一种超导磁储能装置的监控系统制造方法及图纸

技术编号:22172320 阅读:83 留言:0更新日期:2019-09-21 13:06
本申请实施例公开了一种超导磁储能装置的监控系统,包括:与超导磁储能装置相连的处理器和与处理器相连的工控机;所述处理器用于采集所述超导磁储能装置中的电压、电流和温度数据,同时采集电网的电流和电压数据,并同步所述电网和超导磁储能装置的电流和电压数据,记录从所述超导磁储能装置和电网中采集数据的波形;所述工控机用于对所述处理器采集的数据进行量化处理,并将所述量化处理后的数据显示出来。本申请解决了现有技术中没有兼顾电网、超导磁体,并对所采集到的数据波形的显示和存储的系统。

A Monitoring System for Superconducting Magnetic Energy Storage Device

【技术实现步骤摘要】
一种超导磁储能装置的监控系统
本申请涉及超导电力监控
,尤其涉及一种超导磁储能装置的监控系统。
技术介绍
超导技术已经广泛应用于多个领域,如高能物理、电力能源、生物医疗、军事、航天等。其中,在电力能源方面,短路情况下,超导磁体环流在零电阻下无能耗运行,持久地储存电磁能,这就是超导储能。超导线圈的一次储能可长期无损耗地保存,又可瞬间放出数千乃至上万焦耳的能量,且储存能量高。超导磁储能系统的发展经历了从低温超导到高温超导的过渡过程。由于传统的低温超导材料只能工作在液氦温区,故需配置良好的外围冷却系统。这样会限制超导的经济优越性,从而大大限制了低温超导磁储能的应用。随着高温超导材料技术的不断发展,超导技术的应用温度被提升至液氮温区(77K),大大提高了超导材料的实用性,且高温超导磁储能系统得到了广泛研制和不断发展。超导磁储能(superconductingmagneticenergystorage,SMES)装置的功率密度大,储能效率高、响应速度快、装置体积小的特点,能实现与电力系统的实时大容量能量交换和功率补偿,可以解决电网瞬间断电对用电设备的影响,对提高电力系统的安全性有较好的效果,也可改善电网的电压和频率特性,提高系统稳定性,还可抑制电网的低频功率振荡,调节功率因数,实现电能质量改善。对于大容量的SMES,可将其用于日负荷的削峰填谷。对于具有间歇性和随机性特点的可再生能源,可利用SMES平抑其功率波动。开展SMES的应用研究对推动电力系统的发展和进步具有十分重要的意义,且SMES在未来智能电网更是具有广阔的应用前景。SMES系统的拓扑结构复杂,涉及到多种电气和非电气量的实时监测,各子系统运行状态的控制,需要一套监控保护系统来保障超导储能系统的可靠运行。美国、日本、韩国等国家对超导磁储能开展了相应的研究,同时也开发了相应的监控与保护系统。1999年中科院电工所成功研制了我国第一台25kJ/5kW低温SMES样机,于2004年开始研发1MJ/0.5MWBi-2223SMES及其监控系统;2005年华中科技大学研制了35kJ/7.5kWBi-2223SMES,并与浙江大学共同研发其监控系统。2011年中国电力科学研究院设计了一种可控高温超导储能系统并网全数字监控系统。华中科技大学和中科院电工所对监控系统的开发主要集中在电网和超导磁体的状态监控,中国电力科学研究院继续研究了功率变换器器的监控技术。然而,目前还没有兼顾电网、超导磁体,并对所采集到的数据波形的显示和存储的系统。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种超导磁储能装置的监控系统,解决现有技术中还没有兼顾电网、超导磁体,并对所采集到的数据波形的显示、存储的系统。有鉴于此,本申请第一方面提供了一种超导磁储能装置的监控系统,所述系统包括:与所述超导磁储能装置相连的处理器和与所述处理器相连的工控机;所述处理器用于采集所述超导磁储能装置中的电压、电流和温度数据,同时采集电网的电流和电压数据,并同步所述电网和超导磁储能装置的电流和电压数据,记录从所述超导磁储能装置和电网中采集数据的波形;所述工控机用于对所述处理器采集的数据进行量化处理,根据量化后的数据判断超导磁储能装置的运行状态,并将所述量化处理后的数据显示出来。优选地,所述处理器包括:电压电流采集单元、温度采集单元、数据同步单元、录波单元和变流器控制单元。所述电压电流采集单元用于采集所述超导磁储能装置以及电网的电流电压信号;所述温度采集单元用于采集所述超导磁储能装置中储能磁体的实时温度;所述数据同步单元用于同步所述超导磁储能装置以及电网的电压和电流数据;所述录波单元用于记录从所述超导磁储能装置和电网中采集数据的波形;所述变流器控制单元用于根据从变流器采集的电流和电压数据判断变流器状态,并对变流器进行控制。优选地,所述处理器还包括:失超保护单元;所述失超保护单元用于对采集的电压数据进行判断,若所述超导磁体的电压失超,则发出失超告警;优选地,所述处理器还包括:制冷控制单元;所述制冷控制单元用于控制超导磁储能装置中的制冷单元进行温度调节。优选地,所述处理器和工控机通过CH375通信接口进行通讯。优选地,所述工控机与触摸屏相连,所述触摸屏用于显示监控数据并形成人机交互界面。优选地,还包括变流器、电压互感器、电流互感器、第一信号调理电路、第二信号调理电路、第三信号调理电路、第四信号调理电路、模数转换电路、斩波器、穿心霍尔传感器以及隔离放大器;所述变流器与所述超导磁储能装置相连;所述变流器的交流侧分别与所述电流互感器和电压互感器相连;所述电压互感器与所述第一信号调理电路相连;所述电流互感器与所述第二信号调理电路相连;所述第一信号调理电路和第二信号调理电路都与所述模数转换电路相连;所述变流器的直流侧分别与所述斩波器和穿心霍尔传感器相连;所述斩波器、第三信号调理电路、隔离放大器以及模数转换电路依次相连;所述穿心霍尔传感器、第四信号调理电路、模数转换电路依次相连;所述模数转换电路连接所述处理器。优选地,每个所述处理器与2个超导磁储能装置相连。优选地,所述处理器包括存储器;所述存储器用于存储处理器采集到的数据。优选地,所述工控机还与远程监控设备通信连接。从以上技术方案可以看出,本申请提供了一种超导磁储能装置的监控系统,包括:与所述超导磁储能装置相连的处理器和与所述处理器相连的工控机;所述处理器用于采集所述超导磁储能装置中的电压、电流和温度数据,同时采集电网的电流和电压数据,并同步所述电网和超导磁储能装置的电流和电压数据,记录从所述超导磁储能装置和电网中采集数据的波形;所述工控机用于对所述处理器采集的数据进行量化处理,根据量化后的数据判断超导磁储能装置的运行状态,并将所述量化处理后的数据显示出来。本申请实施例中,提供了一种超导磁储能装置的监控系统,本申请通过处理器对从超导磁储能装置采集到的电压、电流和温度数据,同时采集电网的电流和电压数据,并同步所述电网和超导磁储能装置的电流和电压数据,记录从所述超导磁储能装置和电网中采集数据的波形,通过工控机对处理器采集的数据进行量化处理,根据量化处理后的数据判断超导磁储能装置的运行状态,并将所述量化处理后的数据显示出来,解决了现有技术中没有兼顾电网、超导磁体,并对所采集到的数据波形的显示、存储的系统。附图说明图1为本申请一种超导磁储能装置的监控系统的一个实施例的系统框架图;图2为本申请一种超导磁储能装置的监控系统的另一个实施例的系统框架图;图3为本申请一种超导磁储能装置的监控系统的一个具体实施例的结构框架图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。为了便于理解,请参阅图1,图1为本申请一种超导磁储能装置的监控系统的一个实施例的系统架构图,如图1所示,图1中包括:与超导磁储能装置103相连的处理器102和与处理器相连的工控机101;处理器用于采集超导磁储能装置103中的电压、电流和温度数据,同时采集电网的电流和电本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种超导磁储能装置的监控系统,其特征在于,包括:与所述超导磁储能装置相连的处理器和与所述处理器相连的工控机;所述处理器用于采集所述超导磁储能装置中的电压、电流和温度数据,同时采集电网的电流和电压数据,并同步所述电网和超导磁储能装置的电流和电压数据,记录从所述超导磁储能装置和电网中采集数据的波形;所述工控机用于对所述处理器采集的数据进行量化处理,根据量化后的数据判断超导磁储能装置的运行状态,并将所述量化处理后的数据显示出来。

