电表接线检测方法、分布式发电系统及发电源
文献发布时间:2023-06-19 10:08:35
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域,具体涉及一种电表接线检测方法、分布式发电系统及发电源。
背景技术
近年来,以光伏发电为代表的分布式发电发展迅速,为了避免分布式发电源对大电网造成冲击,各国政府都制定政策引导分布式发电就近消纳。典型的政策包括并网点馈网功率限制,要求分布式发电源输出到大电网的功率不得超过某一限定值,例如限制为70%或者0%。
分布式发电系统通过在并网点安装电表,利用电表计量并网点功率并反馈给分布式发电源,分布式发电源将并网点功率与阈值进行比较,实时调节输出功率,以使并网点功率不超过预设的阈值。
若发电源为三相发电源、并网点的电表为三相电表,则并网点的电表容易出现错相连接。当电表接线出现错相连接后,会导致计量的并网点功率不正确和分布式发电源限制并网点功率失败。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供一种电表接线检测方法、分布式发电系统及发电源,该电表接线检测方法用于检测电表的接线状态,以避免电表接线为错相连接导致计量的并网点功率不正确和分布式发电源限制并网点功率失败的问题。
为实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:
本发明第一方面公开了一种电表接线检测方法,应用于分布式发电系统中发电源的控制器,包括:
控制所述发电源依次运行在第一工况和第二工况下,并获取相应工况下满足预设条件的所述分布式发电系统中电表的计量参数;
在所述发电源为三相发电源时,依据所述第一工况下所述发电源的记录参数和所述第二工况下所述发电源的记录参数,计算得到所述发电源的每相参数变化值,并将所述发电源的每相参数变化值按照预设排列顺序进行排序,得到所述发电源的三相排列顺序;
依据所述第一工况下所述电表的计量参数和所述第二工况下所述电表的计量参数,计算得到所述电表的每相参数变化值,并将所述电表的每相参数变化值按照所述预设排列顺序进行排序,得到所述电表的三相排列顺序;
判断两个三相排列顺序是否相同;
若两个三相排列顺序不相同,则判定所述电表的接线存在错相连接。
可选地,在上述电表接线检测方法中,在判定所述电表接线状态存在错相连接之后,还包括:
以所述发电源的三相排序顺序作为所述电表的名义顺序,将所述电表的后续计量参数以所述名义顺序重新标记。
可选地,在上述电表接线检测方法中,所述预设条件为所述计量参数中至少有一相参数与其余两相参数不同。
可选地,在上述电表接线检测方法中,所述控制所述发电源依次运行在第一工况和第二工况下,并获取相应工况下满足预设条件的所述分布式发电系统中电表的计量参数,包括:
通过向所述发电源的控制环注入负序有功电流的方式来控制所述发电源的输出功率,以获取所述电表中满足所述预设条件的计量参数。
可选地,在上述电表接线检测方法中,所述第一工况和所述第二工况中的至少一个为:从电网吸收电能为所述发电源充电的工况;
在控制所述发电源依次运行在第一工况和第二工况下,并获取相应工况下满足预设条件的所述分布式发电系统中电表的计量参数之后,还包括:
在所述发电源为单相发电源或三相发电源时,通过判断不同工况下所述电表的计量参数的变化关系与所述发电源的工况变化关系是否对应,确定所述电表的接线状态;
若所述接线状态为反接,则对所述电表的后续计量参数进行取反处理。
可选地,在上述电表接线检测方法中,所述通过判断不同工况下所述电表的计量参数的变化关系与所述发电源的工况变化关系是否对应,确定所述电表的接线状态,包括:
判断所述第一工况下所述发电源的记录参数和所述第二工况下所述发电源的记录参数之间的大小关系,与,所述第一工况下所述电表的计量参数和所述第二工况下所述电表的计量参数之间的大小关系是否相同;
若两个大小关系相同,则判定所述电表为正接;
若两个大小关系不相同,则判定所述电表为反接。
可选地,在上述电表接线检测方法中,所述控制所述发电源依次运行在第一工况和第二工况下,并获取相应工况下满足预设条件的所述分布式发电系统中电表的计量参数之后,还包括:
