CN105762939B - 一种适应电力要求的高压大容量电制热储热调控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适应电力要求的高压大容量电制热储热调控装置，包括433发送器、多路采集器、直流电源、智能电量计量装置、转发器、远程监控中心；多路采集器采集高压分断开关、分压断路器的温度信息，并将温度信息通过433发送器发送到转发器上，多路采集器与433发送器相连；智能电量计量装置用以检测分压断路器所在线路的电压，电流，环境温度，时间参数，不正常状态下报警，并传送到转发器上。优点是：根据用户需求，可随时进行并网接入或节能储热模式的转换，实现电网的无缝接入；可根据用户实际需求进行扩容改造，并根据需求对扩容进行工作模式的设定和监控；采用压电感应无线传感器解决了超高压测温难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压大容量电制热储热领域，尤其涉及一种适应电力要求的高压大容量电制热储热调控装置。
背景技术
“高电压大功率电热储能炉”是利用低谷电或弃风电采取固体储热方式的一种大功率新型热源。该设备无需变压器，可以直接在10kv至66kv电压等级下工作，单台输入功率可以达到10万千瓦，蓄热能力可以达到80万kWh。设备可以全部消纳弃风电，实现了大规模和超大规模城市区域24小时连续供热能力，可以完全替代目前广泛使用的燃煤、燃气、燃油锅炉，使用过程中没有任何废气、废水、废渣产生，实现了二氧化碳零排放，是供热领域环保升级换代产品。目前，电热储能炉已在辽宁等多个地区的供暖中使用，效果良好。特别是该设备可以大量消纳弃风电供暖，对改善大气环境，解决雾霾污染，提高可再生能源利用率，有着重要的现实意义。
国网辽宁省电力承担的“高压电制热储热提升可再生能源消纳关键技术”研发，项目将应用国网D5000管控系统调度运行，现有的国网只有电能储能装置和D5000管控系统，电能储能装置与D5000管控系统相通讯，电能储能装置与分压断路器连接，但是，缺乏高压大容量电制热储热的调控装置。即对变电站中的低谷、峰电、风电、光伏、核电等及时接入电制热储热系统，对直流电源和接入电的监测，与国网D5000管控系统的协调等，都需要一个智能的调控装置，特别是具有物联网功能的调控装置。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种适应电力要求的高压大容量电制热储热调控装置，适应国网D5000调度系统并网接入的高压大容量电制热储热应用监控系统，可通过该调控装置对大容量储热单元进行储热单元的运行机制进行统计研究，协调优化电、热等多种能量形式转化与调度策略，并根据用户实际需求进行峰谷用电储热，或完全受电网调度控制，进行移峰填谷，提升国家电网对可再生能源消纳能力。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种适应电力要求的高压大容量电制热储热调控装置，包括433发送器、多路采集器、直流电源、智能电量计量装置、转发器、远程监控中心；多路采集器采集高压分断开关、分压断路器的温度信息，并将温度信息通过433发送器发送到转发器上，多路采集器与433发送器相连；智能电量计量装置用以检测分压断路器所在线路的电压，电流，环境温度，时间参数，不正常状态下报警，并传送到转发器上；
所述的转发器包括433接收器、系统控制器、GPRS收发器，系统控制器与GPRS收发器、433接收器相连接，系统控制器与智能电量计量装置通过电力光纤、Profibus-DP和Modbus现场总线相连，433接收器接收433发送器传输的信息，并发送到系统控制器上，经系统控制器处理后发送到GPRS收发器，由GPRS收发器发送到GPRS无线物联网，远程监控中心通过IP地址获取信息；
所述的直流电源控制高压分断开关、分压断路器的分合闸，直流电源为多路采集器和GPRS收发器供电。
所述的直流电源包括馈出回路、降压模块、监控器、蓄电池供电系统、整流模块、交流供电切换系统，馈出回路经降压模块降压后经切换开关QK3与监控器、整流模块相连接，由监控器监控整流模块，蓄电池供电系统与整流模块通过切换开关QK4相连，整流模块与交流供电切换系统相连；交流供电切换系统提供交流电，经整流模块整流后由降压模块降压，为馈出回路供电；当蓄电池供电系统需要充电时，连通切换开关QK4由交流供电切换系统充电；蓄电池供电系统为馈出电路供电。
