微電網(wǎng)中央控制器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種微電網(wǎng)中央控制器，包括中央處理器以及與其通信連接的開(kāi)入模塊、開(kāi)出模塊、模擬量采集模塊、存儲(chǔ)器和通訊模塊，中央處理器用于控制各部分間協(xié)同工作，根據(jù)來(lái)自開(kāi)入模塊、模擬量采集模塊和通訊模塊的信息、按照預(yù)設(shè)規(guī)則計(jì)算和邏輯判斷得出控制指令并向通訊模塊和/或開(kāi)出模塊輸出，開(kāi)出模塊用于輸出控制PCC開(kāi)關(guān)以及微電網(wǎng)負(fù)載投切開(kāi)關(guān)分合閘的指令信號(hào)；通訊模塊用于向微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和保護(hù)裝置輸出控制信息和接收微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和保護(hù)裝置上報(bào)的狀態(tài)信息。本實(shí)用新型可根據(jù)微電網(wǎng)配置、電網(wǎng)交直流參數(shù)、受控設(shè)備類(lèi)型、狀態(tài)，保證電網(wǎng)平衡情況下自動(dòng)進(jìn)行開(kāi)關(guān)投切以及對(duì)發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備的控制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】微電網(wǎng)中央控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于微電網(wǎng)運(yùn)行控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種能對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)各設(shè)備進(jìn)行集中控制的控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]微電網(wǎng)可化解當(dāng)前新能源使用難題，是推廣新能源、節(jié)能降耗、降低碳排放量的重要高新【技術(shù)領(lǐng)域】，被形象地稱(chēng)之為打開(kāi)新能源應(yīng)用的“金鑰匙”。
[0003]現(xiàn)在市面上的微電網(wǎng)控制技術(shù)，大部分都是毫秒級(jí)別的能量平衡控制或頻率跟蹤控制，缺少能對(duì)負(fù)載設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備、發(fā)電設(shè)備、PCC開(kāi)關(guān)等各種設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一控制的技術(shù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種微電網(wǎng)中央控制器，能對(duì)負(fù)載設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備、發(fā)電設(shè)備、PCC開(kāi)關(guān)等各種設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)控制。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]一種微電網(wǎng)中央控制器，包括:
[0007]開(kāi)入模塊，用于接收微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間PCC開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)信號(hào)以及微電網(wǎng)負(fù)載投切開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)信號(hào)；
[0008]開(kāi)出模塊，用于輸出控制所述PCC開(kāi)關(guān)以及微電網(wǎng)負(fù)載投切開(kāi)關(guān)分合閘的指令信號(hào);
[0009]模擬量采集模塊，用于采集大電網(wǎng)上微電網(wǎng)接入點(diǎn)的模擬電參量以及微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)載的模擬電參量，并將所采集到的模擬量轉(zhuǎn)換成可參與計(jì)算和邏輯判斷的數(shù)字量并輸出；
[0010]通訊模塊，用于向微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和保護(hù)裝置輸出控制信息和接收微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和保護(hù)裝置上報(bào)的狀態(tài)信息；
