CN108233537A - 一种微电网电能质量监测系统、方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及微电网监测技术领域，尤其涉及一种微电网电能质量监测系统、方法。所述系统中，PT/CT用于采集微电网中用户的电压/电流并将其转换为数字信号发送给合并单元；中继模块用于将所述电压/电流信号进行放大进行远距离传输；合并单元将各PT/CT发送的数据进行同步后发送到微电网测控装置；微电网测控装置用于分析电能质量和计算用电量并将结果发送给微电网监控装置；微电网监控装置用于实时监视用户的电能质量，当判断用户侧发生用电故障时，微电网监控装置向微电网测控装置发送跳闸指令，微电网测控装置再向中继模块发送跳闸指令，快速切除与该用户对应的断路器，实现对出现故障的单个用户进行快速隔离，从而避免大面积断电。

Description

一种微电网电能质量监测系统、方法

技术领域

本申请涉及微电网监测技术领域，尤其涉及一种微电网电能质量监测系统、方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，微电网已经成为未来电力系统的一种结构。作为输电网，配电网之后的第三级电网，这种接近负荷，能够自行调控的微电网结构，相对于目前的大电网具有更高的经济和环境效益。在未来大量应用分布式发电的电力系统中微电网具有并且能够发挥最大的潜能。特别是在智能配电领域，离不开分布式电源和微电网技术的发展，大量的分布式电源并于中压或者低压配电网上运行，特别是与主动配电网紧密结合之后，将彻底改变传统配电系统单向潮流的特点。

因此，通过智能化的系统把这些分布式电源无缝集成到电网来协调运行，将带来巨大的效益。除了节省对输电网的投资外，它可提高全系统的可靠性和效率，提供对电网的紧急功率和峰荷电力支持，及其他一些辅助服务功能，如无功支持，电能质量改善等；同时也能为系统运行提供巨大的灵活性。如在风暴和冰雪天气下，当大电网遭到严重破坏时，微电网可以向重要用户供电，还能作为电网恢复启动的黑启动电源。

目前，现有的微电网中都是采用电力电子装置实现直流到用户侧交流的转换，电力电子换流装置对电能质量的变化(过压、过流、谐波等)比传统的变压器敏感得多，当微电网用户发生短路等故障时，传统保护的动作时间无法满足电力电子设备的安全要求。因此，人们会在微电网的供电母线上加装测量装置，当发生故障时快速切除母线。但是，这种方式会使整个母线上的用户都停电，降低了供电可靠性。

发明内容

为了解决现有技术中在处理微电网故障时存在的大面积断电的问题，本申请提供了一种微电网电能质量监测系统、方法。

一种微电网电能质量监测系统，包括若干个PT/CT，若干个断路器，若干个中继模块，合并单元，微电网测控装置，微电网监控装置；每个所述PT/CT分别与一个断路器连接、一个中继模块连接；每个所述中继模块分别与所述合并单元、所述微电网测控装置连接，每个所述中继模块还与一个断路器连接；所述合并单元与所述微电网测控装置连接；所述微电网测控装置与所述微电网监控装置连接。

进一步地，每个所述PT/CT通过光纤与一个中继模块连接，每个所述PT/CT通过电缆与一个断路器连接。

进一步地，每个所述中继模块分别通过光纤与所述合并单元、所述微电网测控装置连接，所述合并单元通过光纤与所述微电网测控装置连接，所述微电网测控装置通过光纤与所述微电网监控装置连接。

