一种配电网光伏发电设备协调同步装置及协调同步方法制造方法及图纸

一种配电网光伏发电设备协调同步装置及协调同步方法属于配电网技术领域，特别涉及一种配电网光伏发电设备协调同步装置及协调同步方法。本发明专利技术提供一种数据采集准确、速度快的配电网光伏发电设备协调同步装置及协调同步方法。本发明专利技术配电网光伏发电设备协调同步装置包括发电设备终端和调度中心端；所述的发电设备终端包括传感器、A/D模数转换器、DSP微处理器、FPGA数据计算芯片和4G通信模块，所述调度中心端包括工控机和4G通信模块，所述传感器的输出端与A/D模数转换器输入端相连，A/D模数转换器的输出端与DSP微处理器的输入端相连，DSP微处理器的输出端与FPGA数据计算芯片的输入端相连。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于配电网
，特别涉及一种配电网光伏发电设备协调同步装置及 协调同步方法。
技术介绍
光伏发电是一个复杂的系统，如何根据光伏设备的运行特点进行协调调度，使现 有工程发挥最大效益，越来越受到重视，W往光伏发电调度的特点是忽略光伏发电设备间 的协调控制过程，由调度运行人员凭借主观判断控制决策配电网内各个光伏发电的运行， 因此，对配电网内各光伏设备的电气参数及气象环境参数进行实时监测，并根据监测参数 对光伏发电设备间出力协调比例进行计算，根据计算结果实时地对光伏设备输出功率进行 控制，能够有效避免各个光伏发电设备间的功率分配不合理现象，显著提高电力系统可靠 性和经济性。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，提供一种数据采集准确、速度快的配电网光伏发电设 备协调同步装置及协调同步方法。 为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，本专利技术配电网光伏发电设备协调同 步装置包括发电设备终端和调度中必端；所述的发电设备终端包括传感器、A/D模数转换 器、DSP微处理器、FPGA数据计算芯片和4G通信模块，所述调度中必端包括工控机和4G通 信模块，所述传感器的输出端与A/D模数转换器输入端相连，A/D模数转换器的输出端与 DSP微处理器的输入端相连，DSP微处理器的输出端与FPGA数据计算芯片的输入端相连， FPGA数据计算芯片的输出端与发电设备的控制单元和4G通信模块的输入端相连，发电设 备的控制单元与人机交互信息显示单元相连； 所述传感器包括电流互感器、电压互感器、功率变送器、温度传感器、湿度传感器， 电流互感器输出端口、电压互感器输出端口、功率变送器输出端口、温度传感器输出端口、 湿度传感器输出端口分别与A/D模数转换器的输入端口相连。 作为另一种优选方案，本专利技术所述传感器选用D肥03B型电流互感器、D册1D6V0. 4B 型电压互感器、S沈TCE-C03型功率变送器、肥-200红外温度传感器和STYB3100111A50型 湿度传感器。 作为另一种优选方案，本专利技术所述A/D模数转换器采用化C2543串行A/D转换器， 4G通信传输单元采用ME3760型号的LTE模块，DSP微处理器选用TMS320F2812芯片，FPGA 数据计算芯片选用EPM7064SLC44芯片，发电设备的控制单元采用51单片机ST89巧1芯片， 人机交互信息显示模块为HG1286402C型号的液晶显示模块； 电流互感器、电压互感器、功率变送器、湿度传感器、湿度传感器输出端分别经过 信号转换电路后连接到A/D转换器化C2543的输入端AINO-AIM，A/D转换器化C2543的输 出端E0C、I/0、IN、0UT、CS分别连接到DSP芯片TMS320F2812 的XA1-XA5 引脚，TMS320F2812 的XD0-XD7 引脚分别与FPGA芯片EPM7064SLC44 的I017-I02UI024-I026 引脚，FPGA芯片EPM7064aX44 的 104-106、108、109、1011、1012、1014 引脚分别与单片机STC89C51 芯片的 PO.O-PO. 7相连，单片机STC89C51芯片的Pl.O-PL7与液晶显示模块的D0-D7连接，单片机 STC89C51芯片的P2.O-PL4与液晶显示模块的RS、RW、CS1、CS2、EN相连接，STC89C51芯片 的RXD、TXD与发电自动控制装置相连，FPGA芯片EPM7064SLC44的1037引脚与4G通信模 块ME3760的DATA端相连，4G通信模块的ATNl端通过天线将数据传送到远方调度终端的 UN0-3072系列PentiumM嵌入式工控机。 