所述的交流供电切换系统包括两个电源切换交流电路、电气互锁切换电路，由两个电源切换交流电路为整流模块供电。
还包括压电感应无线传感器，压电感应无线传感器固定在高压开关母排上，压电无线感应传感器与多路采集器相通讯。
所述的还包括智能电量计量装置，包括微电脑89C58，微电脑89C58与ASLC电量测量芯片ATT7026A、LCD显示屏、时钟电路、看门狗电路、测温原件DS18B20、键盘、报警电路连接，微电脑89C58设有RS-485 MAX485通讯接口，开关量输入端口，开关量输出端口及USB通信接口；三相电流输入部分CT和三相电压输入部分PT与ASLC电量测量芯片ATT7026A连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本调控装置根据用户需求，可随时进行并网接入或节能储热模式的转换，实现电网的无缝接入；
2)本调控装置可根据用户实际需求进行扩容改造，并根据需求对扩容进行工作模式(并网或节能)的设定和监控；
3)本调控装置采用压电感应无线传感器实现对高压开关母排等关键部位的无线测温，解决了超高压测温难题；
4)本调控装置的重要设备采用多路智能信号采集器，提高了测量精度和抗干扰能力，减少了连线，节约成本和空间；
5)本调控装置采用电力光纤和Profibus-DP和Modbus现场总线的数据传输形式，提高了数据传输的速度和可靠性；
6)本调控装置中的某些传感器采用蓝牙、433、GPRS、TD-LTE等无线传输技术，传输方式灵活方便，尤其是在互联网上采用带固定IP地址的GPRS、TD-LTE无线传输技术，实现了物联网功能；
7)本调控装置中，采用了智能电量计量装置，实时计量储热系统的相关电量参数和供电系统运行状态，可确保储热系统的安全运行。
附图说明
图1是高压大容量电制热储热调控装置原理图。
图2是高压大容量电制热储热调控装置结构框图。
图3是高压大容量电制热储热调控装置直流电源原理图。
图4是高压大容量电制热储热调控装置直流电源电路原理图。
图5是高压大容量电制热储热调控装置电路系统图。
图6是高压开关母线测温压电感应测温传感器安装布置图。
图7是压电感应测温传感器结构示意图。
图8是智能电量计量装置结构原理图。
图9是GPRS无线收发器结构原理图。
图10是GPRS无线收发器嵌入式微电脑原理电路图。
图11是GPRS无线收发器地址设置原理电路图。
图12是GPRS无线收发器原理电路图。
图5、6中：1-母线排 2-接触片 3-传感器外壳 4-传感器 5-固定螺钉。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
见图1-图12，一种适应电力要求的高压大容量电制热储热调控装置，主要用于监控电能储能装置、D5000管控系统相、分压断路器、高压分断开关，具体包括433发送器、多路采集器、直流电源、智能电量计量装置、转发器、远程监控中心；多路采集器采集高压分断开关、分压断路器的温度信息，并将温度信息通过433发送器发送到转发器上，多路采集器与433发送器相连；智能电量计量装置用以检测分压断路器所在线路的电压，电流，环境温度，时间参数，不正常状态下报警，并传送到转发器上；转发器包括433接收器、系统控制器、GPRS收发器，系统控制器与GPRS收发器、433接收器相连接，系统控制器与智能电量计量装置通过电力光纤、Profibus-DP和Modbus现场总线相连，433接收器接收433发送器传输的信息，并发送到系统控制器上，经系统控制器处理后发送到GPRS收发器，由GPRS收发器发送到GPRS、TD-LTE无线物联网，远程监控中心通过IP地址获取信息，见图1、图2、图5、图9-图12。