进一步地，每个所述中继模块还通过控制电缆与一个断路器连接。

进一步地，所述PT/CT、所述断路器、所述中继模块的数量均相同。

一种如权利要求1-4任一项所述的微电网电能质量监测系统的监测方法，具体包括如下步骤：

采集用户的进线电压/电流信号；

接收所述电压/电流信号并进行放大处理；

对放大处理后的所述电压/电流信号进行合并、同步处理；

根据合并、同步处理后的所述电压/电流信号计算用电量并分析电能质量；

接收所述用电量及电能质量信息，对出现故障的单个用户进行快速隔离。

进一步地，所述接收所述用电量及电能质量信息，对出现故障的单个用户进行快速隔离，具体包括如下步骤：

判断所述电能质量是否符合要求，若电能质量不符合要求，则微电网监控装置向微电网测控装置发送跳闸指令；

微电网测控装置再向中继模块发送跳闸指令；

中继模块再向与该用户对应的断路器发送跳闸指令，实现对出现故障的单个用户进行快速隔离。

本申请提供的技术方案包括以下有益效果：该微电网电能质量监测系统，所述PT/CT用于采集微电网中用户的电压/电流并将其转换为数字信号发送给合并单元；所述中继模块用于将所述电压/电流信号进行放大进行远距离传输，同时还用于接收用户的用电量、电能质量信息、断路器控制命令；合并单元将各PT/CT传回的数据进行同步后发送到微电网测控装置；所述微电网测控装置用于进行电能质量分析和用电量计算并将结果发送给微电网监控装置；微电网监控装置用于实时监视用户的电能质量，当判断用户侧发生用电故障时，微电网监控装置向微电网测控装置发送跳闸指令，微电网测控装置再向中继模块发送跳闸指令，快速切除与该用户对应的断路器，实现对出现故障的单个用户进行快速隔离，从而避免大面积断电，提高供电可靠性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请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，对于本领域普通技术人员而言，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他的附图。

图1为本申请实施例提供的微电网电能质量监测系统的结构框图；

图2为本申请实施例提供的微电网电能质量监测方法的流程示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式；相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

为进一步阐述本申请达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本申请的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1：

参见图1所示，为本申请实施例提供的一种微电网电能质量监测系统的结构框图。所述微电网电能质量监测系统，包括若干个PT/CT，若干个断路器，若干个中继模块，合并单元，微电网测控装置，微电网监控装置；每个所述PT/CT分别与一个断路器连接、一个中继模块连接；每个所述中继模块分别与所述合并单元、所述微电网测控装置连接，每个所述中继模块还与一个断路器连接；所述合并单元与所述微电网测控装置连接；所述微电网测控装置与所述微电网监控装置连接。

所述微电网电能质量监测系统，所述PT/CT用于采集微电网中用户的电压/电流并将其转换为数字信号发送给合并单元；所述中继模块用于将所述电压/电流信号进行放大进行远距离传输，同时还用于接收用户的用电量、电能质量信息、断路器控制命令；合并单元将各PT/CT传回的数据进行同步后发送到微电网测控装置；所述微电网测控装置用于进行电能质量分析和用电量计算并将结果发送给微电网监控装置；微电网监控装置用于实时监测用户的电能质量，当判断用户侧发生用电故障时，微电网监控装置向微电网测控装置发送跳闸指令，微电网测控装置再向中继模块发送跳闸指令，快速切除与该用户对应的断路器，实现对出现故障的单个用户进行快速隔离，从而避免大面积断电，提高供电可靠性。

实施例2：

参见图1所示，为本申请实施例提供的一种微电网电能质量监测系统的结构框图。所述微电网电能质量监测系统，包括若干个PT/CT，若干个断路器，若干个中继模块，合并单元，微电网测控装置，微电网监控装置；每个所述PT/CT分别与一个断路器连接、一个中继模块连接；每个所述中继模块分别与所述合并单元、所述微电网测控装置连接，每个所述中继模块还与一个断路器连接；所述合并单元与所述微电网测控装置连接；所述微电网测控装置与所述微电网监控装置连接。

可选地，每个所述PT/CT通过光纤与一个中继模块连接，每个所述PT/CT通过电缆与一个断路器连接。

可选地，每个所述中继模块分别通过光纤与所述合并单元、所述微电网测控装置连接，所述合并单元通过光纤与所述微电网测控装置连接，所述微电网测控装置通过光纤与所述微电网监控装置连接。