在所述发电源为单相发电源或三相发电源时,再次控制所述发电源依次运行在多个工况下,并获取相应工况下满足所预设条件的所述电表的计量参数;其中,多个工况的工况数量大于工况阈值;
通过判断不同工况下所述电表的计量参数的变化关系与所述发电源的工况变化关系是否对应,确定所述电表的接线状态;
以所有所确定的所述电表的接线状态中,占比最大的接线状态作为最终的接线状态;或者,
确定所述电表的接线状态中各个状态的占比,并以占比超过占比阈值的接线状态作为最终的接线状态。
可选地,所述控制所述发电源依次运行在第一工况和第二工况下,并获取相应工况下满足预设条件的所述分布式发电系统中电表的计量参数之前,还包括:
对预设时长内的负载消耗功率变化值进行计算;
判断所述负载消耗功率变化值是否小于预设阈值;
若所述负载消耗功率变化值小于所述预设阈值,则执行所述控制所述发电源依次运行在第一工况和第二工况下,并获取相应工况下满足预设条件的所述分布式发电系统中电表的计量参数的步骤。
可选地,判定所述电表的接线存在错相连接,或者,确定所述电表的接线状态之后,还包括:
将电表的接线状态进行记录和存储,并在每次识别到交流断电同时或者与电表的通信中断时,重新执行控制所述发电源依次运行在第一工况和第二工况下的步骤。
可选地,在上述电表接线检测方法中,所述记录参数和所述计量参数均为有功功率、无功功率或者视在功率。
本发明第二方面公开了一种分布式发电系统的发电源,所述发电源中的控制器用于执行上述任意一项所述的电表接线检测方法。
本发明第三方面公开了一种分布式发电系统,包括:电表和如上所述的发电源;
其中,所述发电源的交流侧通过所述电表连接电网。
可选地,在上述分布式发电系统中,还包括负载,所述负载耦合于所述发电源和所述电表之间。
可选地,在上述分布式发电系统中,所述发电源包括:
带储能装置或者储能接口的变流器,以及,至少一个光伏电池板。
基于上述本发明实施例提供的电表接线检测方法,该电表接线检测方法应用于分布式发电系统中发电源的控制器,该方法首先控制发电源依次运行在第一工况和第二工况下,并获取相应工况下满足预设条件的分布式发电系统中电表的计量参数;当发电源为三相发电源、电表为三相电表时,依据第一工况下发电源的记录参数和第二工况下发电源的记录参数,计算得到发电源的每相参数变化值,并将发电源的每相参数变化值按照预设排列顺序进行排序,得到发电源的三相排列顺序,以及依据第一工况下电表的计量参数和第二工况下电表的计量参数,计算得到电表的每相参数变化值,并将电表的每相参数变化值按照预设排列顺序进行排序,得到电表的三相排列顺序;进而通过判断两个三相排列顺序是否相同,若不相同,则判定电表的接线存在错相连接,通过上述方案能够检测出电表接线状态是否存在错相连接,以避免因电表接线为错相连接,而导致的并网点功率计量不正确以及发电源限制并网点功率失败。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供两种分布式发电系统的结构示意图;
图2至图3为本申请实施例提供的电表接线检测的两种流程图;
图4至图5为本申请实施例提供的两种种分布式发电系统的结构示意图;
图6至图8为本申请实施例提供的三种电表接线检测的流程图;
图9为本申请实施例提供的一种分布式发电系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本申请中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
首先需要说明的是,分布式发电系统为含有发电源的系统,请参见图1,该系统包括了由光伏电池板101和逆变器102组成的发电源、负载103以及电表104。发电源的控制器为逆变器102的控制器。其中,逆变器102可为三相逆变器,也可为其他逆变器。
具体的,该系统中光伏电池板101依次通过逆变器102和电表104连接电网,负载103并联于逆变器102和电表104之间。逆变器102可通过通信的方式,读取电表104的计量数据。其中,就包括了RS485、以太网、红外通信、电力线载波通信、脉冲读取等通信方式。
