微電網(wǎng)模式控制器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種微電網(wǎng)模式控制器，包括模擬量采樣單元、狀態(tài)量采樣單元、遙控輸出單元、模式控制單元及子網(wǎng)通訊單元，模擬量采樣單元包括配電側(cè)母線電壓采樣電路、微網(wǎng)發(fā)電側(cè)母線電壓采集電路、PCC點(diǎn)電流采集電路。狀態(tài)量采樣單元包括并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路、同期開(kāi)出信號(hào)接點(diǎn)電路、保護(hù)開(kāi)出接點(diǎn)負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路、采樣端發(fā)電單元開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路；遙控輸出單元包括開(kāi)關(guān)量輸出電路和告警信號(hào)輸出電路。本實(shí)用新型能夠接收分布式發(fā)電接入控制主站或當(dāng)?shù)睾笈_(tái)的微電網(wǎng)啟動(dòng)/停止指令，完成微電網(wǎng)各裝置、開(kāi)關(guān)的啟動(dòng)/停止操作，以及并網(wǎng)/離網(wǎng)指令，完成微電網(wǎng)的并網(wǎng)/離網(wǎng)狀態(tài)切換。
【專(zhuān)利說(shuō)明】微電網(wǎng)模式控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)及自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種微電網(wǎng)模式控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的發(fā)展及建設(shè)智能電網(wǎng)進(jìn)程的推進(jìn)，農(nóng)村電網(wǎng)存在的問(wèn)題逐漸凸顯，如偏遠(yuǎn)地區(qū)“無(wú)電或缺電”、“供電質(zhì)量差”和“供電可靠性低”等問(wèn)題在廣大農(nóng)村普遍存在，因此，面對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)用電新形勢(shì)，如何有效利用農(nóng)村可再生清潔能源，就地解決農(nóng)村地區(qū)可靠用電問(wèn)題，積極探尋農(nóng)網(wǎng)電網(wǎng)建設(shè)的新思路成為目前迫切需要研究的新課題。目前，分布式電源位置靈活與分散的特點(diǎn)極好的適應(yīng)了分散的電力需求與資源分布，延緩了輸、配電網(wǎng)升級(jí)換代所需的巨額投資，同時(shí)它與電網(wǎng)互為備用，使供電可靠性也得以改善。具有污染少、可靠性及能源利用效率高、安裝地點(diǎn)靈活等多方面優(yōu)點(diǎn)。但是大量分散的、形式多樣、性能各異的分布式電源簡(jiǎn)單并網(wǎng)運(yùn)行會(huì)對(duì)電網(wǎng)和用戶造成沖擊，給電能質(zhì)量、系統(tǒng)保護(hù)、系統(tǒng)運(yùn)行等帶來(lái)不利的影響。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中分布式電源簡(jiǎn)單并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)和用戶造成的沖擊，給電能質(zhì)量、系統(tǒng)保護(hù)、系統(tǒng)運(yùn)行等帶來(lái)的不利影響。本實(shí)用新型提供的微電網(wǎng)模式控制器能夠有效的防止大量分散的、形式多樣、性能各異的分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)和用戶造成沖擊，給電能質(zhì)量、系統(tǒng)保護(hù)、系統(tǒng)運(yùn)行等帶來(lái)不利的影響，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)的最優(yōu)化運(yùn)行。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]微電網(wǎng)模式控制器，包括模擬量采樣單元、狀態(tài)量采樣單元、遙控輸出單元、模式控制單元及子網(wǎng)通訊單元，
[0006]模擬量采樣單元包括配電側(cè)母線電壓采樣電路、微網(wǎng)發(fā)電側(cè)母線電壓采集電路、PCC點(diǎn)電流采集電路。
[0007]狀態(tài)量采樣單元包括并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路、同期開(kāi)出信號(hào)接點(diǎn)電路、保護(hù)開(kāi)出接點(diǎn)負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路、采樣端發(fā)電單元開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路。
[0008]遙控輸出單元包括開(kāi)關(guān)量輸出電路和告警信號(hào)輸出電路。
[0009]開(kāi)關(guān)量輸出電路包括并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)輸出電路、負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)輸出電路和輸出端發(fā)電單兀開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路。并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)輸出電路、負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)輸出電路和輸出端發(fā)電單兀開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路分別連接分布微網(wǎng)的并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)和發(fā)電單兀開(kāi)關(guān)接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)微電網(wǎng)的模式控制器由輸入到輸出的微網(wǎng)控制。
[0010]告警信號(hào)輸出電路包括裝置失電告警電路、裝置異常告警電路、通訊異常告警電路、備用信號(hào)告警電路。
