具有穩(wěn)態(tài)不間斷微電網(wǎng)并網(wǎng)接口一體化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及本實用新型設(shè)計微電網(wǎng)并網(wǎng)技術(shù)，尤其是具有穩(wěn)態(tài)不間斷微電網(wǎng)并網(wǎng)接口一體化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]微電網(wǎng)，是一種新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一組微電源、負荷、儲能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的系統(tǒng)單元。微電網(wǎng)是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤立運行。微電網(wǎng)是相對傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個概念，是指多個分布式電源及其相關(guān)負載按照一定的拓撲結(jié)構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò)，并通過靜態(tài)開關(guān)關(guān)聯(lián)至常規(guī)電網(wǎng)。因微電網(wǎng)能夠充分促進分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實現(xiàn)對負荷多種能源形式的高可靠供給，所以被認為是實現(xiàn)主動式配電網(wǎng)的一種有效方式，是傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)過渡。
[0003]微電網(wǎng)的發(fā)電單元多為風(fēng)能、太陽能、水能、天然氣、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、生物質(zhì)能等可再生能源，其發(fā)電具有間歇性和不穩(wěn)定性。大量的微電網(wǎng)接入電網(wǎng)后將對電網(wǎng)穩(wěn)定性造成一定的影響，因此需要對微電網(wǎng)并網(wǎng)點的電壓、電流、有功、無功、功率因素等進行監(jiān)測，并將相關(guān)電氣量數(shù)據(jù)上送當(dāng)?shù)仉娏φ{(diào)度部門，電力調(diào)度部門通過遠動系統(tǒng)遙控操作電網(wǎng)電路運行。但是現(xiàn)有微電網(wǎng)并網(wǎng)電路中需要眾多的二次設(shè)備(如繼電保護裝置、測控裝置、通信管理裝置、遠動裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測裝置)，但是由于沒有專用的并網(wǎng)接口集中處理，導(dǎo)致二次設(shè)備各自需要獨立布線，眾多的二次設(shè)備進行獨立布線，就導(dǎo)致安裝困難，而且二次設(shè)備所需回路繁瑣、復(fù)雜，設(shè)備投資費用大等問題。
[0004]而且微電網(wǎng)要做到并網(wǎng)并得上，孤網(wǎng)穩(wěn)得住，隔離足夠快，無縫切換，真正實現(xiàn)微電網(wǎng)的即插即用，才能充分發(fā)揮其效益。由于微電網(wǎng)分布式發(fā)電電源普遍存在過載能力低、慣性小或無慣性的特點，以及微電網(wǎng)內(nèi)負載存在突變等問題，容易造成微電網(wǎng)系統(tǒng)振蕩甚至崩潰，嚴重制約著微電網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用。為了改善這種情況，目前的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中通常用儲能設(shè)備來維持系統(tǒng)暫態(tài)的穩(wěn)定，在必要時為微電網(wǎng)提供電壓和頻率支撐，但目前還沒有僅以儲能設(shè)備為控制對象的、能夠滿足微電網(wǎng)在各種運行模式下穩(wěn)定運行要求的成熟解決辦法。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供具有穩(wěn)態(tài)不間斷微電網(wǎng)并網(wǎng)接口一體化裝置，不僅實現(xiàn)并網(wǎng)點線路的保護、測量、遙控、并網(wǎng)點線路的同期功能、遠傳、遠跳功能，還具有電能質(zhì)量監(jiān)視及遠程抄表功能，而且解決了并網(wǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)孤網(wǎng)時的供電間斷問題，為微電網(wǎng)在各種穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)運行提供保證。
[0006]本實用新型采用下述技術(shù)方案:
[0007]具有穩(wěn)態(tài)不間斷具有穩(wěn)態(tài)不間斷微電網(wǎng)并網(wǎng)接口一體化裝置，包括如下幾個插件:
[0008]為裝置提供電源的電源插件:所述的電源插件包括外接48VDC輸入的電源輸入模塊、對電流進行整流的整流模塊、把外接48VDC輸入轉(zhuǎn)換為5VDC和24VDC裝置工作電壓DC/DC轉(zhuǎn)換模塊和電源輸出模塊；
[0009]為裝置提供人機界面及后臺通信功能，以及完成所有的測控算法和邏輯功能的中央處理器插件;所述的中央處理器插件包括CPU、DSP、圖形輸出入接口、USB接口、調(diào)試專用RS-232接口、串形通訊RS485接口、標(biāo)準時鐘對時模塊、狀態(tài)指示輸出模塊、標(biāo)準時鐘對時模塊和狀態(tài)指示輸出模塊;所述標(biāo)準時鐘對時模塊、狀態(tài)指示輸出模塊、標(biāo)準時鐘對時模塊和狀態(tài)指示輸出模塊分別與CUP和DSP相連接；
[0010]為顯示監(jiān)測對象和裝置運行狀態(tài)、接收人員輸入信息和顯示輸出信息的人機交互顯示模塊;人機交互顯示模塊具體包括鍵盤鼠標(biāo)單元、可觸電屏顯示單元;鍵盤鼠標(biāo)單元連接到中央處理器插件輸入端;可觸電屏顯示單元連接到中央處理器插件輸出端；
[0011]為采集遙信量、輸出控制指令、輸出裝置閉鎖信號、告警信號的開入開出插件;開入開出插件具體包括開入模塊、開出模塊、光電隔離模塊、輸出陣列器、控制繼電器和遠傳/遠跳、狀態(tài)指不輸出申旲塊；
[0012]為實現(xiàn)裝置與上級調(diào)度控制系統(tǒng)或其他對本裝置有需求的系統(tǒng)進行通信的遠動插件；
[00?3] 為實現(xiàn)通過G00SE機制進行通讀的G00SE通訊插件;所述的G00SE通訊插件與中央處理器插件相連；
[0014]為實現(xiàn)采集交流輸入信號的采樣板插件；具體包括電壓采集模塊、低通濾波及ADC、測試儀輸入接口、狀態(tài)指示輸出等模塊;測試儀的輸入接口由ADC插件面板的48芯HARMIK接口引入；
[0015]還包括有雙向逆變電路、用于控制所述雙向逆變電路工作狀態(tài)的控制電路和用于采集所述雙向逆變電路直流側(cè)電信號和交流側(cè)電信號的信號采集電路，所述中央處理器插件通過PWM驅(qū)動控制電路連接所述雙向逆變電路；
[0016]所述的電壓采集模塊通過低通濾波器和ADC模塊分別連接CPU和DSP的輸入端，所述CPU的輸出端通過G00SE通訊插件分別與遠程服務(wù)器進行通訊;CPU的輸出端口連接控制繼電器的輸入端;所述的DSP的輸入端連接開入模塊的輸出端，DSP的輸出端連接開出模塊的輸出端，所述的開出模塊采用輸出陣列，所述輸出陣列的輸出端的一端連接控制繼電器的輸入端，另一端分別連接狀態(tài)指示燈的輸入端。
[0017]所述雙向逆變電路包括依次電連接的直流主電路、三相橋式逆變電路、濾波電路、隔離變壓器和交流主電路，所述PWM驅(qū)動控制電路連接所述三相橋式逆變電路。
[0018]所述控制電路還設(shè)有用于接收上級控制指令的通訊接口電路和用于輸入輸出開關(guān)量控制信號的開關(guān)量輸入/輸出接口電路，所述通訊接口電路和開關(guān)量輸入/輸出接口電路與所述微處理器雙向通信連接。
[0019]在進行孤網(wǎng)/并網(wǎng)雙模式相互切換時，先在當(dāng)前運行模式下對另一種運行模式的電壓、頻率、相位、功率中的一種或多種進行跟蹤矯正，達到要求后再切換到另一種運行模式。
[0020]若所述儲能設(shè)備的S0C達不到最小設(shè)定的閾值要求，先采用恒定大電流對所述儲能設(shè)備強制充電，當(dāng)S0C達到設(shè)定閾值之后，再改用恒壓小電流對所述儲能設(shè)備充電。
[0021]所述的遠動插件具有兩路光纖通道，兩路光纖通道為2M通道，單模FC接電源插件。
[0022]本實用新型集微電網(wǎng)并網(wǎng)點線路的保護功能、測量功能、遙控功能、遠傳功能、遠跳功能、同期功能、電能質(zhì)量監(jiān)視功能及抄表功能為一體，解決了微電網(wǎng)并網(wǎng)點處設(shè)備冗余的不足，降低了新能源發(fā)電的投資成本，促進了新能源產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1所示，下面結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施方式作進一步描述。應(yīng)該理解，在這里描述的以下優(yōu)選實施方式僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型的原理，對本實用新型做出各種修改、改進而不會脫離隨附權(quán)利要求所限定保護范圍。
[0025]具有穩(wěn)態(tài)不間斷微電網(wǎng)并網(wǎng)接口一體化裝置，包括如下幾個插件:
[0026]為裝置提供電源的電源插件:所述的電源插件包括外接48VDC輸入的電源輸入模塊、對電流進行整流的整流模塊、把外接48VDC輸入轉(zhuǎn)換為5VDC和24VDC裝置工作電壓DC/DC轉(zhuǎn)換模塊和電源輸出模塊；
[0027]為裝置提供人機界面及后臺通信功能，以及完成所有的測控算法和邏輯功能的中央處理器插件;所述的中央處理器插件包括CPU、DSP、圖形輸出入接口、USB接口、調(diào)試專用RS-232接口、