需要说明的是,逆变器102还可根据自身输出的功率、发电量以及电表104计量的功率、发电量等参数,计算得到负载103消耗的功率、发电量等,以实现对整个系统的功率和能量的管理。
由图可知,逆变器102输出端为A1、B1、C1、N1。其中,A1、B1、C1分别代表一相火线,N1代表零线。逆变器102可将光伏电池板101输出的直流电转换为交流电输送到交流电网上。逆变器102输出端的A1、B1、C1、N1经过电表104分别连接电网的A、B、C、N。
当电表两端的接线不为默认对应关系时,电表的接线状态为错相连接。其中,默认的对应关系为:A1对应A,B1对应B,C1对应C。若是出现A1对应B、B1对应C、C1对应A此类不对应情况,则认为电表的接线存在错相连接。
但是,在实际应用中,电表的接线状态经常会出现错相连接的情况,当电表接线状态出现错相连接后,电表的计量参数会发生错误,进而导致系统中并网点功率计量不正确以及发电源限制并网点功率失败。
因此,本发明实施例提供一种电表接线检测方法,用于检测电表的接线状态,以避免电表接线为错相连接导致计量的并网点功率不正确和分布式发电源限制并网点功率失败的问题。
请参见图2,该电表接线检测方法,应用于分布式发电系统中发电源的控制器,主要包括以下步骤:
S201、控制发电源依次运行在第一工况和第二工况下,并获取相应工况下满足预设条件的分布式发电系统中电表的计量参数。
需要说明的是,发电源的工况包括:从电网吸收电能为发电源充电的工况,以及发电源放电并入电网的工况。预设条件为计量参数中至少有一相参数与其余两相参数不同。
可选地,可通过向发电源的控制环注入负序有功电流的方式来控制发电源的输出功率,以获取电表中满足预设条件的计量参数。
其中,可以在第一工况下或者第二工况下,向发电源的控制环注入负序有功电流的方式来控制发电源的输出功率,以获取电表中满足预设条件的计量参数。
在实际应用中,可根据应用环境和用于需求,自行选择在哪一工况下,获取满足预设条件的计量参数,本申请对获取满足预设条件的计量参数对应的工况不作具体限定,均属于本申请的保护范围。
还仍需说明的是,还可以其他方式,获得电表中满足预设条件的计量参数,本申请不作具体限定,均属于本申请的保护范围。
并且,当发电源为三相发电源、电表为三相电表时,执行下列步骤:
S202、依据第一工况下发电源的记录参数和第二工况下发电源的记录参数,计算得到发电源的每相参数变化值,并将发电源的每相参数变化值按照预设排列顺序进行排序,得到发电源的三相排列顺序。
其中,预设排列顺序可以为升序或者降序,根据应用环境和用户需求自行选择,本申请不作具体限定,均属于本申请的保护范围。
在实际应用中,可将第一工况下发电源的记录参数和第二工况下发电源的记录参数进行作差计算,得到发电源的每相参数变化值,进而将所得的每相参数变化值按照升序或者降序进行排序,得到发电源的三相排列顺序。
S203、依据第一工况下电表的计量参数和第二工况下电表的计量参数,计算得到电表的每相参数变化值,并将电表的每相参数变化值按照预设排列顺序进行排序,得到电表的三相排列顺序。
需要说明的是,步骤S203中的所选择的预设排列顺序应与上述步骤S202中所选择的预设排列顺序为同一排列顺序,也即均同为升序或者降序。
在实际应用中,可将第一工况下电表的计量参数和第二工况下电表的计量参数进行作差计算,得到电表的每相参数变化值,进而将所得的每相参数变化值按照升序或者降序进行排序,最终得到电表的三相排列顺序。
S204、判断两个三相排列顺序是否相同。
需要说明的是,可通过判断发电源的三相排列顺序中每相的排序位置与电表的三相排列顺序中相应的每相排序位置是否相同,进而判断两个三相排序顺序是否相同。例如,若发电源的三相排列顺序为:A相>B相>C相,电表的三相排序为:B相>C相>A相,则发电源的三相排序顺序中每相排序位置与电表的三相排序顺序中相应的每相排序位置不同,也即两个三相排序顺序不相同。
若两个三相排列顺序不相同,则执行步骤S205。若两个三相排列顺序相同,则判定电表的接线不存在错相连接。
S205、判定电表的接线存在错相连接。
需要说明的是,上述步骤S202、S203的执行顺序并不仅限于图2示出的执行顺序。也可以先执行步骤S203再执行步骤S202,或者,也可以两者同时进行,具体的执行顺序视其应用环境而定,均在本申请的保护范围内。
