一种微电网一体化装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种微电网一体化装置，包括中央处理器、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、通信模块和多个报警指示灯；模拟量输入模块通过电流互感器和电压互感器接入微电网并依次通过低通滤波电路、AD数模转换器与中央处理器的第一端相连；开关量输入模块通过开关量传感器接入微电网并通过光耦与中央处理器的第二端相连；中央处理器第三及第四端分别对应与开关量输出模块及通信模块相连，且其上还设有第一和第二定时器；开关量输出模块包括依序连接的输出阵列和继电器，且输出阵列还与多个报警指示灯相连，继电器还与微电网相连。实施本发明专利技术，能够简化微电网控制结构，降低微电网建设成本。

【技术实现步骤摘要】
一种微电网一体化装置及控制方法
本专利技术涉及工业自动化
，尤其涉及一种微电网一体化装置及控制方法。
技术介绍
目前，为协调大电网与分布式电源间的矛盾，充分发掘分布式能源为电网和用户所带来的价值和效益，进一步提高电力系统运行的灵活性、可控性和经济性以及更好地满足电力用户对电能质量和供电可靠性的更高要求进而引入一种可以让新能源及可再生能源并网发电规模化应用的电网，又名“微电网”。微电网通过有效的协调控制，使主要基于新能源和可再生能源的分布式电源并网所产生的负面问题都在微电网内得到解决，减少了分布式电源并网对大电网产生的各种扰动，微电网有并网运行和独立运行两种运行方式，对大电网可以起到削峰填谷的作用，微电网中的能量来源多为新型能源及可再生能源，对于新能源以及可再生能源并网发电规模化应用具有重要意义。在微电网领域中，目前电网控制多采用分散控制，控制设备较多，造成控制结构复杂，建设成本高。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种微电网一体化装置及控制方法，能够简化微电网控制结构，降低微电网建设成本。为了解决上述问题，本专利技术提供一种微电网一体化装置，所述微电网一体化装置包括中央处理器、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、通信模块和多个报警指示灯；其中，所述模拟量输入模块包括电流互感器、电压互感器、低通滤波电路和AD数模转换器；其中，所述电流互感器的输入端接入微电网，输出端与所述低通滤波电路的第一端相连，用于采集所述微电网的电流信号；所述电压互感器的输入端接入所述微电网，输出端与所述低通滤波电路的第二端相连，用于采集所述微电网的电压信号；所述低通滤波电路的第三端与所述AD数模转换器的输入端相连，用于过滤所述采集到的电流信号及电压信号；所述AD数模转换器的输出端与所述中央处理器的第一端相连，用于将所述过滤后的电流信号及电压信号转变成相应的数字信号；所述开关量输入模块包括开关量传感器和光耦；其中，所述开关量传感器的输入端与所述微电网相连，输出端与所述光耦的输入端相连，用于采集所述微电网产生的光信号；所述光耦的输出端与所述中央处理器的第二端相连，用于将光信号转换成二进制的电信号；其中，所述二进制的电信号是由所述微电网在外部输入有手动离网指令或手动并网指令时所产生的光信号转变成，或是由所述微电网在自动启动并网或离网时所产生的光信号转变成；所述中央处理器的第三端与所述开关量输出模块相连，第四端与所述通信模块相连，且其上还设有第一定时器和第二定时器；其中，所述中央处理器用于计算所述模拟量输入模块采集到的数字信号和/或所述开关量输入模块采集到的二进制信号，并将计算结果通过所述通信模块输出给外部设备，且进一步根据所述计算结果，启动所述第一定时器输出第一控制指令集给所述开关量输出模块或启动所述第二定时器输出第二控制指令集给所述开关量输出模块；所述开关量输出模块包括输出阵列和继电器；其中，所述输出阵列的输入端与所述中央处理器的第三端相连，输出端分别与所述继电器的一端及所述多个报警指示灯相连，用于接收所述中央处理器输出的相应控制指令集，并根据所述接收到的控制指令集，控制所述继电器启动或断开，以及控制所述多个报警指示灯灯亮或灯灭；所述继电器的另一端与所述微电网相连，用于控制所述微电网运行。其中，所述微电网一体化装置还包括与所述中央处理器的第五端相连的人机交互模块，所述人机交互模块上设有多个按键及一个LCD液晶屏，用于获取用户输入的操作所述微电网并网的指令或离网的指令，并响应及输出所述获取到的操作指令给所述中央处理器。其中，所述通信模块包括光纤接口子模块、以太网接口子模块、串口通信子模块、GPRS子模块以及WIFI子模块。本专利技术实施例还提供了一种微电网一体化装置控制方法，其在前述的微电网一体化装置上实现，所述方法包括：通过模拟量输入模块采集微电网的模拟量以及通过开关量输入模块采集所述微电网的开关量，并对所述采集到的模拟量及开关量进行计算；其中，所述模拟量是由所述微电网的电流信号及电压信号组成；所述开关量是由所述微电网在外部输入有手动离网指令或手动并网指令时所产生的光信号转变成的二进制信号组成，或是由所述微电网在自动启动并网或离网时所产生的光信号转变成的二进制信号组成；根据计算结果，待中央处理器中的第一定时器的启动时间到达时输出第一控制指令集或待所述中央处理器中的第二定时器的启动时间到达时，输出第二控制指令集，对所述微电网实现相应的功能。