[0011]子站通訊單元用于模式控制單元與微網(wǎng)通訊子站之間的通訊單元，模式控制單元用于控制微網(wǎng)的運(yùn)行模式，微網(wǎng)的運(yùn)行模式包括并網(wǎng)不上網(wǎng)、并網(wǎng)且上網(wǎng)、離網(wǎng)運(yùn)行和并離切換，通過(guò)接通或者斷開(kāi)開(kāi)關(guān)量輸出電路實(shí)現(xiàn)。模式控制單元接收來(lái)自模擬量采樣單元、狀態(tài)量采樣單元的信息后，切掉相應(yīng)負(fù)荷或啟動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備維持能量平衡，并通過(guò)遙控輸出單元輸出控制量或者報(bào)警信息。
[0012]模式控制單元與采樣單元通過(guò)總線方式連接，模式控制單元與遙控輸出單元之間通過(guò)總線方式連接。數(shù)據(jù)傳輸速度快。
[0013]模式控制單元與微電網(wǎng)通訊子站之間通過(guò)網(wǎng)線通信連接。
[0014]本實(shí)用新型使用過(guò)程如下，當(dāng)狀態(tài)量采樣單元獲得并網(wǎng)開(kāi)關(guān)變位信息，首先切掉不重要負(fù)荷或啟動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備維持能量平衡，同時(shí)通過(guò)通訊子站通知分布式發(fā)電單元，完成模式切換。同時(shí)，分布式發(fā)電單元先檢測(cè)到并網(wǎng)點(diǎn)故障，通過(guò)通訊子站傳送到微電網(wǎng)模式控制器，微電網(wǎng)模式控制器同樣切掉不重要負(fù)荷或啟動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備維持能量平衡，再通過(guò)通訊子站通知其它分布式發(fā)電單元，完成模式切換。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]1、本實(shí)用新型采集各分布式發(fā)電單元的配電側(cè)母線電壓采樣、微網(wǎng)發(fā)電側(cè)母線電壓采集、PCC點(diǎn)電流，并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)、同期開(kāi)出信號(hào)接點(diǎn)、保護(hù)開(kāi)出接點(diǎn)負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)和發(fā)電單兀開(kāi)關(guān)接點(diǎn)狀態(tài)，遙控輸出包括并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)輸出電路、負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)輸出電路、輸出端發(fā)電單元開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路和報(bào)警量，能夠接收分布式發(fā)電接入控制主站或當(dāng)?shù)睾笈_(tái)的微電網(wǎng)啟動(dòng)/停止指令，完成微電網(wǎng)各裝置、開(kāi)關(guān)的啟動(dòng)/停止操作，以及并網(wǎng)/離網(wǎng)指令，完成微電網(wǎng)的并網(wǎng)/離網(wǎng)狀態(tài)切換。
[0017]2、本實(shí)用新型還能夠接收分布式發(fā)電接入控制主站或當(dāng)?shù)睾笈_(tái)的微電網(wǎng)狀態(tài)指令，根據(jù)微電網(wǎng)設(shè)備配置情況，各分布式發(fā)電單元出力，實(shí)現(xiàn)不同模式的運(yùn)行控制，通過(guò)對(duì)各分布式電源、負(fù)荷的快速控制實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)并網(wǎng)/離網(wǎng)運(yùn)行模式下各分布式發(fā)電單元的聯(lián)合運(yùn)行。
[0018]3、本實(shí)用新型能夠有效的防止大量分散的、形式多樣、性能各異的分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)和用戶造成沖擊，給電能質(zhì)量、系統(tǒng)保護(hù)、系統(tǒng)運(yùn)行等帶來(lái)不利的影響，實(shí)現(xiàn)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)的最優(yōu)化運(yùn)行。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的微電網(wǎng)模式控制器的模塊框架圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0021]如圖1所示，微電網(wǎng)模式控制器，包括模擬量采樣單元、狀態(tài)量采樣單元、遙控輸出單元、模式控制單元及子網(wǎng)通訊單元。
[0022]模擬量采樣單元包括配電側(cè)母線電壓采樣電路、微網(wǎng)發(fā)電側(cè)母線電壓采集電路、PCC點(diǎn)電流采集電路。
[0023]狀態(tài)量采樣單元包括并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路、同期開(kāi)出信號(hào)接點(diǎn)電路、保護(hù)開(kāi)出接點(diǎn)負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路、采樣端發(fā)電單元開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路。
[0024]遙控輸出單元包括開(kāi)關(guān)量輸出電路和告警信號(hào)輸出電路。開(kāi)關(guān)量輸出電路包括并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)輸出電路、負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)輸出電路和輸出端發(fā)電單元開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路。告警信號(hào)輸出電路包括裝置失電告警電路、裝置異常告警電路、通訊異常告警電路、備用信號(hào)告警電路。模式控制單元與采樣單元通過(guò)總線方式連接，模式控制單元與遙控輸出單元之間通過(guò)總線方式連接，數(shù)據(jù)傳輸速度快。模式控制單元與微電網(wǎng)通訊子站之間通過(guò)網(wǎng)線通信連接。
