CN112865179A - 不间断供电智能并网装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了不间断供电智能并网装置，连接于电网、发电车和负载之间，包括可移动的柜体，柜体内设有第一并网断路器、第二并网断路器、第一检测模块、第二检测模块和并机并网控制器；第一检测模块与电网连接，对电网侧电气运行参数监测，第二检测模块与发电车连接，对发电车侧电气运行参数监测，并机并网控制器分别与第一检测模块、第二检测模块、第一并网断路器和第二并网断路器连接，多台不间断供电智能并网装置内的并机并网控制器之间信号连接。还公开了基于上述装置的不间断供电智能并网方法。应用本发明能够自动感知电网侧和发电车侧的并网需求，及时根据并网需求控制发电车和电网正向或反向并网，满足负载不间断用电需求。

Description

不间断供电智能并网装置及方法

技术领域

本发明属于电力设备领域，尤其涉及不间断供电智能并网装置及方法。

背景技术

为提升供电可靠性，配网作业中发电车已得到大量应用，应用发电车主要是为了减少断电时间，由于发电车接入或退出电网的过程中需要与电网的电气运行参数一致，目前大多还是要靠操作人员在现场读取数据、手动操作，人为判断不够精准，可能由于电气运行参数不一致导致电压差较大，这会造成设备和人身损害。因此在发电车接入或退出电网的过程中，目前仍需要短时停电的操作，以防止出现上述损害，但这会造成终端负载需要两次断电重启，对于用户来说可能造成经济损失。同时，目前的发电车应用场景单一，一般在主动对电网进行检修时才能较好的起到作用，而如果出现电网突然发生故障或者由于负载用电量突然加大导致电网局部供电不足的情况，接入发电车的操作时间较长，会导致较长时间的停电，可能引起重大经济损失。

发明内容

本发明的目的在于提供不间断供电智能并网装置及方法，能够有效解决上述提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：不间断供电智能并网装置，连接于电网、发电车和负载之间，包括可移动的柜体，柜体内设有连通电网与负载的第一线缆和连通发电车与负载的第二线缆，第一线缆上设有第一并网断路器，第二线缆上设有第二并网断路器，柜体内安装有隔板，隔板将柜体分隔为第一仓体和第二仓体，第一仓体内安装有第一检测模块，第二仓体内安装有并机并网控制器和第二检测模块；第一检测模块与电网连接，用于对电网侧的电气运行参数实时监测，第二检测模块与发电车连接，用于对发电车侧的电气运行参数实时监测，并机并网控制器分别与第一检测模块、第二检测模块、第一并网断路器和第二并网断路器连接，多台不间断供电智能并网装置内的并机并网控制器之间信号连接。

优选的，并机并网控制器包括用于实现多台发电车并机控制的IG-NTC控制器、用于实现单台发电车并网控制或多台发电车并机后再并网控制的IM-NT并网控制器和用于多台并机并网控制器之间信号连接的通讯模块。

优选的，电气运行参数包括电压、频率、电压相位和相序信息。

优选的，柜体外表面设有波形监测显示屏，用于显示电网和发电车的电气运行参数。

优选的，柜体上设有泄压通道，用于在发生燃弧故障时防止损伤周边设备和人员。

优选的，柜体上设有线缆快速插拔模块，线缆快速插拔模块位于柜体内部的端口分别与对应的第一线缆和第二线缆连接，线缆快速插拔模块位于柜体外部的端口分别与对应的电网侧和发电车侧连接。

优选的，并机并网控制器内设置有百分比阈值，当负载功率相对已并网发电车输出功率的百分比达到百分比阈值时，并机并网控制器控制下一台发电车与已并网发电车并机同时完成并网。

优选的，百分比阈值为90％。

为解决上述技术问题，本发明还采用了如下技术方案：不间断供电智能并网方法，基于上述任一项技术方案中采用的不间断供电智能并网装置，包括正向并网方法和反向并网方法，正向并网方法包括以下步骤：

S100：并机并网控制器通过第一检测模块实时获取电网侧电气运行参数，判断电网侧供电状况，当发现电网供电不足时，则进行步骤S110至S130，当发现电网失电时，则进行步骤S110至S140；

S110：并机并网控制器通过第二检测模块获取发电车侧电气运行参数，并机并网控制器比较判断电网侧和发电车侧的电气运行参数是否一致；

S120：若判断为否，则并机并网控制器发出指令控制发电车的发电机组进行调整，直至发电车侧和电网侧的电气运行参数一致，并进入下一步骤；

S130：若判断为是，则并机并网控制器控制第二并网断路器闭合，使一台发电车并网；

S140：并机并网控制器控制第一并网断路器断开。

反向并网方法包括以下步骤：

S200：并机并网控制器通过第一检测模块实时获取电网侧电气运行参数，判断电网侧供电状况，当发现电网供电恢复正常时，并机并网控制器通过第二检测模块获取发电车侧电气运行参数，并机并网控制器比较判断电网侧和发电车侧的电气运行参数是否一致；