直流电源控制高压分断开关、分压断路器的分合闸，直流电源为多路采集器和GPRS收发器供电。直流电源包括馈出回路、降压模块、监控器、作为备用电源的蓄电池供电系统、整流模块、交流供电切换系统，馈出回路经降压模块降压后经切换开关QK3与监控器、整流模块相连接，由监控器监控整流模块，蓄电池供电系统与整流模块通过切换开关QK4相连，整流模块与交流供电切换系统相连；交流供电切换系统提供交流电，经整流模块整流后由降压模块降压，为馈出回路供电；当蓄电池供电系统需要充电时，连通切换开关QK4由交流供电切换系统充电；蓄电池供电系统为馈出电路供电。交流供电切换系统包括两个电源切换交流电路、电气互锁切换电路，由两个电源切换交流电路为整流模块供电。见图3、图4。
本系统还设置有压电感应无线传感器，压电感应无线传感器固定在高压开关母排上，压电无线感应传感器与多路采集器相通讯。压电感应无线传感器通过接触片2固定在高压分断开关和分压断路器的母线排1上，传感器4设置在传感器外壳3内，并通过螺栓与接触片2固定，固定螺钉5将接触片2固定在母线排1上，实现压电感应无线传感器的准确测温，见图5、图6。
见图8，本系统通过智能电量计量装置用以检测分压断路器所在线路的电压，电流，环境温度，时间参数，不正常状态下报警，并传送到转发器上；其结构包括微电脑89C58，微电脑89C58与ASLC电量测量芯片ATT7026A、LCD显示屏、时钟电路、看门狗电路、测温原件DS18B20、键盘、报警电路连接，微电脑89C58设有RS-485 MAX485通讯接口，开关量输入端口，开关量输出端口及USB通信接口；三相电流输入部分CT和三相电压输入部分PT与ASLC电量测量芯片ATT7026A连接。
本发明优点是：
1)本调控装置统根据用户需求，可随时进行并网接入或节能储热模式的转换，实现电网的无缝接入；
2)本调控装置可根据用户实际需求进行扩容改造，并根据需求对扩容进行工作模式(并网或节能)的设定和监控；
3)本调控装置采用压电感应无线传感器实现对高压开关母排等关键部位的无线测温，解决了超高压测温难题；
4)本调控装置的重要设备采用多路智能信号采集器，提高了测量精度和抗干扰能力，减少了连线，节约成本和空间；
5)本调控装置采用电力光纤和Profibus-DP和Modbus现场总线的数据传输形式，提高了数据传输的速度和可靠性；
6)本调控装置中的某些传感器采用蓝牙、433、GPRS、TD-LTE等无线传输技术，传输方式灵活方便，尤其是在互联网上采用带固定IP地址的GPRS、TD-LTE无线传输技术，实现了物联网功能；
7)本调控装置中，采用了智能电量计量装置，实时计量储热系统的相关电量参数和供电系统运行状态，可确保储热系统的安全运行。
Claims (2)
1.一种适应电力要求的高压大容量电制热储热调控装置，包括433发送器、多路采集器、直流电源、智能电量计量装置、转发器、远程监控中心；多路采集器采集高压分断开关、分压断路器的温度信息，并将温度信息通过433发送器发送到转发器上，多路采集器与433发送器相连；智能电量计量装置用以检测分压断路器所在线路的电压，电流，环境温度，时间参数，不正常状态下报警，并传送到转发器上；
所述的转发器包括433接收器、系统控制器、GPRS收发器，系统控制器与GPRS收发器、433接收器相连接，系统控制器与智能电量计量装置通过电力光纤、Profibus-DP和Modbus现场总线相连，433接收器接收433发送器传输的信息，并发送到系统控制器上，经系统控制器处理后发送到GPRS收发器，由GPRS收发器发送到GPRS、TD-LTE无线物联网，远程监控中心通过IP地址获取信息；
所述的直流电源控制高压分断开关、分压断路器的分合闸，直流电源为多路采集器和GPRS收发器供电；
其特征在于，所述的直流电源包括馈出回路、降压模块、监控器、蓄电池供电系统、整流模块、交流供电切换系统，馈出回路经降压模块降压后经切换开关QK3与监控器、整流模块相连接，由监控器监控整流模块，蓄电池供电系统与整流模块通过切换开关QK4相连，整流模块与交流供电切换系统相连；交流供电切换系统提供交流电，经整流模块整流后由降压模块降压，为馈出回路供电；当蓄电池供电系统需要充电时，连通切换开关QK4由交流供电切换系统充电；蓄电池供电系统为馈出电路供电。
2.根据权利要求1所述的一种适应电力要求的高压大容量电制热储热调控装置，其特征在于，所述的交流供电切换系统包括两个电源切换交流电路、电气互锁切换电路，由两个电源切换交流电路为整流模块供电。
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