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电力参数采集只要进行直流母线电压和设备的直流输出电流的监测。电压的检测需要电能表与直流母线直接连接,如果抗干扰能力差就会造成测量值不准确。从目前系统看,直流母线电压为600VDC,且电压稳定,说明线路中差模干扰较小,共模干扰较大。因此,电能表的选择不但需要量程满足条件,而且需要一定的共模干扰抑制能力。图2是信号采集设计图。
图2是信号采集设计图
当电压、电流信号通过前述两种方式取得后,即由直流多功能表处理转换为可识别的数字信号,供值班人员监测之用。同时,所有直流多功能表的电力参数通过 MODBUS RTU通讯总线上传至PLC并最终上传至上位机,通讯链路均设计485防浪涌隔离器,通讯电缆屏蔽层单端接地。
2 工程实施过程中的问题和解决方法
a)纹波干扰:在工程实施调试过程中,某型号的直流电力表在检测电池回路数据准确,但在检测新能源机组进线回路出现数据不准确现象,尽管总体工程在设计上对各机组纹波电压有要求,直流电力表也是按此要求设计和选型,但实际各新能源机组纹波电压均远超过设计要求;最后部分直流电力表重新选型,放大纹波电压裕度,经连续运行监测数据采集显示正常;
b)电池组接地干扰,直流母线系统虽然悬空,但电池采用正负双极系统,为了实现对称电压,中点有接地,部分电量表和采集单元直接采用电池组模块供电,存在接地干扰情况,造成部分直流电量表数据不准确或者通讯不稳定,通过使用隔离的开关电源给直流电量表和采集单元供电,缩短设备通讯口与防浪涌隔离器之间的电缆距离,有效地解决了此类问题。
3 结语
本文以“500kW海洋能独立电力系统示范工程”项目为例,提出600VDC直流系统各直流回路的电力参数采集的设计和施工过程中重点需要考虑的事项,并给出了施工调试过程中的问题和解决办法。
通过本文介绍和分析,可以看出:新能源机组构成的孤岛电网系统,直流回路是其重要组成部分,对直流回路的检测在设计和工程实施上需要考虑的问题较多,主要有传感器选型、电气通讯设计、纹波和共模干扰等情况,本文提出和解决的部分问题对解决此类问题具有一定的参考价值。
参考文献:
[1]中国新能源网.中国海流能资源[DB/OL].[2003-10-22]. http://www.newenergy.org.cn/html/00310/20031114.html.
[2] 邓重一.利用霍尔传感器芯片设计直流电流检测电路[J].传感器技术,2003,22(6):50-52.
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