在本实施例中,首先控制发电源依次运行在第一工况和第二工况下,并获取相应工况满足预设条件的下分布式发电系统中电表的计量参数;当发电源为三相发电源、电表为三相电表时,依据第一工况下发电源的记录参数和第二工况下发电源的记录参数,计算得到发电源的每相参数变化值,并将发电源的每相参数变化值按照预设排列顺序进行排序,得到发电源的三相排列顺序,以及依据第一工况下电表的计量参数和第二工况下电表的计量参数,计算得到电表的每相参数变化值,并将电表的每相参数变化值按照预设排列顺序进行排序,得到电表的三相排列顺序;进而判断两个三相排列顺序是否相同,若不相同,则判定电表的接线存在错相连接。通过上述方案,能够检测出电表接线是否存在错误,以避免电表接线为错相连接,而导致的并网点功率计量不正确以及发电源限制并网点功率失败。
可选地,请参见图3,在本申请另一实施例中,执行步骤S205判定电表的接线存在错相连接之后,还包括:
S301、对电表的后续计量参数进行第一校正处理。
具体的,第一校正处理为:以发电源的三相排序顺序作为电表的名义顺序,将电表的后续计量参数以名义顺序重新标记。其中,该计量参数可为电流、电压、功率和发电量等参数。
需要说明的是,在判定出电表的接线存在错相连接后,对电表的后续计量参数进行第一校正处理,进而采用校正后的电表计量参数对系统的功率和能量进行管理,提高了系统的容错性。另外,对电表的后续计量参数进行校正处理,为纯软件算法,无需增加硬件成本。
结合图2至图4,下面以一具体实例,对判定电表接线状态为存在错相连接作进一步的说明。
需要说明的是,本实例中的发电源为三相发电源,也即逆变器102为三相逆变器,电表104为三相电表,且第一工况下和/或第二工况下的电表104的计量参数中至少有一相参数与其余两相参数不同。
还需要说明的是,常见的错相连接一般为两相交叉错接和三相顺序错接,本实例以三相顺序错接为例。而两相交叉错接与三相顺序错接的检测方式相同,可参见三相顺序错接对应的实例,就不再赘述。
如图4所示,逆变器102输出的A1相接在了电表104的B相上,B1相接在了电表104的C相上,C1相接在了电表104的A相上。
先执行将逆变器102运行在第一工况下,输出第一三相有功功率:A1相的Pinv_A1、B1相的Pinv_B1、C1相的Pinv_C1,电表104计量的第一三相有功功率:A1相的Pgrid_A1,B1相的Pgrid_B1,C1相的Pgrid_C1。再将逆变器102运行在第二工况,输出第二三相有功功率:A2相的Pinv_A2、B2相的Pinv_B2、C2相的Pinv_C2,电表104计量的第二三相有功功率:A2相的Pgrid_A2,B2相的Pgrid_B2,C2相的Pgrid_C2。
并且,使得Pinv_A1=Pinv_B1=Pinv_C1,且Pinv_A2>Pinv_B2>Pinv_C2。
通常逆变器102输出的有功功率为三相对称功率,且输出有功功率只有正序分量,也即Pinv_A1=Pinv_B1=Pinv_C1,但是,可通过向逆变器102的控制环注入负序有功电流的方式来控制逆变器102的输出功率,以获取电表104的计量参数中至少有一相参数与其余两相参数不同,也即Pinv_A2>Pinv_B2>Pinv_C2。
计算逆变器102每一相在第一工况和第二工况下输出功率的差值,并排序,得到:
(Pinv_A1-Pinv_A2)<(Pinv_B1-Pinv_B2)<(Pinv_C1-Pinv_C2)-(a),
即A1相功率变化 计算电表104每一相在第一工况和第二工况下输出功率的差值,并排序,得到: (Pgrid_B1-Pgrid_B2)<(Pgrid_C1-Pgrid_C2)<(Pgrid_A1-Pgrid_A2)-(b), 即B1相功率变化 由式子(a)、(b)可看出,逆变器102输出的相线排序和电表104计量的相线排序不同,电表104计量的B相对应逆变器102输出的A1相,电表104计量的C相对应逆变器102输出的B1相,电表104计量的A相对应逆变器102输出的C1相。 