[0011]存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)控制程序、PCC開(kāi)關(guān)以及微電網(wǎng)負(fù)載投切開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)信息、大電網(wǎng)上微電網(wǎng)接入點(diǎn)的模擬電參量信息以及微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)載的模擬電參量信息；
[0012]中央處理器，與所述開(kāi)入模塊、開(kāi)出模塊、模擬量采集模塊、存儲(chǔ)器和通訊模塊通信連接，用于控制與其連接的各模塊之間協(xié)同工作，根據(jù)來(lái)自所述開(kāi)入模塊、模擬量采集模塊和通訊模塊的信息、按照預(yù)設(shè)規(guī)則計(jì)算和邏輯判斷得出控制指令并向所述通訊模塊和/或開(kāi)出模塊輸出。
[0013]所述微電網(wǎng)中央控制器還可以包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述中央處理器通信連接，用于接收來(lái)自中央處理器的供顯示用信息并輸出顯示。
[0014]所述微電網(wǎng)中央控制器還可以包括輸入模塊，所述輸入模塊與所述中央處理器通信連接，用于接收來(lái)自用戶(hù)的按鍵輸入并將相應(yīng)按鍵對(duì)應(yīng)的鍵值傳遞給所述中央處理器。
[0015]所述微電網(wǎng)中央控制器還可以包括時(shí)鐘模塊，所述時(shí)鐘模塊與所述中央處理器雙向通信連接，用于為所述中央處理器提供時(shí)間基準(zhǔn)。
[0016]所述微電網(wǎng)中央控制器還可以包括電源模塊，與所述中央處理器、開(kāi)入模塊、開(kāi)出模塊、模擬量采集模塊、通訊模塊、存儲(chǔ)器、顯示模塊、輸入模塊和時(shí)鐘模塊電連接，用于為這些模塊供電。
[0017]所述電源模塊中設(shè)有電壓變換子模塊，用于將輸入所述電源模塊的電源電壓變換成接受其供電的各模塊各自所需的工作電壓。
[0018]所述顯示模塊可以包括顯示屏和/或指示燈。
[0019]所述通訊模塊優(yōu)選為適用于PTN網(wǎng)絡(luò)的通訊用模塊。
[0020]對(duì)于前述任意一種所述微電網(wǎng)中央控制器，還可以包括上位機(jī)，所述上位機(jī)通過(guò)所述通訊模塊與所述中央控制器通訊連接。
[0021]所述通訊模塊和/或上位機(jī)優(yōu)選設(shè)有用于接收大電網(wǎng)調(diào)度決策信息的調(diào)度控制通訊接口。
[0022]本實(shí)用新型的有益效果為:通過(guò)設(shè)置可向微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和保護(hù)裝置輸出控制信息的通訊模塊，以及可輸出用于控制PCC開(kāi)關(guān)和負(fù)載投切開(kāi)關(guān)分合閘的指令信號(hào)的開(kāi)出模塊，所述微電網(wǎng)中央控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)負(fù)載設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備、發(fā)電設(shè)備、PCC開(kāi)關(guān)等各種設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)控制，適應(yīng)了微電網(wǎng)內(nèi)部多向、多路徑能量流動(dòng)與傳輸要求。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本實(shí)用新型提供了一種微電網(wǎng)中央控制器，其一個(gè)實(shí)施例如圖1所示，包括:
[0025]1、開(kāi)入模塊，用于接收微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間PCC開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)信號(hào)以及微電網(wǎng)負(fù)載投切開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)信號(hào)；所述開(kāi)入模塊可以包括分別用于連接開(kāi)關(guān)分合閘位置檢測(cè)裝置和手動(dòng)分合閘指令輸入裝置的信號(hào)輸入子模塊。無(wú)論是自動(dòng)還是手動(dòng)控制的相應(yīng)開(kāi)關(guān)，通過(guò)開(kāi)入模塊，中央控制器都可以及時(shí)掌握PCC開(kāi)關(guān)以及微電網(wǎng)負(fù)載投切開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，從而了解微電網(wǎng)現(xiàn)處于并網(wǎng)還是孤網(wǎng)狀態(tài)，某負(fù)載現(xiàn)在是否接入微電網(wǎng)并從微電網(wǎng)獲得供電。
