一種微電網一體化裝置及控制方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種微電網一體化裝置，包括中央處理器、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、通信模塊和多個報警指示燈；模擬量輸入模塊通過電流互感器和電壓互感器接入微電網并依次通過低通濾波電路、AD數模轉換器與中央處理器的第一端相連；開關量輸入模塊通過開關量傳感器接入微電網并通過光耦與中央處理器的第二端相連；中央處理器第三及第四端分別對應與開關量輸出模塊及通信模塊相連，且其上還設有第一和第二定時器；開關量輸出模塊包括依序連接的輸出陣列和繼電器，且輸出陣列還與多個報警指示燈相連，繼電器還與微電網相連。實施本發明專利技術，能夠簡化微電網控制結構，降低微電網建設成本。

【技術實現步驟摘要】
一種微電網一體化裝置及控制方法
本專利技術涉及工業自動化
，尤其涉及一種微電網一體化裝置及控制方法。
技術介紹
目前，為協調大電網與分布式電源間的矛盾，充分發掘分布式能源為電網和用戶所帶來的價值和效益，進一步提高電力系統運行的靈活性、可控性和經濟性以及更好地滿足電力用戶對電能質量和供電可靠性的更高要求進而引入一種可以讓新能源及可再生能源并網發電規?；瘧玫碾娋W，又名“微電網”。微電網通過有效的協調控制，使主要基于新能源和可再生能源的分布式電源并網所產生的負面問題都在微電網內得到解決，減少了分布式電源并網對大電網產生的各種擾動，微電網有并網運行和獨立運行兩種運行方式，對大電網可以起到削峰填谷的作用，微電網中的能量來源多為新型能源及可再生能源，對于新能源以及可再生能源并網發電規模化應用具有重要意義。在微電網領域中，目前電網控制多采用分散控制，控制設備較多，造成控制結構復雜，建設成本高。
技術實現思路
本專利技術實施例所要解決的技術問題在于，提供一種微電網一體化裝置及控制方法，能夠簡化微電網控制結構，降低微電網建設成本。為了解決上述問題，本專利技術提供一種微電網一體化裝置，所述微電網一體化裝置包括中央處理器、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、通信模塊和多個報警指示燈；其中，所述模擬量輸入模塊包括電流互感器、電壓互感器、低通濾波電路和AD數模轉換器；其中，所述電流互感器的輸入端接入微電網，輸出端與所述低通濾波電路的第一端相連，用于采集所述微電網的電流信號；所述電壓互感器的輸入端接入所述微電網，輸出端與所述低通濾波電路的第二端相連，用于采集所述微電網的電壓信號；所述低通濾波電路的第三端與所述AD數模轉換器的輸入端相連，用于過濾所述采集到的電流信號及電壓信號；所述AD數模轉換器的輸出端與所述中央處理器的第一端相連，用于將所述過濾后的電流信號及電壓信號轉變成相應的數字信號；所述開關量輸入模塊包括開關量傳感器和光耦；其中，所述開關量傳感器的輸入端與所述微電網相連，輸出端與所述光耦的輸入端相連，用于采集所述微電網產生的光信號；所述光耦的輸出端與所述中央處理器的第二端相連，用于將光信號轉換成二進制的電信號；其中，所述二進制的電信號是由所述微電網在外部輸入有手動離網指令或手動并網指令時所產生的光信號轉變成，或是由所述微電網在自動啟動并網或離網時所產生的光信號轉變成；所述中央處理器的第三端與所述開關量輸出模塊相連，第四端與所述通信模塊相連，且其上還設有第一定時器和第二定時器；其中，所述中央處理器用于計算所述模擬量輸入模塊采集到的數字信號和/或所述開關量輸入模塊采集到的二進制信號，并將計算結果通過所述通信模塊輸出給外部設備，且進一步根據所述計算結果，啟動所述第一定時器輸出第一控制指令集給所述開關量輸出模塊或啟動所述第二定時器輸出第二控制指令集給所述開關量輸出模塊；所述開關量輸出模塊包括輸出陣列和繼電器；其中，所述輸出陣列的輸入端與所述中央處理器的第三端相連，輸出端分別與所述繼電器的一端及所述多個報警指示燈相連，用于接收所述中央處理器輸出的相應控制指令集，并根據所述接收到的控制指令集，控制所述繼電器啟動或斷開，以及控制所述多個報警指示燈燈亮或燈滅；所述繼電器的另一端與所述微電網相連，用于控制所述微電網運行。其中，所述微電網一體化裝置還包括與所述中央處理器的第五端相連的人機交互模塊，所述人機交互模塊上設有多個按鍵及一個LCD液晶屏，用于獲取用戶輸入的操作所述微電網并網的指令或離網的指令，并響應及輸出所述獲取到的操作指令給所述中央處理器。其中，所述通信模塊包括光纖接口子模塊、以太網接口子模塊、串口通信子模塊、GPRS子模塊以及WIFI子模塊。本專利技術實施例還提供了一種微電網一體化裝置控制方法，其在前述的微電網一體化裝置上實現，所述方法包括：通過模擬量輸入模塊采集微電網的模擬量以及通過開關量輸入模塊采集所述微電網的開關量，并對所述采集到的模擬量及開關量進行計算；其中，所述模擬量是由所述微電網的電流信號及電壓信號組成；所述開關量是由所述微電網在外部輸入有手動離網指令或手動并網指令時所產生的光信號轉變成的二進制信號組成，或是由所述微電網在自動啟動并網或離網時所產生的光信號轉變成的二進制信號組成；根據計算結果，待中央處理器中的第一定時器的啟動時間到達時輸出第一控制指令集或待所述中央處理器中的第二定時器的啟動時間到達時，輸出第二控制指令集，對所述微電網實現相應的功能。