其中，所述根据计算结果，待所述中央处理器中的第一定时器的启动时间到达时输出第一控制指令集或待所述中央处理器中的第二定时器的启动时间到达时，输出第二控制指令集，对所述微电网实现相应的功能的步骤具体包括：在待所述中央处理器中的第一定时器的启动时间到达时，开启所述第一定时器开始计数；其中，所述第一定时器每中断一次计数值加一且待到达预设阈值时清零；检测所述中央处理器当前获取的外部指令情况及并网开关所形成的二进制信号情况，并根据检测结果，确定当前进入的工作模式；其中，当检测到中并网开关所形成的二进制信号为0且所述微电网全网所有电压为0时，则当前进入的工作模式为实现所述微电网在崩溃情况下的自动或手动启动的黑启动模式；当检测外部输入有手动并网指令时，则当前进入的工作模式为并离网切换中实现离网转并网功能的第一模式；当检测外部输入有手动离网指令时，则当前进入的工作模式为并离网切换中实现有计划并网转离网功能的第二模式；当检测到没有任何外部输入指令且并网开关所形成的二进制信号为1时，则当前进入的工作模式为并离网切换中实现无计划并网转离网功能的第三模式；判断当前工作模式下所述第一定时器的当前计数值是否为奇数；如果是，则根据所述计算结果，输出所述第一控制指令集，对所述微电网实现电能质量指标计算功能、频率计算以及紧急控制逻辑计算功能、电压计算以及紧急控制逻辑计算功能和孤岛检测功能；如果否，则根据所述计算结果，输出所述第一控制指令集，对所述微电网实现完成并网点和微电源双向计量功能、继电保护功能以及完成故障录波功能。其中，所述根据计算结果，待所述中央处理器中的第一定时器的启动时间到达时输出第一控制指令集或待所述中央处理器中的第二定时器的启动时间到达时，输出第二控制指令集，对所述微电网实现相应的功能的步骤具体还包括：在待所述中央处理器中的第二定时器的启动时间到达时，开启所述第二定时器开始计数；其中，所述第二定时器每中断一次计数值加一且待到达预设阈值时清零；根据所述计算结果，输出所述第二控制指令集，对所述微电网实现新能源发电预测功能、负荷预测、优化调度功能和能效管理功能。其中，所述第一定时器定时中断为0.5s，所述第二定时器定时中断为100s。实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：本专利技术将微电网中的并网点和微电源双向计量功能、电能质量监测功能、黑启动、并离网切换、频率稳定控制、电压稳定控制、孤岛检测、继电保护、新能源发电功率预测、负荷功率、能量优化调度、能效管理优化、故障录波、人机交互、数据通讯、数据储存等功能于一体，简化了微电网控制结构，降低了微电网建设成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电网一体化装置，其特征在于，所述微电网一体化装置包括中央处理器、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、通信模块和多个报警指示灯；其中，所述模拟量输入模块包括电流互感器、电压互感器、低通滤波电路和AD数模转换器；其中，所述电流互感器的输入端接入微电网，输出端与所述低通滤波电路的第一端相连，用于采集所述微电网的电流信号；所述电压互感器的输入端接入所述微电网，输出端与所述低通滤波电路的第二端相连，用于采集所述微电网的电压信号；所述低通滤波电路的第三端与所述AD数模转换器的输入端相连，用于过滤所述采集到的电流信号及电压信号；所述AD数模转换器的输出端与所述中央处理器的第一端相连，用于将所述过滤后的电流信号及电压信号转变成相应的数字信号；所述开关量输入模块包括开关量传感器和光耦；其中，所述开关量传感器的输入端与所述微电网相连，输出端与所述光耦的输入端相连，用于采集所述微电网产生的光信号；所述光耦的输出端与所述中央处理器的第二端相连，用于将光信号转换成二进制的电信号；其中，所述二进制的电信号是由所述微电网在外部输入有手动离网指令或手动并网指令时所产生的光信号转变成，或是由所述微电网在自动启动并网或离网时所产生的光信号转变成；所述中央处理器的第三端与所述开关量输出模块相连，第四端与所述通信模块相连，且其上还设有第一定时器和第二定时器；其中，所述中央处理器用于计算所述模拟量输入模块采集到的数字信号和/或所述开关量输入模块采集到的二进制信号，并将计算结果通过所述通信模块输出给外部设备，且进一步根据所述计算结果，启动所述第一定时器输出第一控制指令集给所述开关量输出模块或启动所述第二定时器输出第二控制指令集给所述开关量输出模块；所述开关量输出模块包括输出阵列和继电器；其中，所述输出阵列的输入端与所述中央处理器的第三端相连，输出端分别与所述继电器的一端及所述多个报警指示灯相连，用于接收所述中央处理器输出的相应控制指令集，并根据所述接收到的控制指令集，控制所述继电器启动或断开，以及控制所述多个报警指示灯灯亮或灯灭；所述继电器的另一端与所述微电网相连，用于控制所述微电网运行。...