[0026]2、開(kāi)出模塊，用于輸出控制所述PCC開(kāi)關(guān)以及微電網(wǎng)負(fù)載投切開(kāi)關(guān)分合閘的指令信號(hào)；通過(guò)開(kāi)出模塊，中央控制器可以控制PCC開(kāi)關(guān)的閉合和斷開(kāi)，以使微電網(wǎng)切換到并網(wǎng)或孤網(wǎng)運(yùn)行模式，可以控制微電網(wǎng)內(nèi)某負(fù)載投入或斷開(kāi)，以增加或減輕微電網(wǎng)負(fù)載。
[0027]3、模擬量采集模塊，用于采集大電網(wǎng)上微電網(wǎng)接入點(diǎn)的模擬電參量以及微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)(如光伏系統(tǒng))、儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)載的模擬電參量，并將所采集到的模擬量轉(zhuǎn)換成可參與計(jì)算和邏輯判斷的數(shù)字量并輸出給中央處理器；
[0028]4、通訊模塊，用于向微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和保護(hù)裝置輸出控制信息和接收微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和保護(hù)裝置上報(bào)的狀態(tài)信息；其中，輸出控制信息可以是改變電源系統(tǒng)的出力、改變儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電電壓、要求保護(hù)裝置動(dòng)作對(duì)相應(yīng)線路進(jìn)行保護(hù)
坐寸ο
[0029]5、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)控制程序，PCC開(kāi)關(guān)以及微電網(wǎng)負(fù)載投切開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)信息，大電網(wǎng)上微電網(wǎng)接入點(diǎn)的模擬電參量信息，微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)載的模擬電參量信息，以及用戶(hù)輸入信息；
[0030]6、中央處理器，與所述開(kāi)入模塊、開(kāi)出模塊、模擬量采集模塊、存儲(chǔ)器和通訊模塊通信連接，用于控制與其連接的各模塊之間協(xié)同工作，根據(jù)來(lái)自所述開(kāi)入模塊、模擬量采集模塊和通訊模塊的信息、按照預(yù)設(shè)規(guī)則計(jì)算和邏輯判斷得出帶控制參數(shù)的控制指令并向所述通訊模塊和/或開(kāi)出模塊輸出；
[0031]7、顯示模塊，所述顯示模塊與所述中央處理器通信連接，用于接收來(lái)自中央處理器的供顯示用信息并輸出顯示；所述顯示模塊可以是顯示屏和/或指示燈，采用顯示屏可以顯示更多的信息，并通過(guò)更豐富的界面內(nèi)容給用戶(hù)更好的人機(jī)交互體驗(yàn)。
[0032]8、輸入模塊，所述輸入模塊與所述中央處理器通信連接，用于接收來(lái)自用戶(hù)的按鍵輸入并將相應(yīng)按鍵對(duì)應(yīng)的鍵值傳遞給所述中央處理器；
[0033]9、時(shí)鐘模塊，所述時(shí)鐘模塊與所述中央處理器雙向通信連接，用于為所述中央處理器提供時(shí)間基準(zhǔn)；
[0034]10、電源模塊，與所述中央處理器、開(kāi)入模塊、開(kāi)出模塊、模擬量采集模塊、通訊模塊、存儲(chǔ)器、顯示模塊、輸入模塊和時(shí)鐘模塊電連接，用于為中央控制器的各個(gè)組成部分供電。所述電源模塊中設(shè)有電壓變換子模塊，用于將輸入所述電源模塊的電源電壓變換成接受其供電的各組成部分各自所需的工作電壓。
[0035]所述通訊模塊優(yōu)選為適用于PTN網(wǎng)絡(luò)的通訊用模塊。利用PTN通信技術(shù)適于遠(yuǎn)距離、大容量以及具有傳輸保護(hù)能力的特點(diǎn)，保證中央控制器的較強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸能力和較好的傳輸質(zhì)量，使微電網(wǎng)通信更可靠，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。另外，PTN通信業(yè)務(wù)傳輸接入的靈活性能夠更好地適應(yīng)中央控制器的控制對(duì)象分散、多種類(lèi)、多數(shù)量要求。
