一、概述
本装置适用于新能源、储能等微网发电场所,可全面满足低压并网的防逆流保护要求。在微网运行过程中,当发电功率大于现场负荷用电功率时,微网发电会反向向公共电网供电,也就是出现倒送电现象。部分特殊应用场景严格禁止电网倒送电,若此时直接断开并网开关,系统会形成孤岛运行状态,存在极大的电网安全运行隐患。为解决该问题,常规控制逻辑为断开支路并网点、杜绝倒送电现象;当发电功率小于负荷用电功率时,装置可自动合上路支路并网点,有效减少外网电网取电量,就地消纳、利用自有发电资源。
基于微网并网安全运行的核心需求,我司自主研制出这款柔性防逆流装置。设备采用主从结构设计,核心控制逻辑以柔性控制为主、刚性控制托底,软硬双重保障并网安全。装置运行时优先启用柔性控制逻辑,通过设备内部高速通讯链路柔性控制逆变器,精准调节发电输出功率,从根源上抑制倒送电问题;若柔性调控达到极限、无法消除倒送电隐患时,将触发刚性控制,动作跳闸并网柜,阻断倒送电通道。
同时,装置主机与从机之间采用光纤通讯方式实现数据实时交互、状态互相闭锁,通讯传输稳定、延时低、抗干扰能力强,可精准协同主从设备联动动作,全程闭环监测、分级管控,既能保留新能源发电利用率,避免频繁硬跳闸对系统造成的冲击,又能杜绝微网倒送电、孤岛运行等安全隐患,保障低压微网并网系统安全、稳定、高效运行。
二、引用标准
GB /T17626.2《静电放电抗扰度试验》
GB /T17626.3《射频电磁场辐射抗扰度试验》
GB/T17626.4《电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》
GB/T17626.5《浪涌冲击抗扰度试验》
GB /T17626.6《射频场感应的传导骚扰抗扰度试验》
GB/T17626.8《工频磁场抗扰度试验》
GB /T17626-1998《电磁兼容试验和测量技术》
GB11920-89《电站电气部分集中控制装置通用条件技术》
GB 16836-1997《量度继电器和保护装置安全设计的一般要求》
GB J63-90《电力装置的电测量仪表装置设计规范》
GB/T14537-1993《量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验》
GB /T15145-94《微机线路保护装置通用技术条件》
三、装置特点
1、采用全汉化2.8寸320*240分辨率65K彩色液晶显示(4.3寸为480*272),人机界面直观清晰、菜单层级简单易懂,现场参数整定、功能调试、数据查看操作便捷高效,大幅降低运维门槛。
2、搭载32位ARM Cortex-M4高性能处理内核,搭配高精度A/D采样芯片,装置运算速度快、采样精度高、运行稳定性强,可为柔性防逆流精准调控、主从协同逻辑运算提供可靠硬件算力支撑。
3、具备完整的异常记录、事件记录及操作记录存储功能,可全程追溯设备运行状态、调控动作及人为操作信息,所有历史数据支持掉电长久保存,方便故障复盘与运维分析。
4、内置系统自诊断与全工况监视功能,可对设备软硬件故障、通讯异常、回路异常进行精准定位,快速排查问题点位,极大提升现场调试与故障检修效率。
5、配置软硬件双重看门狗防护机制,实时监测系统运行状态,有效规避程序卡死、运行异常、死机等问题,保障柔性防逆流整套控制系统长期稳定、可靠不间断运行。
6、具备全面的在线运行状态监视能力,可实时监测并采集并网功率、负荷功率、逆变器运行状态、主从机通讯状态、支路并网状态等核心数据,实现全站工况可视化监控。
7、搭载高精度工业时钟芯片,保障设备事件记录、故障时序、联动动作时序精准同步,为主从光纤协同通讯、分级柔性调控、故障溯源提供精准时间基准。
8、配备高速以太网通讯接口,支持2路扩展、标配1路,通讯传输速率高、实时性强,可配合光纤通讯架构,满足主机、从机之间大容量数据交互与快速联动闭锁需求。
9、标配1路RS485标准通讯接口,兼容主流电力规约,可轻松接入站内后台监控系统,实现远程数据上传、参数下发、状态监测,适配各类新能源微网、储能并网场景智能化运维需求。
10、整机选用高等级工业级优质元器件,采用多层PCB板工艺及成熟SMT贴片技术,电路布局规整、抗干扰能力强、设备故障率低;装置采用主从结构设计,核心控制坚持柔性控制为主、刚性控制托底的分级防逆流逻辑,正常工况下通过设备内部高速通讯柔性调控逆变器输出功率,从源头抑制倒送电现象;当柔性调控达到极限、无法消除逆流隐患时,即刻触发刚性控制逻辑跳闸并网柜,切断倒送电通道;设备主机与从机之间采用光纤实时通讯、互相闭锁联动,抗干扰强、动作时延极低,适配各类低压微网、新能源储能并网防逆流场景。
四、装置结构
结构:
本款柔性防逆流装置采用 5U 、19 英寸标准机箱,整面板、背插式结构,嵌入式、后接线安装方式,强弱电隔离,大大加强了其产品的电气性能。整机支持主从结构组网运行,贯彻柔性控制为主、刚性控制托底的控制策略;运行过程中优先依托内部通讯实现柔性控制逆变器,当柔性调控无法消除倒送电趋势时,启动刚性控制动作并网柜;主机与从机之间采用光纤通讯实现实时数据交互与相互闭锁,保障分级控制逻辑可靠协同。