后续逆变器102在获取电表104计量的数据进行系统功率或者能量管理时,应当以自身相线顺序作为电表104计量的数据的名义顺序。也即,将采集到的电表104A相数据作为C1相对应的电表数据使用,将采集到的电表104B相数据作为A1相对应的电表数据使用,将采集到的电表104C相数据作为B1相对应的电表数据使用。此时,计算的三相负载功率分别为:A相:Pload_A=Pinv_A1-pgird_B1,B相:Pload_B=Pinv_A2-pgird_C1,C相:Pload_C=Pinv_A3-pgird_A1。 还需要说明的是,在实际应用中,还存在其他三相顺序错接的情况。其他三相顺序错接的情况与本实例示出的情况相似,就不再赘述,均属于本申请的保护范围。 在实际应用中,若对电表计量电流正方向定义不同,则电表进行计量参数所采用的公式也不同。 结合图1,若定义电表104计量的电流正方向为从电网向逆变器102的方向,也即图中箭头表示的方向,且以有功功率为例,则该负载103的消耗功率为: Pload=Pinv+Pgrid; 其中,Pload表示负载103的消耗功率,Pinv表示逆变器102输出的有功功率,Pgrid表示电表104计量的有功功率。 请参见图5,若电表的接线与图1相反,即定义电表104计量的电流正方向为从逆变器102向电网的方向,图中该电流的正方向由箭头指向表示。若按照公式Pload=Pinv+Pgrid对负载103进行功率计算,所得结果将会出现错误。因为重新定义了电表103计量的电流正方向,则该负载103消耗功率的计算公式应变更为: Pload=Pinv-Pgrid。 在实际应用中,经常会出现因电表接线方式发生改变,即电表接线出现反接,没有及时更换功率计算公式,而导致计算所得结果出现错误的问题。 因此,在图2的基础之上,本发明实施例还提供一种电表接线检测方法,用于检测电表的接线状态为正接或者反接。 需要说明的是,判断电表的接线状态为正接或者反接时,不限制发电源和电表的相数。在实际应用中,发电源和电表一般均为三相型号或者均为单相型号。 在判断电表的接线状态为正接或者反接时,第一工况和第二工况中至少一个为:从电网吸收电能为发电源充电的工况。在实际应用中,可以控制发电源先运行在第一工况为放电工况下,并通过通信的方式,获取放电工况下分布式发电系统中电表的计量参数,再控制发电源运行在第二工况为充电工况的情况下,并再次通过通信的方式,获取充电工况下电表的计量参数。 当然,也可以控制发电源先运行至的第一工况为充电工况,再运行至的第二工况为放电工况,或者控制发电源先后运行至的第一工况和第二工况均为充电工况。 请参见图6,在执行步骤S301控制发电源依次运行在第一工况和第二工况下,并获取相应工况下满足预设条件的分布式发电系统中电表的计量参数之后,判断电表的接线为正接或者反接的具体执行过程,主要包括以下步骤: S601、通过判断不同工况下电表的计量参数的变化关系与发电源的工况变化关系是否对应,确定电表的接线状态。 其中,工况变化关系为表征工况切换时发电源的电流方向指令的变化关系,或者表征工况切换时发电源的记录参数的变化关系。 在实际应用中,可通过判断不同工况下电表的计量参数的变化关系,与工况切换时发电源的电流方向指令的变化关系是否对应,确定电表的接线状态,也可通过判断不同工况下电表的计量参数的变化关系,与工况切换时发电源的记录参数的变化关系是否对应,确定电表的接线状态。 图7为步骤S601通过判断不同工况下电表的计量参数的变化关系与发电源的工况变化关系是否对应,确定电表的接线状态的一种实施方式,包括S701至S703三个步骤: S701、判断第一工况下发电源的记录参数和第二工况下发电源的记录参数之间的大小关系,与,第一工况下电表的计量参数和第二工况下电表的计量参数之间的大小关系是否相同。 在实际应用中,可以先将第一工况下发电源的记录参数和第二工况下发电源的记录参数进行比较运算,或者进行作差运算,确定第一工况下发电源的记录参数和第二工况下发电源的记录参数之间的大小关系;同样,也可将相应工况下的电表计量参数进行比较运行,或者进行作差运算,确定第一工况下电表的计量参数和第二工况下电表的计量参数之间的大小关系;最后,将所得的发电源的记录参数的大小关系和电表的计量参数的大小关系进行比较,判定两个大小关系是否相同。 