[0036]所述微電網(wǎng)中央控制器還可以包括上位機(jī)，所述上位機(jī)通過(guò)所述通訊模塊與所述中央控制器通訊連接。上位機(jī)可以是通用計(jì)算機(jī)、工控機(jī)或其他專(zhuān)用的具有計(jì)算能力的監(jiān)控設(shè)備，主要可供管理人員監(jiān)管微電網(wǎng)的整體運(yùn)行情況。
[0037]所述通訊模塊和/或上位機(jī)優(yōu)選設(shè)有調(diào)度控制通訊接口，用于接收大電網(wǎng)調(diào)度決策信息。所述中央控制器根據(jù)接收到的大電網(wǎng)調(diào)度決策信息對(duì)本控制器的控制參數(shù)、控制指令、控制策略等進(jìn)行調(diào)整，或直接將大電網(wǎng)調(diào)度決策信息轉(zhuǎn)給下一級(jí)控制器，如微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、負(fù)載和保護(hù)裝置等的相應(yīng)本地控制器。中央控制器可以通過(guò)所述調(diào)度控制通訊接口上報(bào)需要上一級(jí)控制器知曉的信息。
[0038]所述微電網(wǎng)中央控制器可以實(shí)現(xiàn)以下控制:
[0039](I)負(fù)載自動(dòng)控制:自動(dòng)控制負(fù)載投、切，根據(jù)電網(wǎng)使用情況和用戶(hù)定值設(shè)置，進(jìn)行自動(dòng)的1、2、3級(jí)負(fù)載投、切。
[0040](2)母線功率自動(dòng)平衡:根據(jù)發(fā)電功率、儲(chǔ)能發(fā)出功率、負(fù)載消耗功率和母線進(jìn)線功率的數(shù)值，調(diào)整發(fā)電功率、儲(chǔ)能發(fā)出功率、負(fù)載投切來(lái)自動(dòng)平衡母線功率。
[0041](3)維持電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行:根據(jù)用電-負(fù)載曲線和峰谷電價(jià)設(shè)定，自動(dòng)的控制孤網(wǎng)側(cè)和并網(wǎng)側(cè)的交換功率。在電價(jià)頂峰減少對(duì)并網(wǎng)側(cè)的功率消耗，在電價(jià)低谷，進(jìn)行耗電量大的動(dòng)作。
[0042](4)自動(dòng)模式控制:根據(jù)用戶(hù)命令進(jìn)行并網(wǎng)啟動(dòng)、孤網(wǎng)啟動(dòng)、并轉(zhuǎn)孤、孤轉(zhuǎn)并的流程控制。[0043](5)儲(chǔ)能系統(tǒng)保護(hù):根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)荷電狀態(tài)，進(jìn)行自動(dòng)充放電控制，并且可以避免對(duì)電池系統(tǒng)的過(guò)充和過(guò)放。
[0044]本實(shí)用新型可以根據(jù)微電網(wǎng)的配置，根據(jù)電網(wǎng)交流、直流各種參數(shù)，根據(jù)受控設(shè)備類(lèi)型、狀態(tài)，利用綜合邏輯判定，保證電網(wǎng)平衡情況下，自動(dòng)進(jìn)行開(kāi)關(guān)投切、發(fā)電設(shè)備(光伏、風(fēng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等)、儲(chǔ)能設(shè)備(鉛酸電池、鋰電池等)的控制。其采用先進(jìn)的ARM高速芯片控制，處理速度快、邏輯運(yùn)算準(zhǔn)確。使用模糊邏輯算法，進(jìn)行微電網(wǎng)整體功率平衡控制和削峰填谷控制，是微電網(wǎng)整體中央控制理念的完整體現(xiàn)，主要實(shí)現(xiàn)以下功能:
[0045](I)調(diào)節(jié)微電網(wǎng)功率動(dòng)態(tài)平衡；(2)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)；(3)對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行控制；(4)根據(jù)用戶(hù)配置進(jìn)行削峰填谷。
[0046]本實(shí)用新型集微處理機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和新型制造技術(shù)于一體，屬于一種新型智能控制設(shè)備，應(yīng)用于微電網(wǎng)的中央控制自動(dòng)轉(zhuǎn)換孤網(wǎng)/并網(wǎng)模式，提高微電網(wǎng)和大電網(wǎng)的供電可靠性，解決了微電網(wǎng)并網(wǎng)、孤網(wǎng)運(yùn)行方式的不同以及微電網(wǎng)與儲(chǔ)能設(shè)備的協(xié)調(diào)控制的關(guān)鍵問(wèn)題。
