一種無功補償數據傳輸設備的製作方法
2024-02-10 02:51:15
一種無功補償數據傳輸設備的製作方法
【專利摘要】本申請提供了一種無功補償數據傳輸設備，對於高壓電網側集中控制器輸出的電信號，由第一光電轉換裝置將其轉換成光信號，再利用光纖將該光信號快速傳輸到負荷側的第二光電轉換裝置，從而將該光信號轉換成光伏逆變器可識別的電信號，以控制對應光伏逆變器的工作狀態，由此可見，本實用新型能夠很好地解決採用光伏逆變器進行動態無功補償時的數據高速遠距離傳輸問題，實現了快速動態補償。
【專利說明】一種無功補償數據傳輸設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光伏系統領域，具體涉及一種無功補償數據傳輸設備。
【背景技術】
[0002]目前，常規的光伏併網功率調節系統，其將光伏陣列的直流電能轉換為與電網同頻同相的交流電能並饋送給電網過程中，在無明確要求時，通常不會主動發出無功功率，雖然其具有較高的併網功率因數，但是對於無功補償容量不足的用戶，容易造成用戶的平均功率因數很低，甚至不能滿足併網要求，要增加用戶的功率因數調整電費。因此，在現有的集中型光伏電站或分布式光伏電站中，通常都會採用低速雙絞線通信方式實現數據傳輸即向光伏逆變器發送無功指令，然而，當需要遠距離傳輸數據時，雙絞線的數據傳輸速度低且可靠性差，無法滿足快速動態補償要求。
實用新型內容
[0003]有鑑於此，本實用新型提供了一種無功補償數據傳輸設備，解決了現有技術中利用電纜進行遠距離數據傳輸時，數據傳輸速度低且可靠性差的技術問題。
[0004]為了實現上述目的，現提出的方案如下:
[0005]一種無功補償數據傳輸設備，包括:集中控制器、第一光電轉換裝置、光纖、第二光電轉換裝置和至少一臺光伏逆變器，其中，
[0006]所述集中控制器分別與所述第一光電轉換裝置和高壓電網計量專用互感器二次側相連；
[0007]所述第一光電轉換裝置通過所述光纖與所述第二光電轉換裝置相連；
[0008]所述至少一臺光伏逆變器分別與所述第二光電轉換裝置相連。
[0009]優選的，所述第一光電轉換裝置具體為第一光電轉換器，所述第二光電轉換裝置具體為第一 CAN光電轉換器。
[0010]優選的，所述第二光電轉換裝置包括:與所述至少一臺光伏逆變器數量相同的第二光電轉換器，且所述第二光電轉換器與所述光伏逆變器一一對應相連；
[0011]所述第一光電轉換裝置包括:與所述至少一臺光伏逆變器數量相同的第二 CAN光電轉換器，且所述第二 CAN光電轉換器通過所述光纖與所述第二光電轉換器一一對應相連。
[0012]優選的，所述第一光電轉換裝置和所述第二光電轉換裝置具體均為第一 CAN光纖中繼器。
[0013]優選的，所述集中控制器包括:與所述第一光電轉換器相連的第一單端/差分互換電路；
[0014]所述第一光電轉換器包括:與所述第一單端/差分互換電路相連的第二單端/差分互換電路。
[0015]優選的，所述第一 CAN光電轉換器通過CAN總線與所有光伏逆變器相連。
[0016]優選的，所述集中控制器通過CAN總線與所有的第二 CAN光電轉換器相連。
[0017]優選的，每臺光伏逆變器均包括與所述光伏逆變器一一對應的所述第二光電轉換器相連的第三單端/差分互換電路；
[0018]每個所述第二光電轉換器中均包括:與所述第三單端/差分互換電路相連的第四單端/差分互換電路。
[0019]優選的，所述光伏逆變器和所述集中控制器均通過CAN總線與對應的所述第一CAN光纖中繼器相連。
[0020]優選的，當兩相鄰光伏逆變器的距離超過預設範圍時，所述相鄰光伏逆變器之間的CAN總線上設置有兩個通過所述光纖相連的第二 CAN光纖中繼器。
[0021]經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本實用新型提供了一種無功補償數據傳輸設備，對於高壓電網側集中控制器輸出的電信號，由第一光電轉換裝置將其轉換成光信號，再利用光纖將該光信號快速傳輸到高壓電網負荷側的第二光電轉換裝置，從而將該光信號轉換成光伏逆變器可識別的電信號，以控制對應光伏逆變器的工作狀態，由此可見，本實用新型能夠很好地解決採用光伏逆變器進行動態無功補償時的數據高速遠距離傳輸問題，實現了快速動態補償。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本實用新型一種無功補償數據傳輸設備的結構示意圖；
[0024]圖2為本實用新型另一種無功補償數據傳輸設備的結構示意圖；
[0025]圖3為本實用新型又一種無功補償數據傳輸設備的結構示意圖；
