CN111864754A - 智能预制舱配电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及配电技术领域，公开了一种智能预制舱配电系统。该系统包括预制舱体、交流进线柜、交流柜、UPS不间断电源屏、直流电源屏、蓄电池组和核容装置，外部市电线缆经交流进线柜接至交流柜为交流负载提供多路供电回路，交流柜中部分回路分别接至UPS不间断电源屏和直流电源屏，为UPS主机提供工作电源和为直流电源屏中的充电机组提供工作电源，UPS主机为负载提供不间断电源，充电机组对蓄电池组充电并与蓄电池组共同为UPS提供直流电源；核容装置包括放电监控单元和有源逆变核容放电单元，放电监控单元在系统不存在异常的情况下根据预定放电时刻输出启动放电核容指令，有源逆变核容放电单元根据指令执行核容操作。由此实现对蓄电池在线放电全自动维护。

Description

智能预制舱配电系统

技术领域

本发明涉及配电技术领域，尤其涉及一种智能预制舱配电系统。

背景技术

在现有技术中，通常会采用预装式二次预制舱产品和箱变产品等配电装置进行配电。这些配电装置通常需要定期维护，以保证配电安全。目前对配电装置(尤其是对配电装置中的蓄电池)的维护，只能由具有一定经验的技术人员进行值守维护。然而，这样的方式工作量大且维护困难，需要耗费大量的人力物力。

发明内容

本发明提供了一种智能预制舱配电系统，能够解决现有技术中配电装置智能化程度低、维护复杂等问题。

本发明提供了一种智能预制舱配电系统，其中，该系统包括预制舱体，以及设置在所述预制舱体内的交流进线柜、交流柜、UPS不间断电源屏、直流电源屏、蓄电池组和核容装置，其中，

外部市电线缆经由所述交流进线柜接引至所述交流柜以为交流负载提供多路供电回路，并且所述交流柜中部分回路分别接引至所述UPS不间断电源屏和所述直流电源屏，以为所述UPS不间断电源屏中的UPS主机提供工作电源和为所述直流电源屏中的充电机组提供工作电源，所述UPS主机为负载提供不间断电源，所述充电机组对所述蓄电池组充电并与所述蓄电池组共同为UPS不间断电源屏提供直流电源；

所述核容装置包括放电监控单元和有源逆变核容放电单元，所述放电监控单元用于在系统不存在异常的情况下根据预定放电时刻输出启动放电核容指令，所述有源逆变核容放电单元用于根据所述启动放电核容指令执行核容操作。

