CN104617599A - 一种智能微电网系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能微电网系统,它涉及微电网技术领域,包含电源配置器、发电机、蓄能器、逆变器、输出功率检测器、处理器、存储模块、时钟模块、集能机构、提示器、负载监控机构和继电器,以及由供电控制、输出控制、存储控制和报警控制组成的系统控制部分;本发明更好实现了微电网系统的自动切换式供电和自动功率调节,高效环保、便于自检,降低了实际应用中人为判断和操作引起的不确定问题和不准确问题的影响,系统控制各个部分相互配合,提高了微电网系统的安全性能,延长了微电网系统的使用寿命,更好实现了新能源风能和光能的有效利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能微电网系统,属于微电网技术领域。
背景技术
微电网(Micro-Grid)也译为微网,是一种新型网络结构,是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。微电网是相对传统大电网的一个概念,是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络,并通过静态开关关联至常规电网。 开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入,实现对负荷多种能源形式的高可靠供给,是实现主动式配电网的一种有效方式,是传统电网向智能电网过渡。
欧洲提出要充分利用分布式能源、智能技术、先进电力电子技术等实现集中供电与分布式发电的高效紧密结合,并积极鼓励社会各界广泛参与电力市场,共同推进电网发展。微电网以其智能性、能量利用多元化等特点也成为欧洲未来电网的重要组成。目前,欧洲已初步形成了微电网的运行、控制、保护、安全及通信等理论,并在实验室微电网平台上对这些理论进行了验证。其后续任务将集中于研究更加先进的控制策略、制定相应的标准、建立示范工程等。即,为分布式电源与可再生能源的大规模接人以及传统电网向智能电网的初步过渡做积极准备。
微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源,即含有电力电子接口的小型机组,包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。它们接在用户侧,具有成本低、电压低以及污染小等特点。
由于环境保护和能源枯竭的双重压力,迫使我们大力发展清洁的可再生能源。高效分布式能源工业(热电联供)的发展潜力和利益空间巨大。提高供电可靠性和供电质量的要求以及远距离输电带来的种种约束都在推动着在靠近负荷中心设立相应电源。通过微电网控制器可以实现对整个电网的集中控制,不需要分布式的就地控制器,而仅采用常规的量测装置,量测装置与就地控制器之间采用快速通讯通道。采用分布式电源和负荷的就地控制器实现微电网暂态控制,微电网集中能量管理系统实现稳态安全、经济运行分析。微电网集中能量管理系统与就地控制器采用弱通讯连接 。
微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统,它作为完整的电力系统,依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。
如今现状是:现有的微电网控制系统控制不够准确,操作不够方便,甚至容易出现误操作,不便于进行检测,自动化控制水平不够高,从而照成能源的浪费,使用寿命较短。
发明内容
针对上述问题,本发明要解决的技术问题是提供一种智能微电网系统。
本发明一种智能微电网系统,它包含电源配置器、发电机、蓄能器、逆变器、输出功率检测器、处理器、存储模块、时钟模块、集能机构、提示器、负载监控机构、继电器,电源配置器的一端与继电器线圈一端连接,继电器线圈的另一端与逆变器的输入端连接,发电机的输出端分别与继电器常开触点的一端、蓄能器的一端连接,继电器常开触点的另一端与逆变器的输入端连接,蓄能器的输入端与集能机构连接,蓄能器的输出端与继电器第一对常闭触点的一端连接,继电器第一对常闭触点的另一端与逆变器的输入端连接,逆变器的输出端与输出功率检测器的输入端连接,输出功率检测器的输出端与处理器的输入端连接,处理器的控制端与发电机的控制端连接,处理器的存储端与存储模块连接,处理器的读取端与时钟模块连接,处理器的输出端与负载监控机构的一端连接,处理器的电源端与继电器第二对常闭触点的一端连接,继电器第二对常闭触点的另一端与提示器连接。
本发明一种智能微电网系统:它包含供电控制、输出控制、存储控制和报警控制组成的系统控制部分。
