主动检测式孤岛判断和防护装置的制作方法

1.本实用新型涉及分布式发电并网保护技术领域，具体涉及主动检测式孤岛判断和防护装置。


背景技术：

2.随着分布式发电技术的不断发展，分布式发电系统作为并网电源在电网中所占比例也在不断提高。孤岛现象是指当主电网断开时，分布式发电系统继续向负载供电形成了自给供电的孤岛。非计划孤岛会给电网稳定运行带来严重的问题，因此如何在分布式发电系统中将孤岛识别出来成为了关键。传统的孤岛检测方法多采用被动检测法，是指不外加任何扰动，通过采集本地信号进行孤岛检测，如申请号为201921065995.4，专利名称为防孤岛保护测控装置的专利文件中记载了，防孤岛保护装置具有过电压、低电压、频率过高、频率过低、逆功率、外部联跳、频率突变等保护等国网标准的保护功能，但是被动检测法原理简单，易于实现，缺点是检测盲区大。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是，提出主动检测式孤岛判断和防护装置，通过向逆变器中注入电流扰动的主动检测方法，检测孤岛发生，可以很大程度上减少检测盲区。
4.本实用新型的主动检测式孤岛判断和防护装置，包括ac模块、cpu模块、开出模块、开入模块和电流扰动产生模块。
5.所述的ac模块，用于采集并网电源逆变器输出端的电压、电流值，以及pcc点电压值。
6.所述ac模块包括电压互感器、电流互感器、低通滤波电路、ad采样电路，所述电压互感器、电流互感器分别通过低通滤波电路与ad采样电路的输入端相连接，所述ad采样电路的输出端与cpu模块的输入端相连接。
7.所述开入模块包括第一光耦隔离电路和开入量接口电路，所述第一光耦隔离电路的输入端与外部开入量相连接，所述第一光耦隔离电路的输出端通过开入量接口电路与cpu模块的开入量输入端相连接。
8.所述开出模块包括第二光耦隔离电路和第一开出量接口电路，所述第一开出量接口电路的输入端与cpu模块的开出量输出端相连接，所述第一开出量接口电路的输出端通过第二光耦隔离电路与外部的继电器相连接。
9.电流扰动产生模块，与所述cpu模块相连接，用于根据cpu模块的控制信号输出扰动电流。电流扰动产生模块的输出端与外部的逆变器连接，向逆变器输出扰动电流。
10.进一步的，还包括有线通信模块和无线通信模块，cpu模块与有线通信模块以及无线通信模块连接。
11.进一步的，还包括有lcd显示屏和键盘，所述的lcd显示屏和键盘分别与cpu模块连接。lcd显示屏用于显示电流电压等数据，键盘用于设置电压阈值、查看数据等。
12.有益效果：本实用新型通过主动检测法向并网电源中的逆变器引入电流扰动信号，进而进行孤岛检测判定，检测盲区小，灵敏度高。当需要采用被动式检测时，cpu模块向电流扰动产生模块输出停止扰动电流输出的命令，本实用新型装置仍可以通过ac模块被动检测并网电源逆变器输出端的电压、电流值，通过被动检测方法判断孤岛发生。
附图说明
13.图1是本实用新型的电路连接框图。
14.图2本实用新型的箱体分解结构示意图。
15.图3是本实用新型的外观结构示意图。
具体实施方式
16.如图1所示，本实用新型的主动检测式孤岛判断和防护装置，包括ac模块、cpu模块、开出模块、开入模块、电流产生模块和通信模块。
17.所述的ac模块，用于采集并网电源逆变器输出端的电压、电流值，以及pcc点电压值。
18.所述ac模块包括电压互感器、电流互感器、低通滤波电路、ad采样电路，所述电压互感器、电流互感器分别通过低通滤波电路与ad采样电路的输入端相连接，所述ad采样电路的输出端与cpu模块的输入端相连接。
19.开出模块，用于接收cpu模块的开出量信号，并驱动开出继电器。
20.开入模块，用于测量开入量信号，并传输给cpu模块。
21.所述开入模块包括第一光耦隔离电路和开入量接口电路，所述第一光耦隔离电路的输入端与外部开入量相连接，所述第一光耦隔离电路的输出端通过开入量接口电路与cpu模块的开入量输入端相连接。
22.所述开出模块包括第二光耦隔离电路和第一开出量接口电路，所述第一开出量接口电路的输入端与cpu模块的开出量输出端相连接，所述第一开出量接口电路的输出端通过第二光耦隔离电路与外部的出口继电器相连接。