其中，所述根據計算結果，待所述中央處理器中的第一定時器的啟動時間到達時輸出第一控制指令集或待所述中央處理器中的第二定時器的啟動時間到達時，輸出第二控制指令集，對所述微電網實現相應的功能的步驟具體包括：在待所述中央處理器中的第一定時器的啟動時間到達時，開啟所述第一定時器開始計數；其中，所述第一定時器每中斷一次計數值加一且待到達預設閾值時清零；檢測所述中央處理器當前獲取的外部指令情況及并網開關所形成的二進制信號情況，并根據檢測結果，確定當前進入的工作模式；其中，當檢測到中并網開關所形成的二進制信號為0且所述微電網全網所有電壓為0時，則當前進入的工作模式為實現所述微電網在崩潰情況下的自動或手動啟動的黑啟動模式；當檢測外部輸入有手動并網指令時，則當前進入的工作模式為并離網切換中實現離網轉并網功能的第一模式；當檢測外部輸入有手動離網指令時，則當前進入的工作模式為并離網切換中實現有計劃并網轉離網功能的第二模式；當檢測到沒有任何外部輸入指令且并網開關所形成的二進制信號為1時，則當前進入的工作模式為并離網切換中實現無計劃并網轉離網功能的第三模式；判斷當前工作模式下所述第一定時器的當前計數值是否為奇數；如果是，則根據所述計算結果，輸出所述第一控制指令集，對所述微電網實現電能質量指標計算功能、頻率計算以及緊急控制邏輯計算功能、電壓計算以及緊急控制邏輯計算功能和孤島檢測功能；如果否，則根據所述計算結果，輸出所述第一控制指令集，對所述微電網實現完成并網點和微電源雙向計量功能、繼電保護功能以及完成故障錄波功能。其中，所述根據計算結果，待所述中央處理器中的第一定時器的啟動時間到達時輸出第一控制指令集或待所述中央處理器中的第二定時器的啟動時間到達時，輸出第二控制指令集，對所述微電網實現相應的功能的步驟具體還包括：在待所述中央處理器中的第二定時器的啟動時間到達時，開啟所述第二定時器開始計數；其中，所述第二定時器每中斷一次計數值加一且待到達預設閾值時清零；根據所述計算結果，輸出所述第二控制指令集，對所述微電網實現新能源發電預測功能、負荷預測、優化調度功能和能效管理功能。其中，所述第一定時器定時中斷為0.5s，所述第二定時器定時中斷為100s。實施本專利技術實施例，具有如下有益效果：本專利技術將微電網中的并網點和微電源雙向計量功能、電能質量監測功能、黑啟動、并離網切換、頻率穩定控制、電壓穩定控制、孤島檢測、繼電保護、新能源發電功率預測、負荷功率、能量優化調度、能效管理優化、故障錄波、人機交互、數據通訊、數據儲存等功能于一體，簡化了微電網控制結構，降低了微電網建設成本。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微電網一體化裝置，其特征在于，所述微電網一體化裝置包括中央處理器、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、通信模塊和多個報警指示燈；其中，所述模擬量輸入模塊包括電流互感器、電壓互感器、低通濾波電路和AD數模轉換器；其中，所述電流互感器的輸入端接入微電網，輸出端與所述低通濾波電路的第一端相連，用于采集所述微電網的電流信號；所述電壓互感器的輸入端接入所述微電網，輸出端與所述低通濾波電路的第二端相連，用于采集所述微電網的電壓信號；所述低通濾波電路的第三端與所述AD數模轉換器的輸入端相連，用于過濾所述采集到的電流信號及電壓信號；所述AD數模轉換器的輸出端與所述中央處理器的第一端相連，用于將所述過濾后的電流信號及電壓信號轉變成相應的數字信號；所述開關量輸入模塊包括開關量傳感器和光耦；其中，所述開關量傳感器的輸入端與所述微電網相連，輸出端與所述光耦的輸入端相連，用于采集所述微電網產生的光信號；所述光耦的輸出端與所述中央處理器的第二端相連，用于將光信號轉換成二進制的電信號；其中，所述二進制的電信號是由所述微電網在外部輸入有手動離網指令或手動并網指令時所產生的光信號轉變成，或是由所述微電網在自動啟動并網或離網時所產生的光信號轉變成；所述中央處理器的第三端與所述開關量輸出模塊相連，第四端與所述通信模塊相連，且其上還設有第一定時器和第二定時器；其中，所述中央處理器用于計算所述模擬量輸入模塊采集到的數字信號和/或所述開關量輸入模塊采集到的二進制信號，并將計算結果通過所述通信模塊輸出給外部設備，且進一步根據所述計算結果，啟動所述第一定時器輸出第一控制指令集給所述開關量輸出模塊或啟動所述第二定時器輸出第二控制指令集給所述開關量輸出模塊；所述開關量輸出模塊包括輸出陣列和繼電器；其中，所述輸出陣列的輸入端與所述中央處理器的第三端相連，輸出端分別與所述繼電器的一端及所述多個報警指示燈相連，用于接收所述中央處理器輸出的相應控制指令集，并根據所述接收到的控制指令集，控制所述繼電器啟動或斷開，以及控制所述多個報警指示燈燈亮或燈滅；所述繼電器的另一端與所述微電網相連，用于控制所述微電網運行。...