外部电流经隔离互感器隔离变换后,由低通滤波器输入至 A/D 芯片,CPU 经采样数字处理后,构成各种数字式保护继电器,并实时计算各种测量值。
电流采集保护和测量独立,保证了保护电流的宽范围采集及测量电流的精度要求。
电源采用交直流宽电压输入,输出 2 组隔离的直流电压为装置供电,为主从多机协同、光纤通讯链路、逆变器柔性调控逻辑持续提供稳定电源支撑。
1.CPU 系统
CPU 系统由 32 位 ARM Cortex-M4 内核微处理器、SRAM、EEPROM、Flash 等构成。高性能的 32 位微处理器,大容量的 SRAM、EEPROM 及 Flash,使得该 CPU 模件具有很强的数据处理及记录能力,可以实现各种复杂的故障处理方案、主从协同防逆流分级控制逻辑,支撑柔性调节逆变器功率、刚性跳闸并网柜整套策略运算,同时记录大量的故障数据。EEPROM 及 Flash 用于存储保护定值、故障录波报告、事件等,这些信息在装置掉电后均不会丢失。EEPROM 支持不少于 1,000,000 次擦写操作,数据可支持保存 100 年,Flash 支持不少于 100,000 次擦写操作,数据可至少保存 20 年。
2.数据采集系统
数据采集系统由前级高精度滤波阻容器件(电阻精度 0.5%,温漂系数 50ppm/℃,电容精度 1%,温漂系数 C0G),高精度的差分 A/D 转换芯片组成,转换芯片内部包含了采样保持及同步电路,具有转换速度快、采样偏差小、超小功耗及稳定性好等特点,故本装置的采样回路无可调整元件,也不需要在现场作调整,具备高度的可靠性,能够精准采集并网点功率数据,为柔性防逆流控制策略提供准确数据源。
3.开关量输入及输出部分
开入量分为内部开入和外部开入,内部开入采用 DC24V 光耦隔离输入,电源由装置电源本身提供,外部开入采用稳压控制的光耦隔离,实现交直流 220V(或直流 110V)直接输入电平。
开出经过高 CTR 光耦驱动继电器,开出部分 I/O 经多重闭锁,可输出控制指令驱动并网柜跳闸回路,完成刚性防逆流动作;多重闭锁机制保障继电器的稳定可靠,防止误动作。
本插件内含 10M/100M 以太网接口 (标配 1 路,可扩展至 2 路) 和 RS485 通讯接口,可扩展光纤接口。光纤通道专门用于主从机之间高速通讯与相互闭锁,保障多机组网场景下柔性调控指令、状态信号低时延传输;以太网、485 接口用于对接逆变器、后台监控系统,下发柔性功率调节指令。
插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,并配有电池以掉电保持,为主从协同动作时序、事件顺序记录提供统一精准时间基准。
另外,CPU 插件采用了多层印制板及表面封装工艺,外观小巧,结构紧凑,大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力,适配新能源微网复杂电磁环境。
开关量插件由开出和开入组成。开出由各种继电器提供,其中包括了信号出口、并网柜刚性跳闸出口、备用出口等。开入采用稳压控制的光耦隔离,实现交直流 220V(或直流 110V)直接输入电平,采集并网开关状态、逆变器运行状态等关键信号,支撑整套柔控、刚控逻辑判断。
人机对话(MMI)插件采用 2.8 寸 320240分辨率65K彩色液晶显示,可选配4.3寸480272 分辨率 65K 彩色液晶显示,可显示一次图、实时潮流、主从组网状态、柔性调控工作模式,人机界面清晰易懂,配置系列通用的键盘操作方式,使得人机对话操作方便、简单。运维人员可在界面直观查看当前柔性控制运行状态、主从光纤通讯工况、逆流预警信息、刚性动作记录。本插件上还配置了灯光指示信息,使本装置的运行信息更为直观。
五、技术参数
| 额定装置电源 | DC220V 、DC110V 、AC220V或AC127V | |
| 额定技术数据 | 交流电流 | 5A/1A自适应 |
| 相电压 | 57.7V 或100V,支持Y和VV接线 | |
| 频率 | 50Hz或60Hz | |
| 功率消耗 | 直流工作电源 | 正常工作时,不大于10W 保护动作时,不大于15W |
| 交流电流回路 | < 1VA/相(IN =5A) < 0.5VA/相 (IN =1A) | |
| 交流电压回路 | < 0.5VA/相 | |
| 精确工作范围 | 电流:0.04In~6In 电压:0.5V~120V 频率:0.9Fn~1.1Fn 时间:0~100s | |
| 精度 | 交流量精度 | ≤±0.2% |
| 有功无功 | ≤±0.5% | |
| 脉冲输入量 | ≥6ms | |
| 频率分辨率 | ≤0.01Hz | |
| 开关量输入 | 输入类型:无源 工作电压:AC、DC220V或DC110V | |
| 开出接点容量 | 触点额定载流容量:1250VA 动作寿命:100,000次 | |
通信接口 | 类型:以太网(标配1路,可扩至2路)、RS485 协议:IEC870-5-103、Modbus-RTU | |
| 对时 | 类型:网络对时、IRIG_B(DC)即B码对时 | |
六、外观和尺寸
外观

外形尺寸

安装尺寸