当然,还可以采用其他方式,判定发电源的记录参数的大小关系和电表的计量参数的大小关系是否相同,此处不作具体限定,均属于本申请的保护范围。 可选地,若发电源为三相发电源,电表为三相电表,则发电源的记录参数和电表的计量参数均为三相参数,则两个大小关系均为三相数据的对应的比较关系。 执行步骤S701后,若两个大小关系相同,也即所得的发电源的记录参数的大小关系和电表的计量参数的大小关系相同,则执行步骤S702;若两个大小关系不相同,也即所得的发电源的记录参数的大小关系和电表的计量参数的大小关系不相同,则执行步骤S703。 S702、判定电表为正接。 S703、判定电表为反接。 需要说明的是,发电源的记录参数和电表的计量参数均为有功功率、无功功率或者视在功率。在实际应用中,还可选择有功电流、无功电流等电气参数用于电表接线检测,本申请不作具体限定,均属于本申请的保护范围。 S602、若接线状态为反接,则对电表的后续计量参数进行第二校正处理。 需要说明的是,第二校正处理为:对电表的后续计量参数进行取反处理。其中,该计量参数可为电流、功率、发电量等参数。 在本实施例中,通过控制发电源依次运行在第一工况和第二工况下,并获取相应工况下分布式发电系统中电表的计量参数;进而通过判断不同工况下电表的计量参数的变化关系与发电源的工况变化关系是否对应,确定电表的接线状态;最后,若接线状态为反接,则对电表的后续计量参数进行第二校正处理,即对电表的后续计量参数进行取反处理,能够避免电表接线为反接,而导致的并网点功率计量不正确以及发电源限制并网点功率失败。而采用校正后的电表的计量参数对系统的功率和能量进行管理,提高了系统的容错性。另外,对电表的后续计量参数进行校正处理,为纯软件算法,无需增加硬件成本。 值得说明的是,现有技术中也存在一种应用于储能系统的电表电流互感器连接检测方法,该方法主要通过使储能系统执行至少两次功率不同的放电动作和/或至少两次功率不同的充电动作,判断储能系统的放电功率变化量或充电功率的变化量与电表所检测到的功率变化量是否具有一致性,从而判定一次电表电流互感器正接或者反接。但是,相较于本发明提出的电表接线检测方法,该方法仅支持一种电表接线方式,而将其他电表的接线方式定义为异常接线,在检测到错误后,还需人工去更换接线,增加了施工成本。而本发明提供的电表接线方法,在判断出接线状态存在异常后,对后续电表的计量参数进行校正处理,而无需更改接线,降低了施工人员的操作难度。另外,该现有技术方法对多相电表的相间接线错误无法检测,在实际应用中存在明显局限,而本发明提供的电表接线方法可以检测到多相电表的相间接线错误。 下面结合图1、图5至图7,以一个具体的实例对该电表接线检测方法中确定电表接线为正接或者反接的情况,作进一步的解释说明。 首先控制逆变器102运行在第一工况下,输出第一有功功率Pinv_1,电表104计量的有功功率为Pgrid_1;进而控制逆变器102运行至第二工况,输出第二有功功率Pinv_2,电表103计量的有功功率为Pgrid_2;也即,执行步骤S301控制发电源依次运行在第一工况和第二工况下,并获取相应工况下分布式发电系统中电表的计量参数。 假设负载103消耗的功率Pload不变,则根据电表104两次计量的有功功率Pgrid_1和Pgrid_2的相对关系判断电表104的接线顺序。 若按照图1的接线方式,那么Pload=Pinv_1+Pgrid_1=Pinv_2+Pgrid_2,即Pgrid_1-Pgrid_2=Pinv_2-Pinv_1-(1); 若按照图5的接线方式,那么Pload=Pinv_1-Pgrid_1=Pinv_2-Pgrid_2,即Pgrid_1-Pgrid_2=Pinv_1-Pinv_2-(2); 因此,通过判断Pgrid_1和Pgrid_2符合式(1)或者(2)就能确定电表104的接线方式,也即,执行步骤S601通过判断不同工况下电表的计量参数的变换关系与发电源的工况变化关系是否对应,确定电表的接线状态。其中,此处的发电源的工况变化关系为工况切换时发电源的记录参数的变化关系。同样,也对应步骤S701判断第一工况下发电源的记录参数和第二工况下发电源的记录参数之间的大小关系,与,第一工况下电表的计量参数和第二工况下电表的计量参数之间的大小关系是否相同。 