CN107732908A - 一种基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统 - Google Patents

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张新强
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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统，包括数据处理中心、负荷侧控制模块、无线通讯模块和若干个子节点执行模块；数据处理中心依次通过负荷侧控制模块、无线通讯模块连接到子节点执行模块；子节点执行模块串联在负载供电回路内；该基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统能够在负荷侧限功率情况下，实现对负荷侧能量的合理调控和分配，在尽可能不影响用户生活的情况下，有选择性的切断相应的电气，进一步降低微电网负荷侧限功率情况下对用户的影响。

Description

一种基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统
技术领域
本发明涉及电网能源管理技术领域，特别涉及一种基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统。
背景技术
随着社会的发展，新能源得到了广泛的应用，但新能源的不稳定性，不可确定性，以及天气带来的影响将导致发电量波动明显，影响整个电网的使用平衡，因此大规模兴建新能源发电厂受到限制，在这种情况下，分布式发电，智能微电网弥补了以上缺点。所谓智能微电网，即由发电系统，储能系统，负载构成的小电网、微电网，具有高速调节供需平衡，并网、离网快速切换等特点；只能微电网的发电系统以风力发电机组，光伏发电为主；储能系统以电池，超级电容为主；负载为生活用电气设备，工业生产设备等。
由于微电网存在孤网独立运行模式，也就是说微电网内部的电源和负荷达到一个供需平衡的状态，当电源或负荷有波动的情况下进行相应手段的调整，目前行业内的主流做法是通过储能进行弥补，当储能无法提供相应能量的时候，且电源侧出力减小的情况下，只能对用户的负荷进行切除，降低微电网内部负荷，重新达到平衡，但是暴力的对负荷进行切除，会影响很多用户的用电需求，对于客户的体验非常的差，那么如何对负荷进行合理化的分配，和整理，并且能够智能话的切除某些电气，对于微电网负荷侧的发展将带来很深远的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统。
为此，本发明技术方案如下：
一种基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统，包括数据处理中心、负荷侧控制模块、无线通讯模块和若干个子节点执行模块；数据处理中心依次通过负荷侧控制模块、无线通讯模块连接到子节点执行模块；子节点执行模块串联在负载供电回路内；
无线通信模块包括能源管理侧无线通信模块和负载侧无线通信模块；
子节点执行模块包括电流传感器、调理电路、控制器、开关继电器；电流传感器将采集的数据经过调理电路整理后发送到控制器进行打包，控制器将打包后的数据通过负载侧无线通信模块发送到管理侧无线通信模块。
进一步的，所述的调理电路包括采样电阻、电压跟随器和失真补偿电路；
采样电阻的一端接电流传感器，另一端接电压跟随器的正向输入端，电压跟随器的输出端接失真补偿电路。
进一步的，所述的失真补偿电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、运算放大器U2、运算放大器U3、运算放大器U4、电容C5、电容C6、二极管D1、二极管D2；电压跟随器的输入信号通过电阻R2接运算放大器U2的反相输入端；运算放大器U2的同相输入端通过电阻R3接地；电容C5接在电压跟随器的输入信号与地之间；二极管D1的正极接运算放大器U2的输出端，二极管D1的负极接运算放大器U2的反相输入端；二极管D2的正极通过电阻R6接运算放大器U3的反相输入端。二极管D2的负极接运算放大器U2的输出端；电阻R4一端接运算放大器U2的反相输入端，另一端接二极管D2的正极；电阻R7接在远算放大器U3的反相输入端与输出端之间；电容C6并联在电阻R7的两端；运算放大器U3的同相输入端通过电阻R8接地；运算放大器U3的输出端通过电阻R9接运算放大器U4的同相输入端；电阻R10接在运算放大器U4的同相输入端与运算放大器U4的输出端之间。
进一步的，所述的控制器为ARM控制器。
与现有技术相比，该基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统能够在负荷侧限制功率情况下，实现对负载侧能量的合理调控和分配，在尽可能不影响用户生活的情况下，有选择性的切断相应的电气，进一步降低微电网负荷侧限功率情况下对用户的影响。
附图说明
图1为本发明提供的基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统的结构示意图。
图2为子节点执行模块的结构示意图。
图3为调理电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
如图1～3所示，该基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统，包括数据处理中心、负荷侧控制模块、无线通讯模块和若干个子节点执行模块；数据处理中心依次通过负荷侧控制模块、无线通讯模块连接到子节点执行模块；子节点执行模块串联在负载供电回路内；
无线通信模块包括能源管理侧无线通信模块和负载侧无线通信模块；
子节点执行模块包括电流传感器、调理电路、控制器、开关继电器；电流传感器将采集的数据经过调理电路整理后发送到控制器进行打包，控制器将打包后的数据通过负载侧无线通信模块发送到管理侧无线通信模块。
所述的调理电路包括采样电阻、电压跟随器和失真补偿电路；
采样电阻的一端接电流传感器，另一端接电压跟随器的正向输入端，电压跟随器的输出端接失真补偿电路。
所述的失真补偿电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、运算放大器U2、运算放大器U3、运算放大器U4、电容C5、电容C6、二极管D1、二极管D2；电压跟随器的输入信号通过电阻R2接运算放大器U2的反相输入端；运算放大器U2的同相输入端通过电阻R3接地；电容C5接在电压跟随器的输入信号与地之间；二极管D1的正极接运算放大器U2的输出端，二极管D1的负极接运算放大器U2的反相输入端；二极管D2的正极通过电阻R6接运算放大器U3的反相输入端。二极管D2的负极接运算放大器U2的输出端；电阻R4一端接运算放大器U2的反相输入端，另一端接二极管D2的正极；电阻R7接在远算放大器U3的反相输入端与输出端之间；电容C6并联在电阻R7的两端；运算放大器U3的同相输入端通过电阻R8接地；运算放大器U3的输出端通过电阻R9接运算放大器U4的同相输入端；电阻R10接在运算放大器U4的同相输入端与运算放大器U4的输出端之间。
所述的控制器为ARM控制器。
本发明提供的基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统的工作过程如下：
子节点执行模块中的电流传感器实时地采集负载设备回路中电流信号，采集的电流信号经过采样电阻后转换成电压信号，调理电路对该电压信号进行调理，并同时对失真信号进行补偿，得到稳定的电压信号，经A/D转换后发送到控制器进行数据压缩打包，控制器将压缩打包好的数据通过负载侧无线通信模块发送到能源管理侧无线通信模块，能源管理侧无线通信模块再将压缩打包好的数据通过负荷侧控制模块发送到数据处理中心进行分析处理，若数据处理中心判定负载侧功率是否超过额定功率，若判定结果为“是”，则负荷侧控制模块根据预先设定的程序通过无线通信模块发出断开某一负载回路的控制指令，该负载回路中的子节点执行模块接收到负荷侧控制模块发送的指令后，控制与之相连的开关继电器断开，从而断开该负载回路，保证负载侧的功率在设定范围内。