供电控制部分:通过电源配置器提供电源,由逆变器进行逆变,采用输出功率检测器进行检测功率,当功率达不到设定值时,处理器控制发电机启动实现能源补充,当功率达到设定值时,处理器控制发电机停止;当电源配置器无法提供电源时,此时继电器线圈失电,继电器第一对常闭触点闭合,由蓄能器实现供电,通过逆变器实现逆变,蓄能器由集能机构实现集能,采用输出功率检测器进行检测功率,当功率达不到设定值时,处理器控制发电机启动实现能源补充,当功率达到设定值时,处理器控制发电机停止。
输出控制部分:采用负载监控机构进行负载监控与控制。
存储控制部分:通过处理器、存储模块、时钟模块实现自动存储,当出现故障时,由时钟模块提供时间,处理器进行处理,存储模块进行存储。
报警控制部分:当继电器线圈失电时,继电器第二对常闭触点闭合,提示器实现报警。
作为优选,所述的提示器为无线发送式提示器。
作为优选,所述的蓄能器为带有保护的蓄能器。
作为优选,所述的逆变器采用TL5001芯片。
作为优选,所述的集能机构包含风能集能器、光能集能器、输出接插器,风能集能器、光能集能器的输出端均与输出接插器连接。
作为优选,所述的风能集能器包含风机与风机控制器,风机与风机控制器连接。
作为优选,所述的光能集能器包含光伏组件、光伏控制器,光伏组件与光伏控制器连接。
本发明的有益效果为:能够更好实现自动切换式供电以及自动功率调节,高效环保,便于自检,进一步降低了人为判断和控制造成的不确定性和不准确性等因素的影响,安全性能得到提升,使用寿命得到延长,更好实现了能源的有效利用。
附图说明
为了易于说明,本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的电路原理图。
图中:1-电源配置器;2-发电机;3-蓄能器;4-逆变器;5-输出功率检测器;6-处理器;7-存储模块;8-时钟模块;9-集能机构;91-风能集能器;92-光能集能器;93-输出接插器;911-风机;912-风机控制器;921-光伏组件;922-光伏控制器;10-提示器;11-负载监控机构;KM1-继电器;(KM1-1)-第一对常闭触点;(KM1-2)-第二对常闭触点;(KM1-3)-第三对常开触点。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1所示,本具体实施方式采用以下技术方案:它包含电源配置器1、发电机2、蓄能器3、逆变器4、输出功率检测器5、处理器6、存储模块7、时钟模块8、集能机构9、提示器10、负载监控机构11、继电器KM1,电源配置器1的一端与继电器KM1线圈一端连接,继电器KM1线圈的另一端与逆变器4的输入端连接,发电机2的输出端分别与继电器KM1常开触点KM1-3的一端、蓄能器3的一端连接,继电器KM1常开触点KM1-3的另一端与逆变器4的输入端连接,蓄能器3的输入端与集能机构9连接,蓄能器3的输出端与继电器KM1第一对常闭触点KM1-1的一端连接,继电器KM1第一对常闭触点KM1-1的另一端与逆变器4的输入端连接,逆变器4的输出端与输出功率检测器5的输入端连接,输出功率检测器5的输出端与处理器6的输入端连接,处理器6的控制端与发电机2的控制端连接,处理器6的存储端与存储模块7连接,处理器6的读取端与时钟模块8连接,处理器6的输出端与负载监控机构11的一端连接,处理器6的电源端与继电器KM1第二对常闭触点KM1-2的一端连接,继电器KM1第二对常闭触点KM1-2的另一端与提示器10连接。
如图2所示,进一步的,所述的集能机构9包含风能集能器91、光能集能器92、输出接插器93,风能集能器91、光能集能器92的输出端均与输出接插器93连接。
如图2所示,进一步的,所述的风能集能器91包含风机911与风机控制器912,风机911与风机控制器912连接,通过风机911进行收集风能,同时采用风机控制器912进行控制。
如图2所示,进一步的,所述的光能集能器92包含光伏组件921、光伏控制器922,光伏组件921与光伏控制器922连接,光伏组件921进行光能的收集,光伏控制器922将收集的能源传输给蓄能器3,由蓄能器3进行提供能源。
进一步的,所述的蓄能器3为带有保护的蓄能器。
进一步的,所述的逆变器4采用TL5001芯片。
进一步的,所述的提示器10为无线发送式提示器。
本具体实施方式中系统控制部分如下。
供电控制部分:通过电源配置器1提供电源,由逆变器4进行逆变,采用输出功率检测器5进行检测功率,当功率达不到设定值时,处理器6控制发电机2启动实现能源补充,当功率达到设定值时,处理器6控制发电机2停止;当电源配置器1无法提供电源时,此时继电器KM1线圈失电,继电器KM1第一对常闭触点KM1-1闭合,由蓄能器3实现供电,通过逆变器4实现逆变,蓄能器3由集能机构9实现集能,采用输出功率检测器5进行检测功率,当功率达不到设定值时,处理器6控制发电机2启动实现能源补充,当功率达到设定值时,处理器6控制发电机2停止。