优选地，

所述核容装置还包括数据采集单元，所述数据采集单元用于实时采集蓄电池组的相关参数；

所述放电监控单元还用于根据蓄电池组的相关参数判断是否停止核容操作，并在判断停止核容操作的情况下输出停止放电核容指令；

所述有源逆变核容放电单元还用于根据所述停止放电核容指令执行停止核容操作。

优选地，所述蓄电池组的相关参数包括蓄电池组整组电池电压、蓄电池组电流和蓄电池组放电时间。

优选地，所述放电监控单元根据蓄电池组的相关参数判断是否停止核容操作包括：

当蓄电池组的相关参数满足以下条件之一时，判断停止核容操作：

蓄电池组整组电池电压达到预设的终止电压；

蓄电池组放电时间达到预设的放电时间；和

蓄电池组放电容量达到预设的放电容量，其中通过蓄电池组电流和蓄电池组放电时间确定蓄电池组放电容量。

优选地，所述放电监控单元还用于在系统存在异常的情况下输出停止放电核容指令。

优选地，所述有源逆变核容放电单元的主功率电路部分包括三组单相逆变器组成的三相并网单元，每组单相逆变器由1个或多个逆变器并联组成。

优选地，该系统还包括光导照明单元，用于为预制舱内提供照明。

优选地，该系统还包括一体机空调加新风控温控湿装置，用于使预制舱内保持预定的温度和湿度。

优选地，所述智能预制舱配电系统的预制舱体为集装箱式预制舱体。

优选地，该系统还包括航插，所述交流柜通过航插为交流负载提供多路供电回路，所述UPS主机通过航插为负载提供不间断电源。

通过上述技术方案，可以使预制舱配电系统具有交直流负载电源、交流不间断电源一体化功能(即，实现多种负载设备综合一体化供电，满足现场直流负载、交流负载、不间断持续运行的重要负载等多种设备的综合供电)；并且，通过设置核容装置，实现对蓄电池智能在线放电全自动维护，避免了传统手动电阻放电的热量积累且维护困难的问题。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的一种智能预制舱配电系统的方框图；

图2示出了根据本发明实施例的有源逆变核容放电单元的原理框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1示出了根据本发明实施例的一种智能预制舱配电系统的方框图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种智能预制舱配电系统，其中，该系统包括预制舱体，以及设置在所述预制舱体内的交流进线柜(即，主控柜)10、交流柜12、UPS不间断电源屏14、直流电源屏16、蓄电池组18和核容装置20，其中，

也就是，交流进线柜10、交流柜12、UPS不间断电源屏14、直流电源屏16、蓄电池组18和核容装置20均设置在预制舱体内。

外部市电线缆经由所述交流进线柜10接引至所述交流柜12以为外部交流负载提供多路供电回路(其中，预留接线端子备用)，并且所述交流柜12中部分回路分别接引至所述UPS不间断电源屏14和所述直流电源屏16，以为所述UPS不间断电源屏14中的UPS主机提供工作电源和为所述直流电源屏16中的充电机组提供工作电源，所述UPS主机为负载提供不间断电源，所述充电机组对所述蓄电池组18充电并与所述蓄电池组18共同为UPS不间断电源屏14提供直流电源；

其中，直流电源屏16中的充电机组通过将输入的交流电整流后输出稳定直流电，可以为并接在充电机输出直流母线上的蓄电池组18充电，同时与蓄电池组18共同为UPS提供可靠的直流电源，为UPS的不间断运行提供电能。

所述核容装置20包括放电监控单元和有源逆变核容放电单元，所述放电监控单元用于在系统不存在异常的情况下根据预定放电时刻输出启动放电核容指令，所述有源逆变核容放电单元用于根据所述启动放电核容指令执行核容操作。

举例来讲，在放电监控单元没有接收到表示系统异常的信号的情况下，可以确认系统不存在异常，由此放电监控单元可以判断是否达到预定放电时刻(即，判断当前时刻是否为预定放电时刻)，并在达到预定放电时刻的情况下输出启动放电核容指令。反之，在放电监控单元接收到表示系统异常的信号的情况下，可以确认系统存在异常，在这种情况下即便是判断达到预定放电时刻，也不会输出启动放电核容指令。由此，可以确保在系统不存在异常的情况下执行核容操作。

核容装置作为蓄电池组的自动维护设备，可代替人工完成常规的定期核容试验，及时发现蓄电池潜在断路等故障，核容装置可以在线的形式也即蓄电池组不脱离母线的情况下，完成对蓄电池组健康状态的诊断与活化。使蓄电池组始终保持在可靠的后备运行状态。

通过上述技术方案，可以使预制舱配电系统具有交直流负载电源、交流不间断电源一体化功能(即，实现多种负载设备综合一体化供电，在有效节省占地空间与缩减蓄电池组数量的同时满足现场直流负载、交流负载、不间断持续运行的重要负载等多种设备的综合供电)；并且，通过设置核容装置，实现对蓄电池智能在线放电全自动维护，对蓄电池核容过程不脱离系统、泄放的能量通过有源逆变回馈到电网，做到绿色节能，避免了传统手动电阻放电的热量积累且维护困难的问题(即，实现“无人值守+无人工常规维护”工作模式，节省大量的人力物力成本)。

