[实用新型]并网接口控制器、并网接口装置及家庭分布式光伏电站

说明书

技术领域

本实用新型属于光伏发电领域，更具体涉及一种适用于家庭分布式光伏电站的并网接口装置。

背景技术

分布式光伏电站是指在用户现场或靠近用电现场，采用光伏组件，将太阳辐射能直接转换为电能的发电系统，具有小型分散化、靠近负荷、就地消纳等特点。作为分布式光伏电站的一种形式，家庭分布式光伏电站利用居民屋顶架设光伏阵列进行发电，通过并网开关就近接入220V/380V配电网，实现“自发自用，余电上网”的运行模式，这样在保证用户自身用电负荷的同时，还能将富余的电量销售给电力公司，为用户产生一定的收益。家庭分布式光伏电站主要有光伏组件、逆变器、蓄电池(可选)、光伏防雷交流箱及监控系统组成。

目前，大多数家庭分布式光伏电站通过并网开关直接接入220V/380V配电网。这种方式虽然节省了光伏发电的成本，但带来了如下问题：

1、保护功能不完善。在线路故障时，仅仅依靠并网开关的过流、欠压保护是不够的，这给安装家庭带来安全隐患；另外，当电网检修时，光伏系统可能会形成孤岛，这对检修安全造成极大威胁。

2、维护不方便。光伏监控系统配置了各种仪表、开关、防雷装置、电缆等器件，这些器件安装比较分散、接线复杂，且用户本身并非专业人员，使用维护起来比较繁琐。

3、系统可扩展性差。随着家庭分布式光伏电站的普及，配电网最终会形成独立的微电网控制模式，这就需要家庭分布式光伏电站具备对上、对下的通信交互接口，而目前的这种接入模式不能扩展上述功能。

为此，一些厂家专门开发了并网接口装置，如专利号CN201410164785.6提供了一种针对家庭光伏的保护设备，该设备具备保护、通信等功能。但控制方式只针对当前的配电网运行模式，未考虑未来的微电网运行模式，这可能导致用户后期需要更换监控设备，不利于用户投资的保值增值。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种兼顾近期配电网运行、远期微电网运行两种模式，集保护、计量、控制、通信于一体的结构紧凑、可维护性强且具有较大工程实用价值的适用于家庭分布式光伏电站的并网接口装置。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种并网接口控制器，包括DSP模块以及与DSP模块连接的通信模块、开出模块、HMI模块、双电源输入模块和信号采集模块，DSP模块通过通信模块与电能表、逆变器和配电网采控平台连接，DSP模块通过双电源输入模块输入市电和光伏电源，DSP模块通过信号采集模块采集母排电压和电流开关位置信号，DSP模块通过开出模块与并网开关连接。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种并网接口装置，包括控制箱以及位于控制箱内的防雷器、并网开关、双向电能表和上述的并网接口控制器，并网接口控制器与母排连接，并网接口控制器与并网开关连接，并网开关与逆变器接入端子连接，逆变器接入端子与防雷器连接，并网型接口控制器与并网接口信号端子连接。

在一些实施方式中，母排与双向电能表连接，双向电能表与入户开关连接，入户开关与公共网接入端子连接。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种家庭分布式光伏电站，包括光伏组件、并网型逆变器以及上述的并网接口装置，光伏组件与并网型逆变器连接，并网型逆变器与并网接口装置连接，并网接口装置的并网开关和入户开关分别与家庭配电箱连接，并网接口装置的双向电能表与配电网连接。

在一些实施方式中，家庭配电箱通过负荷开关与家庭负荷连接。

其有益效果为：在功能上，采用模块化的设计，将并网接口装置的功能细分为保护、控制、计量、通信等子模块。其中保护模块包括过压、过流、欠压、防孤岛等保护功能，用于在光伏系统或配电网出现故障时，及时切除故障，保证系统安全；控制模块包含了解列、并网等控制功能，可以由用户灵活选择配电网、微电网两种控制策略，从而兼顾当前、未来的并网控制需求；计量功能用于监视光伏上网电量、家庭电量等信息；通信功能包括对上、对下的双向通信，其中对上与对下级调度之间进行信息交互，对下与逆变器、电能表、储能控制器等进行通信。

在结构上，采用控制箱的模式将防雷器、并网开关、双向电能表、并网接口控制器等器件组合起来。为了简化用户接线，在控制箱内部完成上述器件之间的电气连接，并从控制箱内引出必要的外部接口以便用户接入逆变器、家庭配电箱等外部设备。

采用上述方案后，该并网接口装置具有功能丰富、结构紧凑、使用方便等特点，实现了装置的一机多能，本装置有助于提高家庭分布式光伏电站的安全性和自动化水平。有助于减轻用户的维护使用成本、节省用户投资。