Claims (4)

1.一种基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统，其特征在于，包括数据处理中心、负荷侧控制模块、无线通讯模块和若干个子节点执行模块；数据处理中心依次通过负荷侧控制模块、无线通讯模块连接到子节点执行模块；子节点执行模块串联在负载供电回路内；
无线通信模块包括能源管理侧无线通信模块和负载侧无线通信模块；
子节点执行模块包括电流传感器、调理电路、控制器、开关继电器；电流传感器将采集的数据经过调理电路整理后发送到控制器进行打包，控制器将打包后的数据通过负载侧无线通信模块发送到管理侧无线通信模块。
2.根据权利要求1所述的基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统，其特征在于，所述的调理电路包括采样电阻、电压跟随器和失真补偿电路；
采样电阻的一端接电流传感器，另一端接电压跟随器的正向输入端，电压跟随器的输出端接失真补偿电路。
3.根据权利要求2所述的基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统，其特征在于，所述的失真补偿电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、运算放大器U2、运算放大器U3、运算放大器U4、电容C5、电容C6、二极管D1、二极管D2；电压跟随器的输入信号通过电阻R2接运算放大器U2的反相输入端；运算放大器U2的同相输入端通过电阻R3接地；电容C5接在电压跟随器的输入信号与地之间；二极管D1的正极接运算放大器U2的输出端，二极管D1的负极接运算放大器U2的反相输入端；二极管D2的正极通过电阻R6接运算放大器U3的反相输入端。二极管D2的负极接运算放大器U2的输出端；电阻R4一端接运算放大器U2的反相输入端，另一端接二极管D2的正极；电阻R7接在远算放大器U3的反相输入端与输出端之间；电容C6并联在电阻R7的两端；运算放大器U3的同相输入端通过电阻R8接地；运算放大器U3的输出端通过电阻R9接运算放大器U4的同相输入端；电阻R10接在运算放大器U4的同相输入端与运算放大器U4的输出端之间。
4.根据权利要求3所述的基于无线网络的微电网负荷侧能量管理系统，其特征在于，所述的控制器为ARM控制器。
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