若电表104为图1的接线方式,则后续应该按照公式Pload=Pinv+Pgrid来计算负载104消耗的功率;若电表104为图5的接线方式,则后续应该按照公式Pload=Pinv-Pgrid来计算负载104消耗的功率。 若定义图1对应的电表104接线方式为正接,也即满足公式(1)的为正接,那么图5的电表104的接线方式则为反接,也即满足公式(2)的为反接。此时,负载103消耗功率的计算公式也就默认为:Pload=Pinv_1+Pgrid_1=Pinv_2+Pgrid_2,若图5电表104的连接方式还是以所默认负载103消耗功率的计算公式进行计算,则所得结果就会出错。要想所得结果无误,当判断出反接后,应对电表103的后续计量参数进行取反处理。也即,执行步骤S602若接线状态为反接,则对电表的后续计量参数进行第二校正处理。 同样地,若电表104为图1的接线方式,则满足公式: Pgrid_1-Pgrid_2=Pinv_2-Pinv_1,也即执行步骤701第一工况下发电源的记录参数和第二工况下发电源的记录参数之间的大小关系,与,第一工况下电表的计量参数和第二工况下电表的计量参数之间的大小关系相同,则判定出电表为正接。 若电表104为图5的接线方式,则满足公式: Pgrid_1-Pgrid_2=Pinv_1-Pinv_2,也即执行步骤701第一工况下发电源的记录参数和第二工况下发电源的记录参数之间的大小关系,与,第一工况下电表的计量参数和第二工况下电表的计量参数之间的大小关系不相同,则判定出电表为反接。 需要说明的是,也可以定义图5对应的电表104接线方式为正接,那么图1的电表104的接线方式则为反接,无论定义电表104以何种连接方式为正接或反接,均可参照上述示出的方式,执行电表接线检测,此处不再赘述。 还需要说明的是,若发电源为三相发电源,电表为三相电表,则判断电表接线方式为正接或者反接,还可如下: 结合图3,先将逆变器102运行在第一工况下,输出第一三相有功功率:A1相的Pinv_A1、B1相的Pinv_B1、C1相的Pinv_C1,电表104计量的第一三相有功功率:A1相的Pgrid_A1,B1相的Pgrid_B1,C1相的Pgrid_C1。再将逆变器102运行在第二工况,输出第二三相有功功率:A2相的Pinv_A2、B2相的Pinv_B2、C2相的Pinv_C2,电表104计量的第二三相有功功率:A2相的Pgrid_A2,B2相的Pgrid_B2,C2相的Pgrid_C2。 由于: Pgrid_1=Pgrid_A1+Pgrid_B1+Pgrid_C1; Pgrid_2=Pgrid_A2+Pgrid_B2+Pgrid_C2; Pinv_1=Pinv_A1+Pinv_B1+Pinv_C1; Pinv_2=Pinv_A2+Pinv_B2+Pinv_C2; 则同样可以根据上述实例对应的方法,判断出电表104为正接或者反接。也即,若发电源为三相发电源,也即逆变器102为三相逆变器,电表104为三相电表,则发电源的记录参数和电表104的计量参数均为三相参数,则两个大小关系均为三相数据的对应的比较关系。具体的判定过程可参见上述实例,此处不再赘述。 还需要说明的是,上述实例均采用直接接入式的电表进行描述,对于采用互感器接入式的电表,同样可以采用发明提供的方法来检测互感器的正反接和错相连接,并根据检测结果对电表读取数据进行相应处理后使用,此处不再赘述,均属于本申请的保护范围。 可选地,为了提高检测准确度,降低负载波动对电表接线检测的影响,可以在负载较为稳定时进行电表接线检测。例如,发电源可以先计算一段时间内的负载消耗的功率变化,若该段时间内负载消耗的功率变化较小,则认为该段时间内的负载消耗的功率变化比较稳定。 可选地,在本申请另一实施例中,在执行步骤S205判定电表的接线存在错相连接之后,或者,执行步骤S601通过判断不同工况下电表的计量参数的变化关系与发电源的工况变化关系是否对应,确定电表的接线状态之后,该电表接线检测方法,还包括: 将电表的接线状态进行记录和存储,并在每次识别到交流断电同时或者与电表的通信中断时,重新进行电表接线检测。 