一种微电网环境下低频低压减载保护系统技术方案

本发明专利技术属于微电网技术领域，公开了一种微电网环境下低频低压减载保护系统，包括：系统端和微电网，所述微电网包括电源模块和多个用电终端，每个用电终端包括智能电能表、执行单元和负载单元，所述电源模块通过所述执行单元给所述负载单元供电，所述执行单元用于控制负载单元的电源的通断；所述智能电能表包括表计模块、控制模块和通信模块，所述控制模块的输出端与所述执行单元的控制端连接，所述控制模块通过所述通信模块与所述系统端连接，所述系统端还与所述电源模块的输出端连接；本发明专利技术不仅可以实现实时快速减载控制，并进一步提高了系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种微电网环境下低频低压减载保护系统
本专利技术属于微电网
，涉及一种微电网环境下低频低压减载保护系统。
技术介绍
微电网一般由太阳能、风能、柴油机和蓄电池组成，是一种有效整合各种分布式电源的电网结构。微电网作为一种供电解决方案被成功推广到非洲市场。由于非洲特殊情况，广袤的大陆因为欠发达边远的农村地区并没有大电网基础设施，大部分人无法用电。随着技术的发展和技术的需求，微电网的低成本和更高的安全性越来越重要。但是，非洲地区基础设施欠发达，微电网一般都是处于孤岛模式下运行，在该模式下，微电网内部的间歇型微电源和负荷功率会随着时间变化出现较大波动，容易导致系统运行不稳定，并导致崩溃。为保证微电网系统平稳运行，现有技术中的解决方案是采用低频低压减载继电保护装置，从而提高其运行可靠性。该技术方案需要在系统中加载低频低压减载继电保护装置，不仅具有成本高的特点，并且，其不可复用智能电能表的功能，导致系统的智能化程度低。
技术实现思路
为适应微电网领域的实际需求，本专利技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种微电网环境下的低频低压减载保护系统，实现微电网供电下的低频低压减载保护的智能化控制。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种微电网环境下低频低压减载保护系统，包括：系统端和微电网，所述微电网包括电源模块和多个用电终端，每个用电终端包括智能电能表、执行单元和负载单元，所述电源模块通过所述执行单元给所述负载单元供电，所述执行单元用于控制负载单元的电源的通断；所述智能电能表包括表计模块、控制模块和通信模块，所述表计模块用于计量用电量和电力参数采集，所述控制模块的输出端与所述执行单元的控制端连接，所述控制模块通过所述通信模块与所述系统端连接，所述系统端还与所述电源模块的输出端连接；所述系统端用于监测电源模块的电量和各个用电终端中的负载单元功率进行分析得到各个用电终端的控制参数，并将控制参数分别发送至对应的智能电能表；所述控制模块用于将负载单元的功率信息发送至所述系统终端，还用于根据采集到的电力参数判断电网是否处于不平衡状态，以及用于在系统处于不平衡状态时，根据系统端发送的控制参数，发送控制命令控制所述执行单元执行拉闸动作。所述负载单元包括轻负载单元和重负载单元，所述执行单元用于根据所述控制模块发送的控制命令，对重负载单元执行拉闸动作。所述控制参数具体为拉闸延迟时间。所述系统端的控制参数的下发策略如下：S101、根据电源模块的电量和各个用户终端中的负载单元的功率，确定第一类、第二类和第三类智能电能表的数量N1、N2和N3；将微网内所有的智能电能表进行分类，分为第一类、第二类和第三类,同时，确定第一类、第二类和第三类智能电能表对应的控制参数；S102、分类完成后，根据分类结果将控制参数delay、delay2和delay3分别下发到第一类、第二类和第三类智能电表，所述delay、delay2和delay3分别表示第一类、第二类和第三类智能表的控制参数；S103、刷新时间到后，返回步骤S101，循环以上操作。所述控制参数的取值分别为：delay1＝0；delay2＝1s；delay3＝2s。所述控制模块判断电网是否处于不平衡状态以及在系统处于不平衡状态时，发送控制命令控制所述执行单元执行拉闸动作的具体方法为：S201、初始化；S202、实时监测电压有效值U和频率f；S203、判断实时频率和电压有效值是否满足平衡条件，若不满足，则进入到步骤S204，若满足，并则返回到S201；其中平衡条件为：f1<f<f2，且U>U1；其中f1表示频率下限，f2表示频率上限，U1表示表示频率下限；S204、判断不平衡条件的持续时间是否达到延迟拉闸时间，若达到，进入步骤S205；否则返回步骤S202；S205、发送控制命令至所述执行单元，控制所述执行单元对负载单元执行拉闸动作。所述频率上限f1＝45Hz，频率上限f2和电压下限根据现场整定，其默认值设置为频率上限f2＝48Hz，电压下限U1＝180V。所述执行单元为带磁保持功能的继电器，所述继电器的控制端与所述控制模块的输出端连接。所述控制模块为MSP430单片机，其通过内置AD对电压信号进行采样，并计算电压有效值和工频频率，刷新时间20ms，其通过SPI接口与表计模块连接。所述控制模块还用于通过通讯模块将拉闸信息上传至系统端，所述系统端还用于通过通讯模块发下合闸控制信号给所述控制模块，所述控制模块还用于根据所述系统端发送的合闸控制信号，发送控制命令控制所述执行单元执行合闸动作。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术提供了一种微电网环境下的低频低压减载保护系统，将低频低压减载功能整合到智能电表当中，系统中无需设置低频低压继电保护装置，不仅能节省成本，而且能结合已有系统实现快速减载控制，并进一步提高系统稳定性，可以实现对智能电表和已有系统的复用，降低成本，提升了微电网运行的可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种微电网环境下的低频低压减载保护系统的结构框图；图2为本专利技术实施例中系统端的控制参数的下发策略的流程图；图3为本专利技术实施例中控制模块进行减载保护的工作流程图；图4为本专利技术另一实施例提供的一种微电网环境下的低频低压减载保护系统的结构框图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种微电网环境下低频低压减载保护系统，包括：系统端和微电网，所述微电网包括电源模块和多个用电终端，即用户终端1、用户终端2……用户终端n，每个用电终端包括智能电能表、执行单元和负载单元，所述电源模块通过所述执行单元给所述负载单元供电，所述执行单元用于控制负载单元的电源的通断；所述智能电能表包括表计模块、控制模块和通信模块，所述表计模块用于计量用电量和电力参数采集，所述控制模块的输出端与所述执行单元的控制端连接，所述控制模块通过所述通信模块与所述系统端连接，所述系统端还与所述电源模块的输出端连接；所述系统端用于监测电源模块的电量和各个用电终端中的负载单元功率进行分析得到各个用电终端的控制参数，并将控制参数分别发送至对应的智能电能表；所述控制模块用于将负载单元的功率信息发送至所述系统终端，还用于根据采集到的电力参数判断电网是否处于不平衡状态，以及用于在系统处于不平衡状态时，根据系统端发送的控制参数，发送控制命令控制所述执行单元执行拉闸动作。具体第，本实施例中，所述控制参数具体为拉闸延迟时间。如图2所示，所述系统端的控制参数的下发策略如下：S101、根据电源模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微电网环境下低频低压减载保护系统，其特征在于，包括：系统端和微电网，所述微电网包括电源模块和多个用电终端，每个用电终端包括智能电能表、执行单元和负载单元，所述电源模块通过所述执行单元给所述负载单元供电，所述执行单元用于控制负载单元的电源的通断；/n所述智能电能表包括表计模块、控制模块和通信模块，所述表计模块用于计量用电量和电力参数采集，所述控制模块的输出端与所述执行单元的控制端连接，所述控制模块通过所述通信模块与所述系统端连接，所述系统端还与所述电源模块的输出端连接；/n所述系统端用于监测电源模块的电量和各个用电终端中的负载单元功率进行分析得到各个用电终端的控制参数，并将控制参数分别发送至对应的智能电能表；/n所述控制模块用于将负载单元的功率信息发送至所述系统终端，还用于根据采集到的电力参数判断电网是否处于不平衡状态，以及用于在系统处于不平衡状态时，根据系统端发送的控制参数，发送控制命令控制所述执行单元执行拉闸动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种微电网环境下低频低压减载保护系统，其特征在于，包括：系统端和微电网，所述微电网包括电源模块和多个用电终端，每个用电终端包括智能电能表、执行单元和负载单元，所述电源模块通过所述执行单元给所述负载单元供电，所述执行单元用于控制负载单元的电源的通断；
所述智能电能表包括表计模块、控制模块和通信模块，所述表计模块用于计量用电量和电力参数采集，所述控制模块的输出端与所述执行单元的控制端连接，所述控制模块通过所述通信模块与所述系统端连接，所述系统端还与所述电源模块的输出端连接；
所述系统端用于监测电源模块的电量和各个用电终端中的负载单元功率进行分析得到各个用电终端的控制参数，并将控制参数分别发送至对应的智能电能表；
所述控制模块用于将负载单元的功率信息发送至所述系统终端，还用于根据采集到的电力参数判断电网是否处于不平衡状态，以及用于在系统处于不平衡状态时，根据系统端发送的控制参数，发送控制命令控制所述执行单元执行拉闸动作。