S210：若判断为否，则并机并网控制器发出指令控制发电车的发电机组进行调整，直至发电车侧和电网侧的电气运行参数一致，并进入下一步骤；

S220：若判断为是，则并机并网控制器控制第一并网断路器闭合，完成反向并网；

S230：并机并网控制器控制第二并网断路器断开。

优选的，正向并网法中的步骤S130还包括以下步骤：

S131：并机并网控制器实时监测负载侧的用电情况，比较判断负载侧的用电功率是否超出当前已并网发电车输电功率，若判断为否，则继续进行比较判断，若判断为是，则并机并网控制器通过通讯模块与另一台不间断供电智能并网装置的并机并网控制器连通，另一台不间断供电智能并网装置的并机并网控制器控制对应连接的发电车与已并网发电车并机同时并网。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、并机并网控制器通过第一检测模块和第二检测模块分别实时获取电网和发电车的电气运行参数，通过比较判断可以确定两者的电气运行参数是否一致，相比现有技术中人工判断，用时更快、判断更为准确，能够自动控制发电车同期同步并网，实现不间断供电并网；

2、并机并网控制器通过对电网的电气运行参数进行分析，判断电网的运行状况，也即并机并网控制器实时监测电网的运行状况，主动了解电网的并网需求，当电网发生供电不足或失电的情况时，能够及时的控制发电车和电网正向并网，丰富发电车的应用场景，在多场景下实现不间断供电，满足负载用电需求，避免造成经济损失；

3、当电网恢复正常供电时，并机并网控制器也可以及时监测到电网的并网需求，控制发电车和电网反向并网，同时将发电车解列退出；

4、当已并网的发电车无法满足负载用电需求时，可以通过并机并网控制器之间的通讯联系，控制另一台发电车并机并网，多机并机并网供电保证负载用电需求；

5、通过将柜体设计为可移动，能够便于柜体的快速移动，减少作业现场柜体布置的时间，同时通过隔板将柜体分隔为第一仓体和第二仓体，便于区分与电网侧和发电车侧的连接线缆，防止接线出错。

本发明的优点将进一步在具体实施方式中详细说明。

附图说明

图1本发明提供的不间断供电智能并网装置与电网、单台发电车及负载连接示意图；

图2柜体正视图；

图3本发明提供的不间断供电智能并网装置控制原理图；

图4电网供电不足时应用本发明提供的不间断供电智能并网装置控制单台发电车与电网正向并网的流程图；

图5本发明提供的不间断供电智能并网装置与电网、多台发电车及负载连接示意图；

图6电网供电不足时应用本发明提供的不间断供电智能并网装置控制多台发电车与电网正向并网的流程图；

图7电网恢复供电时应用本发明提供的不间断供电智能并网装置控制发电车与电网反向并网的流程图；

图8电网失效时本发明提供的不间断供电智能并网装置与电网、多台发电车及负载连接示意图；

图9电网失效时应用本发明提供的不间断供电智能并网装置控制多台发电机自稳定运行的流程图。

其中，1.电网，2.发电车，3.负载，4.柜体，40.波形检测显示屏，5.并机并网控制器，50.IG-NTC控制器，51.IM-NT并网控制器，52.通讯模块，6.第一检测模块，7.第二检测模块，8.第一并网断路器，9.第二并网断路器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：如图1和图2和图3所示，本实施例提供的不间断供电智能并网装置，连接于电网1、发电车2和负载3之间，包括可移动的柜体4，柜体4内设有连通电网1与负载3的第一线缆和连通发电车2与负载3的第二线缆，第一线缆上设有第一并网断路器8，第二线缆上设有第二并网断路器9，柜体4内安装有隔板，隔板将柜体4分隔为第一仓体和第二仓体，第一仓体内安装有第一检测模块6，第二仓体内安装有并机并网控制器5和第二检测模块7；第一检测模块6与电网1连接，用于对电网侧的电气运行参数实时监测，第二检测模块7与发电车2连接，用于对发电车侧的电气运行参数实时监测，并机并网控制器5分别与第一检测模块6、第二检测模块7、第一并网断路器8和第二并网断路器9连接，多台不间断供电智能并网装置内的并机并网控制器5之间信号连接。

本实施例提供的该不间断供电智能并网装置能够适应电网1多种并网需求，下面具体说明电网1不同的并网需求下，应用该并网装置控制发电车2和电网1并网的操作方法步骤。

结合图4所示，当电网1相对负载3供电不足时，该并网装置中的并机并网控制器5通过第一检测模块6实时获取电网侧电气运行参数，能够及时发现电网1供电不足的情况，并机并网控制器5通过第二检测模块7获取发电车侧电气运行参数，并机并网控制器5比较判断电网侧和发电车侧的电气运行参数是否一致。若判断为否，则并机并网控制器5发出指令控制发电车2的发电机组进行调整，直至发电车侧和电网侧的电气运行参数一致，若判断为是，则并机并网控制器5控制第二并网断路器9闭合，使一台发电车2并网。这样，对于电网1供电不足的情况，应用该并网装置能够自动感知电网1该并网需求，及时将发电车2并网共同为负载3供电，实现不间断供电。