需要说明的是,逆变器在检测出电表的接线状态后,可以将其记录和存储,在每次识别到交流断电同时或者与电表的通信中断时,可以重新进行检测,以防止电网侧检修导致电表接线顺序被更改。 可选地,请参见图8,在本申请另一实施例中,执行步骤S201之后,还包括在发电源为单相发电源或三相发电源时执行的: S801、再次控制发电源依次运行在多个工况下,并获取相应工况下满足预设条件的电表的计量参数。 其中,多个工况的工况数量大于工况阈值。 需要说明的是,工况阈值可以根据应用环境和用户需求自行设定,具体取值本申请不作具体限定。 当然,工况阈值取值越大所确定的电表接线状态就越准确,但是会面临增加损耗提高成本以及降低元器件使用寿命的风险。 S802、通过判断不同工况下电表的计量参数的变化关系与发电源的工况变化关系是否对应,确定电表的接线状态。 需要说明的是,步骤S802的相关说明可参见图3对应实施例的相关说明,此处不再赘述。 执行步骤S802后,可根据应用环境和用户需求,选择执行步骤S803或者步骤S804。 S803、以所有所确定的电表的接线状态中,占比最大的接线状态作为最终的接线状态。 S804、确定电表的接线状态中各个状态的占比,并以占比超过占比阈值的接线状态作为最终的接线状态。 其中,占比阈值可根据应用环境和用户需求,自行设定,不申请不作具体限定。 需要说明的是,除了以占比最大的接线状态和占比超过占比阈值的接线状态作为最终的接线状态,还可以采用其他统计学的方式,确定最终的检测结果。例如采用多个工况下的变化关系的平均值、中位数或者均方根值,并以多个工况下的变化关系的正负来最终决定电表的接线方式。 还需要说明的是,本实施例适用于判断电表接线状态为正接、反接或者错相连接的情况。判断正接、反接或者错相连接的相关说明和具体过程可参见前述实施例,此处不再赘述,均属于本申请的保护范围。 在本实施例中,通过控制发电源运行在多个工况下,以获得多组判断参数,进而执行多次判断,确定电表的多个接线状态,以降低负载波动对检测算法的影响,提高了检测的准确度,最后还可根据应用环境和用户需求,在所有所确定的电表接线状态中,选择占比最大的接线状态作为最终的接线状态,或者,通过确定所有电表的接线状态中的各个状态占比,并以占比超过占比阈值的接线状态作为最终的接线状态,以供用户选择,扩大了检测算法的适用性。 需说明的是,其他类型的分布式发电源同样适用于本发明,如纯储能逆变器、风能发电源、燃料电池发电源等,均属于本申请的保护范围。 本发明另一实施例还公开了一种分布式发电系统的发电源,该发电源中的控制器用于执行上述任一实施例所述的电表接线检测方法。 需要说的是,发电源由光伏电池板和逆变器组成,发电源中的控制器一般为逆变器中的控制器。 本发明另一实施例还公开了一种分布式发电系统,包括:电表和上述任一实施例所述的发电源。 其中,其中,发电源的交流侧通过电表连接电网。 可选地,该分布式发电系统还包括负载,该负载耦合于发电源和电表之间。 可选地,该分布式发电系统的发电源包括:带储能装置或者储能接口的变流器,以及,至少一个光伏电池板。 在实际应用中,逆变器中的控制器执行电表接线检测方法在一些场景下可能会受到限制,例如光照不足或者夜间时,逆变器难于运行到理想的第一工况和第二工况。而带有储能装置或者储能接口的逆变器则可以克服这些缺陷,也即逆变器可为:带储能装置或者储能接口的变流器。如图9所示,该逆变器的能量可以双向流动,因此可以通过吸收功率的方式,也即使输出功率为负值的方式,达到输出更为理想的第一工况和第二工况,进而使得电表接线检测方法更及时和更可靠。 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统或系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。 还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。 对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
- 电表接线检测方法、分布式发电系统及发电源
- 三相智能电表接线远程检测方法