[0026]圖4為本實用新型又一種無功補償數據傳輸設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0028]本實用新型提供了一種無功補償數據傳輸設備，對於高壓電網側集中控制器輸出的電信號，由第一光電轉換裝置將其轉換成光信號，再利用光纖將該光信號快速傳輸到高壓電網負荷側的第二光電轉換裝置，從而將該光信號轉換成光伏逆變器可識別的電信號，
以控制對應光伏逆變器的工作狀態，由此可見，本實用新型本實用新型能夠很好地解決採用光伏逆變器進行動態無功補償時的數據高速遠距離傳輸的技術問題，實現了快速動態補m
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[0029]實施例一:
[0030]如圖1所示，為本實用新型一種無功補充數據傳輸設備的結構示意圖，該數據傳輸設備可以包括:集中控制器100、第一光電轉換裝置200、光纖300、第二光電轉換裝置400和至少一臺光伏逆變器500，其中，
[0031]集中控制器100分別與第一光電轉換裝置200和高壓電網計量專用互感器二次側相連。
[0032]第一光電轉換裝置200通過光纖300與第二光電轉換裝置400相連。
[0033]至少一臺光伏逆變器500分別與第二光電轉換裝置400和高壓電網的負荷相連。
[0034]在本實施例的實際應用中，通常利用電壓互感器PT和電流互感器CT與高壓電網相連，採集該高壓電網的電壓信號和電流信號，並發送給集中控制器，之後，該集中控制器將會對接收到的電壓和電流信號進行二次隔離採樣、調理等處理，並對處理所得信號進行運算，得到包含有電網電壓和無功補償相關數據的電信號，以便控制光伏逆變器的工作狀態和發無功量的大小，實現動態無功補償。
[0035]對於集中控制器輸出的電信號的傳輸，本實用新型利用第一光電轉換裝置200將集中控制器輸出的電信號轉換成光信號，並通過光纖300輸送給第二光電轉換裝置400，以使該第二光電轉換裝置400將所得光信號轉換成電信號，並發送給相應的光伏逆變器500，從而實現數據的快速且可靠傳輸，進而實現了高壓電網無功的快速動態補償。
[0036]實施例二:
[0037]如圖2所示，在上述實施例一的基礎上，第一光電轉換裝置200具體可以為第一光電轉換器201，用於將集中控制器輸出的CAN電信號轉換成光信號，以便光纖對該光信號進行傳輸，以提高傳輸速度和可靠性。
[0038]第二光電轉換裝置400具體可以為第一 CAN光電轉換器401，其中，該第一 CAN光電轉換器401具有光電信號互換和總收發控制雙重功能，當其接收到光纖傳輸的光信號後，會將其轉換成電信號並輸出。
[0039]在本實施例中，該第一 CAN光電轉換器401通過CAN總線與每一光伏逆變器500相連，使其輸出的電信號輸送至相應的光伏逆變器。
[0040]在上述實施例二的基礎上，即集中控制器100包括:處理器、隔離採樣電路和信號調理電路(圖2中未給出)，隔離採樣電路對電流互感器CT和電壓互感器PT檢測到的電壓和電流信號進行二次隔離採樣後，將所得信號發送給信號調理電路進行處理，所得信號將會由處理器進行運算，從而得到包含有電網電壓和無功補償相關數據的單端信號並輸出。本實用新型還可以進一步優化，即為增強集中控制器100與第一光電轉換器201之間信號傳輸抗幹擾性及板間傳輸距離，改用差分信號進行對接，可以在集中控制器100中增加一個第一單端/差分互換電路101，並在第一光電轉換器201中增加第二單端/差分互換電路2011。處理器得到上述單端信號後，將由第一單端/差分互換電路101將其轉換成差分信號發送給第二單端/差分互換電路2011，進行差分/單端轉換，得到對應的單端信號再進行電光轉換，通過光纖將所得光信號傳輸至第一 CAN光電轉換器，經光電轉換後，將所得電信號通過CAN總線的CANH、CANL輸送給相應的光伏逆變器。
[0041]由上述分析可知，本實用新型實施例實現了集中控制器和光伏逆變器高速遠距離通信，抗幹擾能力強，保證了數據傳輸的可靠性，非常適用於光伏逆變器之間的距離較近的場合。
[0042]實施例三:
[0043]如圖3所示，在上述實施例一的基礎上，第二光電轉換裝置400可以包括:與至少一臺光伏逆變器500數量相同的第二光電轉換器402，且第二光電轉換器402與光伏逆變器500——對應相連。
[0044]第一光電轉換裝置200包括:與至少一臺光伏逆變器500數量相同的第二 CAN光電轉換器202,且第二 CAN光電轉換器202通過光纖300與第二光電轉換器402 對應相連。其中，需要說明的是，該光纖300的根數與光伏逆變器500的數量相同。
[0045]另外，集中控制器100通過CAN總線與所有的第二 CAN光電轉換器202相連。
[0046]優選的，如圖3所示，為增強每臺光伏逆變器500與第二光電轉換器402之間信號傳輸抗幹擾性及板間傳輸距離，可用差分信號進行對接，即可以在每臺光伏逆變器中增設第三單端/差分互換電路501，並在與該光伏逆變器一一對應的第二光電轉換器中增加第四單端/差分互換電路4021，，需要說明的是，第三單端/差分互換電路501和第四單端/差分互換電路4021兩者與施例二中相應功能部分的結構及其功能相同，即實現單端信號和差分信號的相互轉換。
