一种轻量级分布式能源网关设备制造技术

本发明专利技术公开了一种轻量级分布式能源网关设备，本发明专利技术通过一个轻量级网关设备通过模块间的配合设备实现远动功能、保护功能、电能质量监测功能和区域自治控制的多功能集成设计，通过一个集成网关设备降低了分布式新能源并网时需要配置的设备数量的用量，进而降低分布式新能源并网接入成本，解决了现有分布式新能源接入管理的设备投入成本过高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种轻量级分布式能源网关设备
本专利技术涉及智能网关设备领域，尤其涉及一种轻量级分布式能源网关设备。
技术介绍
随着智能电网和智能用电的概念普及和互联网技术的日趋成熟，通过采集到的电力用户用电数据上送主站系统，以便进行大数据的处理和增值服务，成为了电力用户用电数据应用技术发展的新方向。而且近年来，随着户用分布式新能源接入数量的大幅攀升，其功率潮流的不可控性和复杂性在对配电网控制和保护带来冲击的同时，也为配电网智能控制带来机遇。需要对新能源设备的信息采集、就地电力智能管控和与主站系统的智能交互、通过保护、电能质量监测等手段减少新能源对配电网的影响。为了更好地对户用新能源设备进行管理，需要分别为每个用户的户用新能源设备配置远动设备、保护装置、区域控制器、电能质量监测装置等多台设备，但是大量的配套设备也导致了现有分布式新能源接入管理的设备投入成本过高的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种轻量级分布式能源网关设备，用于解决现有分布式新能源接入管理的设备投入成本过高的技术问题。本专利技术提供了一种轻量级分布式能源网关设备，包括：处理模块、上行传输模块、通讯接入模块、测量与控制模块、统一信息接口模块和数据总线；所述数据总线分别与所述处理模块、所述统一信息接口模块、所述测量与控制模块以及所述通讯接入模块连接；所述测量与控制模块用于获取预置区域内的并网点的并网点数据和控制各个并网点开关的开合状态，其中，所述并网点数据具体包括：并网点开关位置、并网点两侧电压、并网点电流；所述通讯接入模块用于获取预置区域内的新能源设备的设备数据和计量数据；所述上行传输模块与所述统一信息接口模块通信连接，其中，所述上行传输模块用于与主站平台建立通信连接；所述处理模块具体包括：远动子模块、保护子模块、电能质量监测子模块和区域自治子模块。优选地，所述远动子模块具体用于根据所述并网点数据及所述新能源设备的设备数据和计量数据构建基于IEC61850的站端模型。优选地，所述保护子模块包括过流保护二级子模块、孤岛保护二级子模块和逆功率保护二级子模块；所述过流保护二级子模块用于根据各个所述并网点电流进行过流故障判定，当所述并网点电流超出预置电流阈值时，则触发所述测量与控制模块，将超出电流阈值的所述并网点电流对应的并网点开关断开；所述孤岛保护二级子模块用于根据各个所述并网点两侧电压进行孤岛故障判定，当所述并网点两侧电压超出预置电压阈值时，则触发所述测量与控制模块，将超出电压阈值的所述并网点两侧电压对应的并网点开关断开；所述逆功率保护二级子单元用于根据各个所述并网点的潮流流向进行逆功率故障判定，当所述并网点的潮流方向与预置流向相反时，则触发所述测量与控制模块，将反向潮流所述并网点对应的并网点开关断开。优选地，所述电能质量监测子模块用于根据所述并网点数据计算所述并网点的三相电压的不平衡度、三相电流的不平衡度以及电压偏差。优选地，所述区域自治子模块具体包括：发电率计算二级子模块以及发电量调度二级子模块；所述发电率计算二级子模块具体用于计算所述新能源设备的可增加总有功功率、可减少总有功功率、可增加总无功功率和可减少总无功功率；所述发电量调度二级子模块用于根据从主站平台接收到的功率目标参数调整所述新能源设备的发电功率。优选地，所述可增加总有功功率具体为各个所述新能源设备的预置有功功率与实时有功功率之差的累加和；所述可减少总有功功率具体根据所述新能源设备的实时有功功率的累加和；所述可增加总无功功率具体为各个所述新能源设备的额定最大无功功率与实时无功功率之差的累加和；所述可减少总无功功率具体所述新能源设备的实时无功功率与额定最小无功功率之差的累加和。优选地，所述发电量调度二级子模块具体用于：判断是否接收到主站平台的发出的功率目标参数，若是，则根据第一目标功率计算公式调整所述新能源设备的发电功率，若否，则根据第二目标功率计算公式调整所述新能源设备的发电功率；其中，所述第一目标功率计算公式为：所述第二目标功率计算公式为：其中，Prat(i)为第i个所述新能源设备的额定有功功率，N为运行的所述新能源设备的总数量，Qrat(i)为第i个所述新能源设备的额定无功功率，PSET为主站平台的发出的有功功率目标参数，QSET为主站平台的发出的无功功率目标参数。优选地，还包括：HMI交互模块；所述HMI交互模块与所述数据总线连接。优选地，还包括：存储模块；所述存储模块与所述数据总线连接。优选地，还包括：电源模块；所述电源模块用于为所述轻量级分布式能源网关设备中的各个模块提供电能。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术提供了一个轻量级网关设备通过模块间的配合设备实现远动功能、保护功能、电能质量监测功能和区域自治控制的多功能集成设计，通过一个集成网关设备降低了分布式新能源并网时需要配置的设备数量的用量，进而降低分布式新能源并网接入成本，解决了现有分布式新能源接入管理的设备投入成本过高的技术问题。