可选地，每个所述中继模块还通过控制电缆与一个断路器连接。

可选地，所述PT/CT、所述断路器、所述中继模块的数量均相同。

本申请提供的微电网电能质量监测系统：

所述PT/CT，用于采集微电网中用户的电压/电流信号并将其转换为数字信号通过标准的通信协议发送给合并单元。

所述中继模块具有三个功能，分别为：一是将接收到的电压/电流信号进行放大和再生，实现电压/电流信号的高速远距离传输；二是接收微电网测控装置反馈的信息(包括实时用电量、电压畸变、谐波等电能质量信息)；三是接收微电网测控装置发出的跳闸指令控制用户进线断路器断开，实现对出现故障的单个用户进行快速隔离。

所述合并单元，用于接收中继模块发送的电压/电流信号，并对所述电压/电流信号进行合并、同步处理。

所述微电网测控装置，根据合并单元处理后的电压/电流信号进行用电量的计算和电能质量分析，并将计算及分析结果发送给中继模块和微电网监控系统。

所述微电网监控装置，用于实时监测用户的电能质量，当判断用户侧发生用电故障时，微电网监控装置向微电网测控装置发送跳闸指令，微电网测控装置再向中继模块发送跳闸指令，快速切除与该用户对应的断路器，实现对出现故障的单个用户进行快速隔离。

实施例3：

在实施例1的基础上，参见图2所示，为本申请提供的一种微电网电能质量监测方法的流程示意图，所述监测方法具体包括如下步骤：

采集用户的进线电压/电流信号；

接收所述电压/电流信号并进行放大处理；

对放大处理后的所述电压/电流信号进行合并、同步处理；

根据合并、同步处理后的所述电压/电流信号计算用电量并分析电能质量；

接收所述用电量及电能质量信息，对出现故障的单个用户进行快速隔离。

可选地，所述接收所述用电量及电能质量信息，对出现故障的单个用户进行快速隔离，具体包括：

判断所述电能质量是否符合要求，若电能质量不符合要求，则微电网监控装置向微电网测控装置发送跳闸指令；

微电网测控装置再向中继模块发送跳闸指令；

中继模块再向与该用户对应的断路器发送跳闸指令，实现对出现故障的单个用户进行快速隔离。

其中，所述微电网测控装置可以根据合并、同步处理后的电压/电流信号进行用户用电量的计算和电能质量分析，提高设备的利用率。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑本说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未使用的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由上面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的监测系统及方法，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种微电网电能质量监测系统，其特征在于，包括若干个PT/CT，若干个断路器，若干个中继模块，合并单元，微电网测控装置，微电网监控装置；每个所述PT/CT分别与一个断路器连接、一个中继模块连接；每个所述中继模块分别与所述合并单元、所述微电网测控装置连接，每个所述中继模块还与一个断路器连接；所述合并单元与所述微电网测控装置连接；所述微电网测控装置与所述微电网监控装置连接。

2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，每个所述PT/CT通过光纤与一个中继模块连接，每个所述PT/CT通过电缆与一个断路器连接。

3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，每个所述中继模块分别通过光纤与所述合并单元、所述微电网测控装置连接，所述合并单元通过光纤与所述微电网测控装置连接，所述微电网测控装置通过光纤与所述微电网监控装置连接。

4.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，每个所述中继模块还通过控制电缆与一个断路器连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的监测系统，其特征在于，所述PT/CT、所述断路器、所述中继模块的数量均相同。

6.一种如权利要求1-4任一项所述的微电网电能质量监测系统的监测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

采集用户的进线电压/电流信号；

接收所述电压/电流信号并进行放大处理；

对放大处理后的所述电压/电流信号进行合并、同步处理；

根据合并、同步处理后的所述电压/电流信号计算用电量并分析电能质量；

接收所述用电量及电能质量信息，对出现故障的单个用户进行快速隔离。

7.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于，所述接收所述用电量及电能质量信息，对出现故障的单个用户进行快速隔离，具体包括如下步骤：

判断所述电能质量是否符合要求，若电能质量不符合要求，则微电网监控装置向微电网测控装置发送跳闸指令；

微电网测控装置再向中继模块发送跳闸指令；

中继模块再向与该用户对应的断路器发送跳闸指令，实现对出现故障的单个用户进行快速隔离。