另外，本专利技术所述信号转换电路采用TLC4501芯片。（设置信号转换电路，保证信 号采集的频带宽度、转换速率和电压增益，同时降低输入失调电压和电流W及温度漂移）。 其次，本专利技术所述化C4501芯片1脚分别与电阻R3 -端、电阻R2 -端、电容Cl一 端相连，电阻R3另一端与所述A/D模数转换器输入端相连，电容Cl另一端分别与电阻R2 另一端、TLC4501芯片2脚、电阻Rl-端、二极管D2阳极、二极管Dl阴极、传感器的输出端 相连，二极管Dl阳极分别与地线、二极管D2阴极、电阻Rl另一端、TLC4501芯片3脚相连。 电流、电压、功率、温度、湿度信息经过各传感器，进行同步采样、保持、A/D转换，变 为数字信号后，送入DSP芯片进行数据处理，处理后的信息数据由DSP的并行数据输出接口 送到FPGA的数据输入口，再由FPGA将数据送到4G通信模块，为与远方调度端的工控机通 讯做好准备；工控机对电流、电压、功率、温度、湿度信息数据进行计算后，将计算结果通过 4G通信网络传输到4G通信模块，然后由4G模块将计算结果送到FPGA，由FPGA将数据送至 单片机STC89C51，由单片机通过TXD口对发电自动控制装置发出控制命令，并在人机交互 信息显示单元进行显示。 本专利技术配电网光伏发电设备协调同步方法，包括如下步骤： 步骤1 ;发电设备终端采集光伏发电设备的电流、电压、功率、温度、湿度参 数，通过4G通信模块将采集的光伏发电设备的电流、电压、功率、温度、湿度测量值传 输到调度中必端的工控机，光伏发电设备的电流、电压、功率、温度、湿度作为输入量： 义SG二知 步骤2 ;建立目标优化函数 步骤2. 1 ;建立优化目标函数：[001 引 min/Ui屯V/',) (1》 步骤2. 2 ;构建配网光伏发电设备状态数据的n维相空间 步骤3 ;对顶点的目标函数值进行迭代运算 步骤3. 1 ;对定点的目标函数值进行反射运算： F* - (1 +的7, -(3)[002。 声为相空间内各点范数的平均值，Ph为相空间内原有顶点，为通过反射运算寻 找的新顶点； 步骤3. 2 ;对顶点的目标函数进行扩张运算：[002引P二(l-/)T>+yr (4) 为通过扩张运算寻找的新顶点，扩张系数Y= 1. 5。步骤3. 3 ;对顶点的目标函数进行收缩运算：[002引 ？《=狂-祭庐+觀 （5) 如果新顶点下的目标函数满足f(P"Vf(Ph)，则将所有点进行替换： Pi=化+Pi)/2 (6) 式化）中Pi为新生产的相空间相点，Pi为原相点中范数最小的点，即原来最低的 相点； 通过收缩运算，求得了最大值顶点和重必连线上的某一点；在进行反射、扩张、收 缩的过程中，其顶点的取值必须满足配电网光伏发电协调空间构建规则的光伏最大出力约 束，即各顶点须在可行域内；当顶点向量中各维变量值小于0时，取为0 ;当其大于所允许最 大功率时，取为该最大功率数。 步骤4;根据配电网光伏发电设备的特征量进行快速协调同步[003引对目标函数为y=minf(Xi)+g(Xi)+k(Xi)进行求解，惩罚函数 n 心其中Pi为光伏发电设备Xi发出功率，。。、为Xi功率最大值，约束函 抽 巧'' 巧 数4托)=Z巧耐其中Ii为Xi中电流值，为Xi电阻值，t为电网系统运行的时间； 口 1 '， 步骤5;调度中必端工控机将协调计算结果Pi通过4G通信模块传输到发电设备终 端，发电设备终端通过发电控制单元调整发电设备的功率输出。 作为一种优选方案，本专利技术所述a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网光伏发电设备协调同步装置，其特征在于包括发电设备终端和调度中心端；所述的发电设备终端包括传感器、A/D模数转换器、DSP微处理器、FPGA数据计算芯片和4G通信模块，所述调度中心端包括工控机和4G通信模块，所述传感器的输出端与A/D模数转换器输入端相连，A/D模数转换器的输出端与DSP微处理器的输入端相连，DSP微处理器的输出端与FPGA数据计算芯片的输入端相连，FPGA数据计算芯片的输出端与发电设备的控制单元和4G通信模块的输入端相连，发电设备的控制单元与人机交互信息显示单元相连；所述传感器包括电流互感器、电压互感器、功率变送器、温度传感器、湿度传感器，电流互感器输出端口、电压互感器输出端口、功率变送器输出端口、温度传感器输出端口、湿度传感器输出端口分别与A/D模数转换器的输入端口相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐伟夫，盛光，金正元，何琛，何家福，高楠，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11