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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术提供的一种轻量级分布式能源网关设备的一个实施例的结构示意图；图2为本专利技术提供的一种轻量级分布式能源网关设备的一个实施例的系统示意图；图3为本专利技术提供的一种轻量级分布式能源网关设备中的处理模块的结构示意图图4为本专利技术提供的一种轻量级分布式能源网关设备中的保护子模块的结构示意图；其中，附图标记如下：1、处理模块；2、电源模块；3、存储模块；4、统一信息接口模块；5、HMI交互模块；6、通讯接入模块；7、测量与控制模块；8、上行传输模块；9、数据总线；11、远动子模块；12、保护子模块；121、过流保护二级子模块；122、孤岛保护二级子模块；123、逆功率保护二级子模块；13、电能质量监测子模块；14、区域自治子模块。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种轻量级分布式能源网关设备，用于解决现有分布式新能源接入管理的设备投入成本过高的技术问题。为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1至图4，本专利技术实施例提供了一种轻量级分布式能源网关设备，包括：处理模块1、上行传输模块8、通讯接入模块6、测量与控制模块7、统一信息接口模块4和数据总线9；数据总线9分别与处理模块1、统一信息接口模块4、测量与控制模块7以及通讯接入模块6连接；测量与控制模块7用于获取预置区域内的并网点的并网点数据和控制各个并网点开关的开合状态，其中，并网点数据具体包括：并网点开关位置、并网点两侧电压、并网点电流；通讯接入模块6用于获取预置区域内的新能源设备的设备数据和计量数据；其中，通讯接入模块6包含了RS485接口和网口，通过RS485接口或者网口使用硬接线与新能源设备、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻量级分布式能源网关设备，其特征在于，包括：处理模块、上行传输模块、通讯接入模块、测量与控制模块、统一信息接口模块和数据总线；所述数据总线分别与所述处理模块、所述统一信息接口模块、所述测量与控制模块以及所述通讯接入模块连接；所述测量与控制模块用于获取预置区域内的并网点的并网点数据以及控制各个并网点开关的开合状态，其中，所述并网点数据具体包括：并网点开关位置、并网点两侧电压、并网点电流；所述通讯接入模块用于获取预置区域内的新能源设备的设备数据和计量数据；所述上行传输模块与所述统一信息接口模块通信连接，其中，所述上行传输模块用于与主站平台建立通信连接；所述处理模块具体包括：远动子模块、保护子模块、电能质量监测子模块和区域自治子模块。

【技术特征摘要】
1.一种轻量级分布式能源网关设备，其特征在于，包括：处理模块、上行传输模块、通讯接入模块、测量与控制模块、统一信息接口模块和数据总线；所述数据总线分别与所述处理模块、所述统一信息接口模块、所述测量与控制模块以及所述通讯接入模块连接；所述测量与控制模块用于获取预置区域内的并网点的并网点数据以及控制各个并网点开关的开合状态，其中，所述并网点数据具体包括：并网点开关位置、并网点两侧电压、并网点电流；所述通讯接入模块用于获取预置区域内的新能源设备的设备数据和计量数据；所述上行传输模块与所述统一信息接口模块通信连接，其中，所述上行传输模块用于与主站平台建立通信连接；所述处理模块具体包括：远动子模块、保护子模块、电能质量监测子模块和区域自治子模块。2.根据权利要求1所述的一种轻量级分布式网关设备，其特征在于，所述远动子模块具体用于根据所述并网点数据及所述新能源设备的设备数据和计量数据构建基于IEC61850的站端模型。3.根据权利要求1所述的一种轻量级分布式网关设备，其特征在于，所述保护子模块包括过流保护二级子模块、孤岛保护二级子模块和逆功率保护二级子模块；所述过流保护二级子模块用于根据各个所述并网点电流进行过流故障判定，当所述并网点电流超出预置电流阈值时，则触发所述测量与控制模块，将超出电流阈值的所述并网点电流对应的并网点开关断开；所述孤岛保护二级子模块用于根据各个所述并网点两侧电压进行孤岛故障判定，当所述并网点两侧电压超出预置电压阈值时，则触发所述测量与控制模块，将超出电压阈值的所述并网点两侧电压对应的并网点开关断开；所述逆功率保护二级子单元用于根据各个所述并网点的潮流流向进行逆功率故障判定，当所述并网点的潮流方向与预置流向相反时，则触发所述测量与控制模块，将反向潮流所述并网点对应的并网点开关断开。4.根据权利要求1所述的一种轻量级分布式网关设备，其特征在于，所述电能质量监测子模块用于根据所述并网点数据计算所述并网点的三相电压的不平衡度、三相电流的不平衡度以及电压偏差...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤毅，顾博川，李晓枫，孙毅，高雅，周永言，李海涛，
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