【技术特征摘要】
1.一种微电网一体化装置，其特征在于，所述微电网一体化装置包括中央处理器、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、通信模块和多个报警指示灯；其中，所述模拟量输入模块包括电流互感器、电压互感器、低通滤波电路和AD数模转换器；其中，所述电流互感器的输入端接入微电网，输出端与所述低通滤波电路的第一端相连，用于采集所述微电网的电流信号；所述电压互感器的输入端接入所述微电网，输出端与所述低通滤波电路的第二端相连，用于采集所述微电网的电压信号；所述低通滤波电路的第三端与所述AD数模转换器的输入端相连，用于过滤所述采集到的电流信号及电压信号；所述AD数模转换器的输出端与所述中央处理器的第一端相连，用于将所述过滤后的电流信号及电压信号转变成相应的数字信号；所述开关量输入模块包括开关量传感器和光耦；其中，所述开关量传感器的输入端与所述微电网相连，输出端与所述光耦的输入端相连，用于采集所述微电网产生的光信号；所述光耦的输出端与所述中央处理器的第二端相连，用于将光信号转换成二进制的电信号；其中，所述二进制的电信号是由所述微电网在外部输入有手动离网指令或手动并网指令时所产生的光信号转变成，或是由所述微电网在自动启动并网或离网时所产生的光信号转变成；所述中央处理器的第三端与所述开关量输出模块相连，第四端与所述通信模块相连，且其上还设有第一定时器和第二定时器；其中，所述中央处理器用于计算所述模拟量输入模块采集到的数字信号和/或所述开关量输入模块采集到的二进制信号，并将计算结果通过所述通信模块输出给外部设备，且进一步根据所述计算结果，启动所述第一定时器输出第一控制指令集给所述开关量输出模块或启动所述第二定时器输出第二控制指令集给所述开关量输出模块；所述开关量输出模块包括输出阵列和继电器；其中，所述输出阵列的输入端与所述中央处理器的第三端相连，输出端分别与所述继电器的一端及所述多个报警指示灯相连，用于接收所述中央处理器输出的相应控制指令集，并根据所述接收到的控制指令集，控制所述继电器启动或断开，以及控制所述多个报警指示灯灯亮或灯灭；所述继电器的另一端与所述微电网相连，用于控制所述微电网运行。2.如权利要求1所述的微电网一体化装置，其特征在于，所述微电网一体化装置还包括与所述中央处理器的第五端相连的人机交互模块，所述人机交互模块上设有多个按键及一个LCD液晶屏，用于获取用户输入的操作所述微电网并网的指令或离网的指令，并响应及输出所述获取到的操作指令给所述中央处理器。3.如权利要求2所述的微电网一体化装置，其特征在于，所述通信模块包括光纤接口子模块、以太网接口子模块、串口通信子模块、GPRS子模块以及WIFI子模块。4.一种微电网一体化装置控制方法，其特征在于，其在如权利要求1-3中任一项所述的微电网一体化装置上实现，所述方法包括：通过模拟量输入模块采集微电网的模拟量以及通过开关量输入模块采集所述微电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘顺桂，丁庆，朱正国，秦毅，廖贵膑，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，深圳微网能源管理系统实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44