光伏汇流箱老旧“孤儿”备件替代关键技术研究与应用
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完成单位:中广核新能源洛浦有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-2-299
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
成果主要完成人
梁 涛、杨 健、刘彦攀、周立成、朱元疆、邵宇翔、何 明、徐东贤
项目概况
一、研究背景
结合不同厂家汇流箱的电气结构不同,制定统一的硬件平台,匹配各家汇流箱的软件协议,使得更换替代原汇流箱智能通信模块,即解决当下的汇流箱智能模块配件孤儿的问题,也考虑了当前所更换的智能配件将来不产生配件孤儿障碍。
二、技术管理难点
制定统一的硬件平台,匹配各家汇流箱的软件协议,使得更换替代原汇流箱智能通信模块,即解决当下的汇流箱智能模块配件孤儿的问题。新设计的光伏汇流监测单元是为满足光伏发电系统1000V等级汇流箱的需求所设计,将供电电源、母线电压采集、防雷器状态采集等与支路电流监测集成到一体,功能更齐全,便于安装和维护。为方便运营人员巡检操作,监测单元能就地设置RS485通讯地址及波特率,独有特点具备线路检测功能,人机界面显示测量电压、电流、温度、功率、防雷器状态、断路器状态及报警、当日发电量Kwh和支路离散率分析等数据。无线通信模块HS-PV-RF具备ID设置、频段信道选择功能,能有效保证原有数据流动路线和方向的前提下实现无线通信。
三、成果先进性
结合电站实际运行反馈情况和汇流箱的固有电气结构原理,应用一款符合所有汇流箱使用的汇流监测单元,使用数字电流采样,高低温通信设计和无线传输等新技术,解决电站通信不稳定,电源易坏,电流不准确等问题,同时采用技术参数冗余设计,方便后期使用要求拓展。
四、创新性
1、通过单片机加载通信电路和无线电路的方法,将RS485通信信号转换为射频信号。采用两个模块配对的方式,替代原电站中通信管理机到第一台汇流箱的损坏的RS485通信线路。
2、汇流箱智能监测一体化模块模块技术冗余设计,可以调整设备通信,采样等参数,使得产品高寒、高温环境下可靠运行。通过智能芯片采集设备运行环境温度值,通过采集到的温度值结合试验数据完成智能监测一体化模块通信驱动电流参数调节,以适应不同的温度环境。
五、可推广性
截至2023年底,全国光伏发电集中式光伏电站达到并网300GW,汇流监测一体模块解决电站实际问题,关注通信方式稳定和高低温运行环境,产品有广阔的使用前景。
六、推动行业进步
随着我国首批并网光伏电站已运行10年以上达到半生命周期,在不同环境下汇流箱元器件老化加速、故障频繁,研发、设计和生产光伏汇流监测一体模块有利于老旧光伏电站汇流箱“孤儿”备件的替代,助力国家双碳目标达成。