23.电流扰动产生模块，与所述cpu模块相连接，用于根据cpu模块的控制信号输出扰动电流。
24.本实用新型的主动检测式孤岛判断和防护装置还包括有线通信模块和无线通信模块，cpu模块与有线通信模块以及无线通信模块连接，cpu模块通过线通信模块和/或无线通信模块实现所述cpu模块与上位机通讯；所述有线通信模块包括rs232、接口模块或/和rs485接口模块。所述无线通信模块包括wifi模块或gprs模块。
25.本实用新型的主动检测式孤岛判断和防护装置还包括lcd显示屏和键盘，所述的lcd显示屏和键盘分别与cpu模块连接，lcd显示屏用于显示当前测得的电压电流数据，键盘用于对阈值的设定及数据查看等操作。
26.cpu模块控制电流扰动产生模块通过逆变器向电网中注入扰动电流，正常运行时，由于主电网阻抗很小，由此产生的pcc点电压改变也很小；所述的pcc点是指主电网与并网电源之间的公共连接点，一旦主电网断开，负载阻抗较大，则pcc点电压会发生明显的变化，在超出阈值后触发过压保护。本实用新型中ac模块中的电压互感器、电流互感采集并网电
源逆变器输出端的电压、电流值的同时，还采集pcc点电压，并将采集到pcc点电压数据传送到cpu模块，cpu模块通过pcc点电压变化值来判断孤岛发生，当电压变化范围超出设定的阈值后触发过压保护，cpu模块发出控制信号将并网电源断开。
27.由于主动式检测法会对电网造成扰动，被动式检测法存在检测盲区，因此混合式检测法通常能够根据不同工况对检测方法进行选择：当需要采用被动式检测时，上位机可以通过有线通讯模块或无线通讯模块向cpu发送指令，停止主动检测，cpu模块向电流扰动产生模块输出停止扰动电流输出的命令，本实用新型装置仍可以通过ac模块被动检测并网电源逆变器输出端的电压、电流值，通过被动检测方法判断孤岛发生，当判定为孤岛发生时，将并网电源断开。
28.如图2和3所示，本实用新型还包括箱体，所述的箱体包括两端开口的箱体本体100、设置在箱体本体100前端口的前面板200和设置在箱体本体100后端口的后面板300。前面板200与箱体本体100之间、后面板300与箱体本体100之间均通过螺钉固定连接。所述的箱体本体100为前后两端开口的长方体结构。
29.所述的ac模块、cpu模块、开出模块、开入模块、电流产生模块和通信模块均位于箱体中，lcd显示屏和键盘嵌入设置在前面板200中。后面板300中嵌入设置有接线端子用于接线。
30.箱体本体100两侧外表面上设置有滑槽和滑块，在滑块上与滑槽相邻的一侧设置有凸起，所述的凸起位于滑槽中，凸起的形状与滑槽相匹配；所述的滑槽分别为第一滑槽101和第二滑槽103，所述的滑块分别为第一滑块102和第二滑块104，第一滑槽101和第二滑槽103对称设置，第一滑块102位于第一滑槽101中，第一滑块102沿第一滑槽101滑动，第二滑块104位于第二滑槽103中，第二滑块104沿第二滑槽103滑动，第一滑槽101、第二滑槽103滑槽的方向均沿箱体前后方向设置，第一滑槽101和第二滑槽103结构相同，第一滑块102和第二滑块104结构相同。所述前面板200的尺寸大于箱体本体100前端口的尺寸。
31.本实用新型装置在往环网柜中安装时，先在环网柜门板上开设通孔，所述通孔尺寸与箱体本体100横截面的尺寸相同，将第一滑块102和第二滑块104从箱体本体100上滑落，将本实用新型装置从环网柜门板上的通孔中穿过，置于通孔中，第一滑块102和第二滑块104重新安装回第一滑槽101和第二滑槽103滑槽中，本实用新型的箱体本体100和前面板200分别位于环网柜门板的里外两侧，通过前面板200、第一滑块102和第二滑块104将本实用新型装置箱体卡在环网柜门板上，第一滑块102与箱体本体100之间、第二滑块104与箱体本体100之间再通过螺钉固定，可防止外力作用造成滑块与箱体本体100之间发生相对滑动。根据环网柜门空间的大小，可以选择将本实用新型箱体横装或竖装。本实用新型箱体的设计避免了通过螺钉将箱体固定在环网柜门板上，而是通过滑块固定的方式更方便拆装，也增加了箱体与环网柜门板的接触面积，使得固定的更牢固。