2.根据权利要求1所述一种微电网环境下低频低压减载保护系统，其特征在于，所述负载单元包括轻负载单元和重负载单元，所述执行单元用于根据所述控制模块发送的控制命令，对重负载单元执行拉闸动作。


3.根据权利要求1所述的一种微电网环境下低频低压减载保护系统，其特征在于，所述控制参数具体为拉闸延迟时间。


4.根据权利要求1所述的一种微电网环境下低频低压减载保护系统，其特征在于，所述系统端的控制参数的下发策略如下：
S101、根据电源模块的电量和各个用户终端中的负载单元的功率，确定第一类、第二类和第三类智能电能表的数量N1、N2和N3；将微网内所有的智能电能表进行分类，分为第一类、第二类和第三类,同时，确定第一类、第二类和第三类智能电能表对应的控制参数；
S102、分类完成后，根据分类结果将控制参数delay、delay2和delay3分别下发到第一类、第二类和第三类智能电表，所述delay、delay2和delay3分别表示第一类、第二类和第三类智能表的控制参数；
S103、刷新时间到后，返回步骤S101，循环以上操作。

【专利技术属性】
技术研发人员：周杰文，姚青，罗振，周敏，
申请(专利权)人：杭州海兴电力科技股份有限公司，宁波恒力达科技有限公司，南京海兴电网技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33