用過程中國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品在安全接入和通信網(wǎng)無縫聯(lián)接方面還是空白。

5、目前晶體硅光伏電池組件的生產(chǎn)成本約為26-30元／W，平均售價(jià)約為40-45元／W，成本和售價(jià)均高于國(guó)外產(chǎn)品，在國(guó)際市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種太陽能光伏電場(chǎng)箱式變電站監(jiān)控系統(tǒng)，本發(fā)明采用各類傳感器對(duì)光伏電場(chǎng)箱式變電站的運(yùn)行電壓、電流、溫度、角度等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并通過現(xiàn)場(chǎng)總線采集變電站的負(fù)載設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，這些檢測(cè)數(shù)據(jù)都發(fā)送到高性能處理器將信號(hào)集中處理，并最終通過以太網(wǎng)總線、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上傳到遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控。整個(gè)系統(tǒng)形成一個(gè)完整的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，系統(tǒng)任何一個(gè)單元或者模塊出現(xiàn)故障都可以通過上述過程傳送到監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)可自動(dòng)控制相應(yīng)控制開關(guān)或者保護(hù)電路動(dòng)作，實(shí)行相應(yīng)的措施以保證系統(tǒng)平穩(wěn)可靠運(yùn)行。另外，系統(tǒng)的監(jiān)控也可通過遠(yuǎn)程智能終端以無線方式進(jìn)行，操作便捷。綜上，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、操作便捷、性能優(yōu)異、保密性強(qiáng)、靈活性好、穩(wěn)定可靠、成本較低、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性好、能實(shí)現(xiàn)各類監(jiān)控信息交互，智能化程度高。