[實用新型]支持太陽能取電的配電線路在線監測采集終端

有效

• 申請號: 201420736976.0
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN204190499U
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 盧峰;陳蕾;莊曉丹;朱義勇;蘇毅方;蔣建杰;張頁;周安仁;劉笑園;季旭;張兵;林才富;欽偉;崔小菱;邢翼;王震宇;聶崢
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網浙江省電力公司湖州供電公司;國網浙江長興縣供電公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J7/35
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 胡根良

技術領域

本實用新型實施例主要涉及配網配電技術，尤其涉及一種支持太陽能取電的配電線路在線監測采集終端。

背景技術

配電線路傳輸距離遠、支線多，多呈網狀結構，其故障查找非常困難。配電線路在線監測采集終端與智能線路故障指示器相配合，可實時監測線路的正常運行情況和故障發生過程，檢測并指示短路和接地故障。這將為配電線路對運行維護人員實時了解線路的運行狀況，故障發生后的定位、維修等帶來極大的便利。

由于架空線型的配電線路多位于野外，配電線路在線監測終端的供電將遇到極大的困難。目前通常的做法是將光伏電池與備用電源并聯使用。由光伏電池為備用電池充電，光伏電池與備用電池并聯后衛配電線路在線監測終端供電。由于需考慮多日的陰雨天氣，備用電池需支持配電線路在線監測終端10日以上的運行。

由于光伏電池的功率受天氣影響很大，其輸出極不穩定，從而無法有效控制對備用電池的充電電流。由于戶外夏季現場的高溫，而鋰電池在高溫環境下的運行具有一定的安全性隱患，在某些惡劣情況下，鋰電池會出現高溫鼓肚甚至爆裂等情況。因此備用電池多采用鉛酸電池與鎳氫電池，而這兩種備用電池的記憶效應均比較嚴重。無規律的充電電流將大大影響這兩種電池的使用壽命。此外，在備用電池的電放完之后，在短時間內只能依靠光伏電池的輸出為配電線路在線監測采集終端供能，而由于光伏電池的供電不穩定，也就無法使得配電線路在線監測采集終端穩定工作。

實用新型內容

本實用新型解決前述技術缺陷，提供一種支持太陽能取電的配電線路在線監測采集終端，用于與線路故障指示器配合以監測配電線路的運行情況，包括用于監測運行情況的信號處理部分，其改進在于增設與所述信號處理部分電連接的光伏自取電部分，用于將太陽能轉換為電能并輸出工作電壓，包括：光伏電池板，將太陽能轉換為電能并進行儲能；充電電路，連接所述光伏電池板，將電能轉換為所述工作電壓；以及連接于所述光伏電池板與充電電路之間的開關電路，用于控制光伏電池板與所述充電電路之間的直接接通，或者控制所述充電電路內各個電路的直接接通。

在一個實施例中，所述充電電路包括：備用電池，在配電線路負載長時間輸出功率不足的情況下提供穩定的工作電壓；超級電容，用于在短時間內對來自光伏電池板的能量進行緩存，以穩定光伏電池板的輸出電壓和功率，并且穩定所述備用電池的充電電流以及所述配電線路在線監測采集終端的工作電壓；以及充電管理電路，連接所述備用電池和超級電容之間以按照備用電池的類型而選擇相應的充電邏輯以延長所述備用電池的使用周期。

超級電容是一種介于傳統電容器與電池之間的、具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原電容電荷儲存電能。但在其儲能的過程中并不發生化學反應，這種儲能過程是可逆的。因此超級電容具有功率密度高、充放電時間短、循環壽命長、工作溫度范圍寬等明顯的優勢。

本實施例將光伏電池、超級電容、備用電池并聯使用，超級電容作為一個緩沖池，在光伏電池板受天氣影響而輸出功率變化的情況下，超級電容在短時間內承擔起為備用電池充電的任務，這在一定程度上穩定了備用電池的充電電流，從而不會間斷整個充電流程，提高了備用電池的充電效率，也大大提升了備用電池的使用壽命。

超級電容與光伏電池的并聯使用能在一定程度上穩定光伏電池的功率輸出，在備用電池放完電后也能在一定程度上改善配電線路在線監測采集終端的供電電源，提高配電線路在線監測采集終端的運行穩定性

在一個實施例中，所述充電邏輯為在一個預設周期內檢測所述備用電池的使用情況和電流負荷，從而穩定其輸出電流。

在一個實施例中，所述開關電路包括連接于光伏電池板與備用電池之間的并聯開關二極管D2,D3，防止所述備用電池向超級電容充電，或防止光伏電池板直接向備用電池充電。在另一個實施例中，所述開關電路包括連接于所述光伏電池板與備用電池之間的開關二極管D1，防止備用電池的電能回流至所述光伏電池板。

在一個實施例中，所述備用電池選用鎳氫電池或鉛酸電池。

在另一個實施例中，一種支持太陽能取電的配電線路在線監測采集終端，用于與線路故障指示器配合以監測三相配電線路的運行情況，其改進設計在于包括：連接配電線路的電源，它具有高壓線路自取電部分，用于從配電線路上獲取工作電壓，包括：光伏電池板，將配電線路上的能量轉換至線路二次側以進行隔離供電；充電電路，將此能量加以存儲并轉換為所述工作電壓；以及連接于所述光伏電池板與充電電路之間的開關電路，用于控制光伏電池板向所述充電電路直接充電；以及通信端，用于通過無線方式分別與所述線路故障指示器和遠端主站系統進行通信連接。