[0047]綜上，本實施例將CAN總線設置在集中控制器側，並通過光纖實現數據的傳輸，進一步提高了數據傳輸的可靠性，適用於對通信可靠性要求較高的場合。
[0048]實施例四:
[0049]如圖4所示，在上述實施例一的基礎上，第一光電轉換裝置200和第二光電轉換裝置400均可以採用第一 CAN光纖中繼器203和403，並通過CAN總線與相應的集中控制器100或光伏逆變器500相連，其中，第一 CAN光纖中繼器203與第一 CAN光纖中繼器403之間通過光纖300相連。
[0050]在本實用新型實施例中，集中控制器100和光伏逆變器500中均設置由CAN總線接口。
[0051]實際應用中，集中控制器100經CAN總線輸送至第一 CAN光纖中繼器203的電信號，經電光轉換後，所得光信號經光纖遠距離傳輸至第一 CAN光纖中繼器403 (其位於光伏逆變器側)，經光電轉換後，所得電信號即CAN總線信號經CAN總線輸送至相應的光伏逆變器500。顯然，相對於現有技術中利用電纜傳輸數據相比，本實用新型採用光纖進行數據傳輸，保證了數據傳輸可靠想，且提高了數據傳輸速度。
[0052]優選的，當相鄰的光伏逆變器之間距離超過預設範圍(可根據經驗確定)時，為了更進一步提高數據傳輸速度，本實用新型實施例可以在上述實施例二到實施例四的任意一個實施例的基礎上，在該相鄰光伏逆變器之間增設兩個通過光纖相連的第二 CAN光纖中繼器，其數據傳輸過程與實施例四的上述描述過程類似，在此將不再贅述。
[0053]其中，對於上述各實施例需要說明的是，高壓電網是經過降壓變壓器降壓處理後連接負荷。當該負荷存在低壓負荷和高壓負荷之分時，本實用新型所提供的上述各實施例所述的無功補償數據傳輸設備既可實現對低壓負荷的數據傳輸，又可實現對高壓負荷的數據傳輸，對於前者，需再經過一個降壓變壓器才能為低壓負荷供電，而後者中，光伏逆變器需經過升壓變壓器與高壓負荷相連。
[0054]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0055]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種無功補償數據傳輸設備，其特徵在於，包括:集中控制器、第一光電轉換裝置、光纖、第二光電轉換裝置和至少一臺光伏逆變器，其中， 所述集中控制器分別與所述第一光電轉換裝置和高壓電網計量專用互感器二次側相連； 所述第一光電轉換裝置通過所述光纖與所述第二光電轉換裝置相連； 所述至少一臺光伏逆變器分別與所述第二光電轉換裝置相連。
2.根據權利要求1所述設備，其特徵在於，所述第一光電轉換裝置具體為第一光電轉換器，所述第二光電轉換裝置具體為第一 CAN光電轉換器。
3.根據權利要求1所述設備，其特徵在於，所述第二光電轉換裝置包括:與所述至少一臺光伏逆變器數量相同的第二光電轉換器，且所述第二光電轉換器與所述光伏逆變器一一對應相連； 所述第一光電轉換裝置包括:與所述至少一臺光伏逆變器數量相同的第二 CAN光電轉換器，且所述第二 CAN光電轉換器通過所述光纖與所述第二光電轉換器一一對應相連。
4.根據權利要求1所述設備，其特徵在於，所述第一光電轉換裝置和所述第二光電轉換裝置均為第一 CAN光纖中繼器。
5.根據權利要求2所述設備，其特徵在於，所述集中控制器包括:與所述第一光電轉換器相連的第一單端/差分互換電路； 所述第一光電轉換器包括:與所述第一單端/差分互換電路相連的第二單端/差分互換電路。
6.根據權利要求5所述設備，其特徵在於，所述第一CAN光電轉換器通過CAN總線與所有光伏逆變器相連。
7.根據權利要求3所述設備，其特徵在於，所述集中控制器通過CAN總線與所有的第二CAN光電轉換器相連。
8.根據權利要求7所述設備，其特徵在於，每臺光伏逆變器均包括與所述光伏逆變器 對應的所述第二光電轉換器相連的第三單端/差分互換電路； 每個所述第二光電轉換器中均包括:與所述第三單端/差分互換電路相連的第四單端/差分互換電路。
9.根據權利要求4所述設備，其特徵在於，所述光伏逆變器和所述集中控制器均通過CAN總線與對應的所述第一 CAN光纖中繼器相連。
10.根據權利要求1-9任一項所述設備，其特徵在於，當兩相鄰光伏逆變器的距離超過預設範圍時，所述相鄰光伏逆變器之間的CAN總線上設置有兩個通過所述光纖相連的第二CAN光纖中繼器。
【文檔編號】H02J3/18GK203983997SQ201420360869
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】王志成, 李俊, 陶磊, 馮紀歸, 範純漿, 程林 申請人:陽光電源股份有限公司