输出控制部分:采用负载监控机构11进行负载监控与控制;当遇到过载时能进行自动保护,或者实现断电控制。
存储控制部分:通过处理器6、存储模块7、时钟模块8实现自动存储,当出现故障时,由时钟模块8提供时间,处理器6进行处理,存储模块7进行存储;存储时可以采用加密处理,以保证信息的安全性。
报警控制部分:当电源配置器1无法供电时,其继电器KM1线圈失电,继电器KM1第二对常闭触点KM1-2闭合,提示器10通电,实现报警,报警通过无线的方式能在第一时间发送到指定位置。
本具体实施方式具有如下优点:
一、实现自动切换式供电,保证供电不会切断;
二、合理的利用的能源,采用光能与风能进行集能;
三、便于自动调节功率,控制简便、快速;
四、提高了安全性,使用简便,延长使用寿命。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种智能微电网系统,其特征在于:它包含电源配置器(1)、发电机(2)、蓄能器(3)、逆变器(4)、输出功率检测器(5)、处理器(6)、存储模块(7)、时钟模块(8)、集能机构(9)、提示器(10)、负载监控机构(11)、继电器(KM1),电源配置器(1)的一端与继电器(KM1)线圈一端连接,继电器(KM1)线圈的另一端与逆变器(4)的输入端连接,发电机(2)的输出端分别与继电器(KM1)常开触点(KM1-3)的一端、蓄能器(3)的一端连接,继电器(KM1)常开触点(KM1-3)的另一端与逆变器(4)的输入端连接,蓄能器(3)的输入端与集能机构(9)连接,蓄能器(3)的输出端与继电器(KM1)第一对常闭触点(KM1-1)的一端连接,继电器(KM1)第一对常闭触点(KM1-1)的另一端与逆变器(4)的输入端连接,逆变器(4)的输出端与输出功率检测器(5)的输入端连接,输出功率检测器(5)的输出端与处理器(6)的输入端连接,处理器(6)的控制端与发电机(2)的控制端连接,处理器(6)的存储端与存储模块(7)连接,处理器(6)的读取端与时钟模块(8)连接,处理器(6)的输出端与负载监控机构(11)的一端连接,处理器(6)的电源端与继电器(KM1)第二对常闭触点(KM1-2)的一端连接,继电器(KM1)第二对常闭触点(KM1-2)的另一端与提示器(10)连接。
2.一种智能微电网系统,其特征在于:它包含供电控制、输出控制、存储控制和报警控制组成的系统控制部分。
3.根据权利要求1所述的一种智能微电网系统,其特征在于:所述的提示器(10)为无线发送式提示器;所述的蓄能器(3)为带有保护的蓄能器;所述的逆变器(4)采用TL5001芯片。
4.根据权利要求1所述的一种智能微电网系统,其特征在于:所述的集能机构(9)包含风能集能器(91)、光能集能器(92)、输出接插器(93),风能集能器(91)、光能集能器(92)的输出端均与输出接插器(93)连接。
5.根据权利要求4所述的一种智能微电网系统,其特征在于:所述的风能集能器(91)包含风机(911)与风机控制器(912),风机(911)与风机控制器(912)连接。
6.根据权利要求4所述的一种智能微电网系统,其特征在于:所述的光能集能器(92)包含光伏组件(921)、光伏控制器(922),光伏组件(921)与光伏控制器(922)连接。
7.根据权利要求2所述的一种智能微电网系统,其特征在于所述的供电控制部分:通过电源配置器(1)提供电源,由逆变器(4)进行逆变,采用输出功率检测器(5)进行检测功率,当功率达不到设定值时,处理器(6)控制发电机(2)启动实现能源补充,当功率达到设定值时,处理器(6)控制发电机(2)停止;当电源配置器(1)无法提供电源时,此时继电器(KM1)线圈失电,继电器(KM1)第一对常闭触点(KM1-1)闭合,由蓄能器(3)实现供电,通过逆变器(4)实现逆变,蓄能器(3)由集能机构(9)实现集能,采用输出功率检测器(5)进行检测功率,当功率达不到设定值时,处理器(6)控制发电机(2)启动实现能源补充,当功率达到设定值时,处理器(6)控制发电机(2)停止。
8.根据权利要求2所述的一种智能微电网系统,其特征在于所述的输出控制部分:采用负载监控机构(11)进行负载监控与控制。
9.根据权利要求2所述的一种智能微电网系统,其特征在于所述的存储控制部分:通过处理器(6)、存储模块(7)、时钟模块(8)实现自动存储,当出现故障时,由时钟模块(8)提供时间,处理器(6)进行处理,存储模块(7)进行存储。
10.根据权利要求2所述的一种智能微电网系统,其特征在于所述的报警控制部分:当继电器(KM1)线圈失电时,继电器(KM1)第二对常闭触点(KM1-2)闭合,提示器(10)实现报警。
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