其中，对于蓄电池组18而言，蓄电池组18平常状态下处于满容量浮充状态，当智能配电系统出现市电异常时，蓄电池组18由满浮充状态转为放电状态，向系统持续稳定供电。对于UPS不间断电源屏14而言，举例来讲，UPS电源正常工作时，市电交流输入经输入隔离变压器后送到整流器，转变成直流，再送到逆变器转换成纯净的正弦波电源，经静态开关转换输出，给负载供电。

根据本发明一种实施例，

所述核容装置20还包括数据采集单元，所述数据采集单元用于实时采集蓄电池组的相关参数；

所述放电监控单元还用于根据蓄电池组的相关参数判断是否停止核容操作，并在判断停止核容操作的情况下输出停止放电核容指令；

所述有源逆变核容放电单元还用于根据所述停止放电核容指令执行停止核容操作。

由此，可以实时监控蓄电池组的状态，防止蓄电池组过放。

根据本发明一种实施例，所述蓄电池组的相关参数包括蓄电池组整组电池电压、蓄电池组电流和蓄电池组放电时间。

根据本发明一种实施例，所述放电监控单元根据蓄电池组的相关参数判断是否停止核容操作包括：

当蓄电池组的相关参数满足以下条件之一时，判断停止核容操作：

蓄电池组整组电池电压达到预设的终止电压；

蓄电池组放电时间达到预设的放电时间(即，放电持续时间)；和

蓄电池组放电容量达到预设的放电容量，其中通过蓄电池组电流和蓄电池组放电时间确定蓄电池组放电容量(例如，蓄电池组电流和蓄电池组放电时间之积)。

根据本发明一种实施例，所述放电监控单元还用于在系统存在异常的情况下输出停止放电核容指令。

也就是，在存在上述任意一种情况时，有源逆变核容放电单元停止核容，放电操作停止。

此外，在停止放电后，放电监控单元记录此次对应的放电时间及终止时间，以及终止放电原因。并给逆变单元发送停机指令，并给直流充电机发送恢复正常指令，完成蓄电池组的放电和核容。

更进一步地，数据采集单元还可以用于采集蓄电池组中各节单体电池电压，放电监控单元可以根据各节单体电池电压和对应阈值判断各节单体电池是否过放。

根据本发明一种实施例，所述放电监控单元输出启动放电核容指令的情况下，直流充电机处于热备份状态(充电机输出电压低于蓄电池组电压)，有源逆变核容放电单元可以按照0.1C电流(即，10个小时完成放电)恒流放电。对于恒流放电，可以通过如下步骤实现：

可以利用数据采集单元实时对蓄电池电流(放电电流)进行采集，进而可以根据采集的放电电流完成闭环控制以实现放电电流恒定，同时基于采集的放电电流可以计算实时放电容量。

其中，本领域技术人员可以采用现有技术中已有的电流闭环控制过程对放电电流进行控制，本发明在此不再赘述。

图2示出了根据本发明实施例的有源逆变核容放电单元的原理框图。

根据本发明一种实施例，如图2所示，所述有源逆变核容放电单元的主功率电路部分可以包括三组单相逆变器组成的三相并网单元，每组单相逆变器由1个或多个逆变器并联组成。

举例来讲，如图2所示，每组单相逆变器可以包括两个逆变器。

本领域技术人员应当理解，附图所示仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。

根据本发明一种实施例，该系统还包括光导照明单元，用于为预制舱内提供照明。

通过光导照明系统，可以高效率利用清洁能源；并且相比于传统太阳能利用方式，不需加装能量转换环节，没有光-电、电-光转换过程，白天操作人员可以在不开灯情况下操作舱内设备，避免了常规预制舱体内全天候照明使用方式，实现清洁能源无转化直接应用。

根据本发明一种实施例，该系统还包括一体机空调加新风控温控湿装置，用于使预制舱内保持预定的温度和湿度。

由此，可以高效精准控温控湿，效率高，耗能低。预制舱内具有环境温湿度精确控制手段，摒弃大功率制冷空调的单一控温措施，采用精密空调加新风装置的多方协控环境保障系统，可有效降低耗能30％以上。