【技術特征摘要】
1.一種微電網一體化裝置，其特征在于，所述微電網一體化裝置包括中央處理器、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、通信模塊和多個報警指示燈；其中，所述模擬量輸入模塊包括電流互感器、電壓互感器、低通濾波電路和AD數模轉換器；其中，所述電流互感器的輸入端接入微電網，輸出端與所述低通濾波電路的第一端相連，用于采集所述微電網的電流信號；所述電壓互感器的輸入端接入所述微電網，輸出端與所述低通濾波電路的第二端相連，用于采集所述微電網的電壓信號；所述低通濾波電路的第三端與所述AD數模轉換器的輸入端相連，用于過濾所述采集到的電流信號及電壓信號；所述AD數模轉換器的輸出端與所述中央處理器的第一端相連，用于將所述過濾后的電流信號及電壓信號轉變成相應的數字信號；所述開關量輸入模塊包括開關量傳感器和光耦；其中，所述開關量傳感器的輸入端與所述微電網相連，輸出端與所述光耦的輸入端相連，用于采集所述微電網產生的光信號；所述光耦的輸出端與所述中央處理器的第二端相連，用于將光信號轉換成二進制的電信號；其中，所述二進制的電信號是由所述微電網在外部輸入有手動離網指令或手動并網指令時所產生的光信號轉變成，或是由所述微電網在自動啟動并網或離網時所產生的光信號轉變成；所述中央處理器的第三端與所述開關量輸出模塊相連，第四端與所述通信模塊相連，且其上還設有第一定時器和第二定時器；其中，所述中央處理器用于計算所述模擬量輸入模塊采集到的數字信號和/或所述開關量輸入模塊采集到的二進制信號，并將計算結果通過所述通信模塊輸出給外部設備，且進一步根據所述計算結果，啟動所述第一定時器輸出第一控制指令集給所述開關量輸出模塊或啟動所述第二定時器輸出第二控制指令集給所述開關量輸出模塊；所述開關量輸出模塊包括輸出陣列和繼電器；其中，所述輸出陣列的輸入端與所述中央處理器的第三端相連，輸出端分別與所述繼電器的一端及所述多個報警指示燈相連，用于接收所述中央處理器輸出的相應控制指令集，并根據所述接收到的控制指令集，控制所述繼電器啟動或斷開，以及控制所述多個報警指示燈燈亮或燈滅；所述繼電器的另一端與所述微電網相連，用于控制所述微電網運行。2.如權利要求1所述的微電網一體化裝置，其特征在于，所述微電網一體化裝置還包括與所述中央處理器的第五端相連的人機交互模塊，所述人機交互模塊上設有多個按鍵及一個LCD液晶屏，用于獲取用戶輸入的操作所述微電網并網的指令或離網的指令，并響應及輸出所述獲取到的操作指令給所述中央處理器。3.如權利要求2所述的微電網一體化裝置，其特征在于，所述通信模塊包括光纖接口子模塊、以太網接口子模塊、串口通信子模塊、GPRS子模塊以及WIFI子模塊。4.一種微電網一體化裝置控制方法，其特征在于，其在如權利要求1-3中任一項所述的微電網一體化裝置上實現，所述方法包括：通過模擬量輸入模塊采集微電網的模擬量以及通過開關量輸入模塊采集所述微電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉順桂，丁慶，朱正國，秦毅，廖貴臏，
申請(專利權)人：深圳供電局有限公司，深圳微網能源管理系統實驗室有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44