[0025]本實(shí)用新型微電網(wǎng)模式控制器根據(jù)微電網(wǎng)設(shè)備配置情況，采集各分布式發(fā)電單元的配電側(cè)母線電壓采樣、微網(wǎng)發(fā)電側(cè)母線電壓采集、PCC點(diǎn)電流，并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)、同期開(kāi)出信號(hào)接點(diǎn)、保護(hù)開(kāi)出接點(diǎn)負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)和發(fā)電單元開(kāi)關(guān)接點(diǎn)狀態(tài)，通過(guò)遙控輸出模塊發(fā)給各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同模式的運(yùn)行控制，通過(guò)對(duì)各分布式電源、負(fù)荷的快速控制實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)并網(wǎng)/離網(wǎng)運(yùn)行模式下各分布式發(fā)電單元的聯(lián)合運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的最優(yōu)運(yùn)行。
[0026]本實(shí)用新型微電網(wǎng)模式控制器的各個(gè)單元運(yùn)行具體步驟如下:
[0027]步驟1:模擬量采樣單元和狀態(tài)量采樣單元采集配電側(cè)母線電壓采樣、微網(wǎng)發(fā)電偵_線電壓采集、PCC點(diǎn)電流，并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)、同期開(kāi)出信號(hào)接點(diǎn)、保護(hù)開(kāi)出接點(diǎn)負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)和發(fā)電單元開(kāi)關(guān)接點(diǎn)狀態(tài)；
[0028]步驟2:模式控制單元接收步驟I中數(shù)據(jù)，接通或者斷開(kāi)開(kāi)關(guān)量輸出電路實(shí)現(xiàn)相應(yīng)電網(wǎng)模式運(yùn)行；
[0029]步驟3:并網(wǎng)開(kāi)關(guān)、發(fā)電單元開(kāi)關(guān)和負(fù)荷開(kāi)關(guān)動(dòng)作序列。
[0030]綜上所述，本實(shí)用新型能夠有效的防止大量分散的、形式多樣、性能各異的分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)和用戶造成沖擊，實(shí)現(xiàn)清潔能源的并網(wǎng)運(yùn)行、離網(wǎng)運(yùn)行及并離網(wǎng)無(wú)縫切換平滑過(guò)渡等功能。
[0031]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.微電網(wǎng)模式控制器，其特征在于:包括模擬量采樣單元、狀態(tài)量采樣單元、遙控輸出單元、模式控制單元和子站通訊單元；所述模擬量采樣單元、狀態(tài)量采樣單元、遙控輸出單元、子站通訊單元均與模式控制單元相連接； 所述模擬量采樣單元包括配電側(cè)母線電壓采樣電路、微網(wǎng)發(fā)電側(cè)母線電壓采集電路、PCC點(diǎn)電流采集電路； 所述狀態(tài)量采樣單元包括并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路、同期開(kāi)出信號(hào)接點(diǎn)電路、保護(hù)開(kāi)出接點(diǎn)負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路、采樣端發(fā)電單元開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路； 所述遙控輸出單元包括開(kāi)關(guān)量輸出電路和告警信號(hào)輸出電路； 所述開(kāi)關(guān)量輸出電路包括并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)輸出電路、負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)輸出電路和輸出端發(fā)電單元開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)模式控制器，其特征在于:所述告警信號(hào)輸出電路包括裝置失電告警電路、裝置異常告警電路、裝置通訊異常告警電路、備用信號(hào)告警電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)模式控制器，其特征在于:所述模式控制單元與模擬量采樣單元、狀態(tài)量采樣單元通過(guò)總線方式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)模式控制器，其特征在于:所述模式控制單元與遙控輸出單元之間通過(guò)總線方式連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)模式控制器，其特征在于:所述子站通訊單元與微電網(wǎng)通訊子站之間通過(guò)網(wǎng)線通信連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)模式控制器，其特征在于:所述并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)輸出電路、負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)輸出電路和輸出端發(fā)電單兀開(kāi)關(guān)接點(diǎn)電路分別連接分布微網(wǎng)的并網(wǎng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)接點(diǎn)和發(fā)電單元開(kāi)關(guān)接點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK203813523SQ201420121331
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】魯文, 李炳杰, 潘漢廣, 覃嶺, 孫國(guó)城, 田小東, 張磐 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 天津市電力公司, 國(guó)電南瑞科技股份有限公司