根据本发明一种实施例，所述智能预制舱配电系统的预制舱体为集装箱式预制舱体。

举例来讲，预制舱体可以为基于集装箱式IP56高防护等级预制舱体。

通过采用集装箱式预制舱体，可以增强设备防护等级(例如，提升防水、防腐蚀、防锈、防变形强度)，提升设备使用寿命，同时还便于转换使用场地时的标准化运输。

根据本发明一种实施例，该系统还可以包括预制舱附件，所述预制舱附件例如可以为预制舱内的烟雾报警、手动和自动灭火装置、应急照明、应急逃生门等消防设备。

本发明预制舱内的烟雾报警信号会上传到配电系统的控制器，并可通过通信上报，同时还与声光报警器联动，及时上报和发现危险情况。预制舱内配备手动干粉灭火器和自动灭火装置，能及时扑灭可能的火情，减少事故扩散。预制舱内还具有应急照明、应急逃生门等设备，确保紧急情况下的照明和人员安全。

根据本发明一种实施例，该系统还可以包括航插，所述交流柜通过航插为外部交流负载提供多路供电回路，所述UPS主机通过航插为负载(例如，重要不停电负荷)提供不间断电源。

通过使用航插代替常规端子紧固式接线，负载接入操作便捷性高。例如，对于户外现场的情形，可以加快户外现场负载接入投效率，有效防止线缆错接导致故障发生等问题出现，加快负载设备投运速度。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能预制舱配电系统，其特征在于，该系统包括预制舱体，以及设置在所述预制舱体内的交流进线柜、交流柜、UPS不间断电源屏、直流电源屏、蓄电池组和核容装置，其中，

外部市电线缆经由所述交流进线柜接引至所述交流柜以为交流负载提供多路供电回路，并且所述交流柜中部分回路分别接引至所述UPS不间断电源屏和所述直流电源屏，以为所述UPS不间断电源屏中的UPS主机提供工作电源和为所述直流电源屏中的充电机组提供工作电源，所述UPS主机为负载提供不间断电源，所述充电机组对所述蓄电池组充电并与所述蓄电池组共同为UPS不间断电源屏提供直流电源；

所述核容装置包括放电监控单元和有源逆变核容放电单元，所述放电监控单元用于在系统不存在异常的情况下根据预定放电时刻输出启动放电核容指令，所述有源逆变核容放电单元用于根据所述启动放电核容指令执行核容操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述核容装置还包括数据采集单元，所述数据采集单元用于实时采集蓄电池组的相关参数；

所述放电监控单元还用于根据蓄电池组的相关参数判断是否停止核容操作，并在判断停止核容操作的情况下输出停止放电核容指令；

所述有源逆变核容放电单元还用于根据所述停止放电核容指令执行停止核容操作。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述蓄电池组的相关参数包括蓄电池组整组电池电压、蓄电池组电流和蓄电池组放电时间。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述放电监控单元根据蓄电池组的相关参数判断是否停止核容操作包括：

当蓄电池组的相关参数满足以下条件之一时，判断停止核容操作：

蓄电池组整组电池电压达到预设的终止电压；

蓄电池组放电时间达到预设的放电时间；和

蓄电池组放电容量达到预设的放电容量，其中通过蓄电池组电流和蓄电池组放电时间确定蓄电池组放电容量。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述放电监控单元还用于在系统存在异常的情况下输出停止放电核容指令。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，所述有源逆变核容放电单元的主功率电路部分包括三组单相逆变器组成的三相并网单元，每组单相逆变器由1个或多个逆变器并联组成。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，该系统还包括光导照明单元，用于为预制舱内提供照明。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，该系统还包括一体机空调加新风控温控湿装置，用于使预制舱内保持预定的温度和湿度。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，所述智能预制舱配电系统的预制舱体为集装箱式预制舱体。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，该系统还包括航插，所述交流柜通过航插为交流负载提供多路供电回路，所述UPS主机通过航插为负载提供不间断电源。

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