【技术特征摘要】
1.一种超导磁储能装置的监控系统,其特征在于,包括:与所述超导磁储能装置相连的处理器和与所述处理器相连的工控机;所述处理器用于采集所述超导磁储能装置中的电压、电流和温度数据,同时采集电网的电流和电压数据,并同步所述电网和超导磁储能装置的电流和电压数据,记录从所述超导磁储能装置和电网中采集数据的波形;所述工控机用于对所述处理器采集的数据进行量化处理,根据量化后的数据判断超导磁储能装置的运行状态,并将所述量化处理后的数据显示出来。2.根据权利要求1所述的一种超导磁储能装置的监控系统,其特征在于,所述处理器包括:电压电流采集单元、温度采集单元、数据同步单元、录波单元和变流器控制单元;所述电压电流采集单元用于采集所述超导磁储能装置以及电网的电流电压信号;所述温度采集单元用于采集所述超导磁储能装置中储能磁体的实时温度;所述数据同步单元用于同步所述超导磁储能装置以及电网的电压和电流数据;所述录波单元用于记录从所述超导磁储能装置和电网中采集数据的波形;所述变流器控制单元用于根据从变流器采集的电流和电压数据判断变流器状态,并对变流器进行控制。3.根据权利要求2所述的一种超导磁储能装置的监控系统,其特征在于,所述处理器还包括:失超保护单元;所述失超保护单元用于对采集的电压数据进行判断,若所述超导磁体的电压失超,则发出失超告警。4.根据权利要求2所述的一种超导磁储能装置的监控系统,其特征在于,所述处理器还包括:制冷控制单元;所述制冷控制单元用于控制超导磁储能装置中的制冷单元进行温...

【专利技术属性】
技术研发人员:夏亚君宋萌胡南南史正军罗运松程文锋李力林友新韦玮
申请(专利权)人:广东电网有限责任公司广东电网有限责任公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:广东,44

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