【權(quán)利要求】
1.一種微電網(wǎng)中央控制器，其特征在于包括: 開(kāi)入模塊，用于接收微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間PCC開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)信號(hào)以及微電網(wǎng)負(fù)載投切開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)信號(hào)； 開(kāi)出模塊，用于輸出控制所述PCC開(kāi)關(guān)以及微電網(wǎng)負(fù)載投切開(kāi)關(guān)分合閘的指令信號(hào)； 模擬量采集模塊，用于采集大電網(wǎng)上微電網(wǎng)接入點(diǎn)的模擬電參量以及微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)載的模擬電參量，并將所采集到的模擬量轉(zhuǎn)換成可參與計(jì)算和邏輯判斷的數(shù)字量并輸出； 通訊模塊，用于向微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和保護(hù)裝置輸出控制信息和接收微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和保護(hù)裝置上報(bào)的狀態(tài)信息； 存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)控制程序、PCC開(kāi)關(guān)以及微電網(wǎng)負(fù)載投切開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)信息、大電網(wǎng)上微電網(wǎng)接入點(diǎn)的模擬電參量信息以及微電網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)載的模擬電參量信息； 中央處理器，與所述開(kāi)入模塊、開(kāi)出模塊、模擬量采集模塊和通訊模塊通信連接，用于控制與其連接的各模塊之間協(xié)同工作，根據(jù)來(lái)自所述開(kāi)入模塊、模擬量采集模塊和通訊模塊的信息、按照預(yù)設(shè)規(guī)則計(jì)算和邏輯判斷得出控制指令并向所述通訊模塊和/或開(kāi)出模塊輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)中央控制器，其特征在于還包括顯示模塊，與所述中央處理器通信連接，用于接收來(lái)自中央處理器的供顯示用信息并輸出顯示。
3.如權(quán)利要求2所述的微電網(wǎng)中央控制器，其特征在于還包括輸入模塊，與所述中央處理器通信連接，用于接收來(lái)自用戶(hù)的按鍵輸入并將相應(yīng)按鍵對(duì)應(yīng)的鍵值傳遞給所述中央處理器。
4.如權(quán)利要求3所述的微電網(wǎng)中央控制器，其特征在于還包括時(shí)鐘模塊，與所述中央處理器雙向通信連接，用于為所述中央處理器提供時(shí)間基準(zhǔn)。
5.如權(quán)利要求4所述的微電網(wǎng)中央控制器，其特征在于還包括電源模塊，與所述中央處理器、開(kāi)入模塊、開(kāi)出模塊、模擬量采集模塊、通訊模塊、存儲(chǔ)器、顯示模塊、輸入模塊和時(shí)鐘模塊電連接，用于為這些模塊供電。
6.如權(quán)利要求5所述的微電網(wǎng)中央控制器，其特征在于所述電源模塊中設(shè)有電壓變換子模塊，用于將輸入所述電源模塊的電源電壓變換成接受其供電的各模塊各自所需的工作電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的微電網(wǎng)中央控制器，其特征在于所述顯示模塊包括顯示屏和/或指示燈。
8.如權(quán)利要求7所述的微電網(wǎng)中央控制器，其特征在于所述通訊模塊為適用于PTN網(wǎng)絡(luò)的通訊用模塊。
9.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的微電網(wǎng)中央控制器，其特征在于還包括上位機(jī)，所述上位機(jī)通過(guò)所述通訊模塊與所述中央控制器通訊連接。
10.如權(quán)利要求9所述的微電網(wǎng)中央控制器，其特征在于所述通訊模塊和/或上位機(jī)設(shè)有用于接收大電網(wǎng)調(diào)度決策信息的調(diào)度控制通訊接口。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK203502759SQ201320596957
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】杜宏, 劉貴程, 孔啟翔, 劉世民 申請(qǐng)人:北京北變微電網(wǎng)技術(shù)有限公司