进一步的，结合图5和图6所示，并机并网控制器5实时监测负载3侧的用电情况，若发现负载3侧的用电量还是无法得到满足，则继续控制下一台发电车2和电网1正向并网，具体步骤如下：并机并网控制器5比较判断负载3侧的用电功率是否超出当前已并网发电车2的输电功率，若判断为否，则继续进行比较判断，若判断为是，则并机并网控制器5通过通讯模块52与另一台不间断供电智能并网装置的并机并网控制器5连通，另一台不间断供电智能并网装置的并机并网控制器5控制对应连接的发电车2与已并网发电车2并机同时并网。并且可以循环上述步骤，也即实时监测负载3侧用电量是否超出发电车2的输电功率，及时并入下一台发电车2，保证足够的供电。

另外，如图7所示，在电网1供电不足或由于某些故障需要停电检修的问题已经解决，电网1恢复正常供电时，并机并网控制器5也可以通过第一检测模块6及时监测到电网1供电恢复正常，然后并机并网控制器5通过第二检测模块7获取发电车侧电气运行参数，并机并网控制器5比较判断电网侧和发电车侧的电气运行参数是否一致；若判断为否，则并机并网控制器5发出指令控制发电车2的发电机组进行调整，直至发电车侧和电网侧的电气运行参数一致，并进入下一步骤；若判断为是，则并机并网控制器5控制第一并网断路器8闭合，完成反向并网。之后并机并网控制器5控制第二并网断路器9断开，使发电车2平稳退出供电。

结合图8和图9所示，当电网1失效时，如需要对某段线路进行检修更换设备导致的主动停电或者由于台风、暴雨或暴雪等极端天气引起的电网1设备损坏所导致的突然停电的情况下，一般需要多台发电车2分不同区域保供电，应用本实施例提供的该并网装置，其中的并机并网控制器5能够通过第一检测模块6实时获取电网侧电气运行参数，及时发现电网1失效的情况，然后并机并网控制器5通过第二检测模块7获取发电车侧电气运行参数，并机并网控制器5比较判断电网侧和发电车侧的电气运行参数是否一致，若判断为否，则并机并网控制器5发出指令控制发电车2的发电机组进行调整，直至发电车侧和电网侧的电气运行参数一致，若判断为是，则并机并网控制器5控制第二并网断路器9闭合，使一台发电车2并网；之后，并机并网控制器5控制第一并网断路器8断开，该步骤是为了防止电网1恢复供电时对负载3造成冲击。

如前所述，当电网1失效时一般波及范围较大，因此需要较多台发电车2并网同时供电才能保证负载3的用电量，并且需要发电车2之间分配好不同的保供电区域才能最大效率的利用发电车2的供电能力。因此本实施例中的该并网装置不仅能够控制发电车2及时并网供电，还能在不同发电车2之间建立通讯联系，自动分配保供电区域，多台发电车2之间形成孤网供电，最大限度的利用发电车2的供电能力。

由上可知，本实施例提供的该并网装置，其中的并机并网控制器5通过第一检测模块6和第二检测模块7分别实时获取电网1和发电车2的电气运行参数，通过比较判断可以确定两者的电气运行参数是否一致，相比现有技术中人工判断，用时更快、判断更为准确，能够自动控制发电车2同期同步并网，实现不间断供电并网；而且并机并网控制器5可以通过对电网1的电气运行参数进行分析，判断电网1的运行状况，也即并机并网控制器5实时监测电网1的运行状况，了解电网1的并网需求，当电网1发生供电不足或失电的情况时，能够及时的控制发电车2并网，实现不间断供电并网；并且当已并网的发电车2无法满足负载3用电需求时，可以通过并机并网控制器5之间的通讯联系，控制另一台发电车2并机并网，多机并机并网供电保证负载3用电需求。当电网1恢复正常供电时，并机并网控制器5也可以及时监测到电网1的并网需求，控制发电车2和电网1反向并网，同时将发电车2解列退出。其中，通过将柜体4设计为可移动，能够便于柜体4的快速移动，减少作业现场柜体4布置的时间，同时通过隔板将柜体4分隔为第一仓体和第二仓体，便于区分与电网侧和发电车侧的连接线缆，防止接线出错。

本实施例中的并机并网控制器5包括用于实现多台发电车2并机控制的IG-NTC控制器50、用于实现单台发电车2并网控制或多台发电车2并机后再并网控制的IM-NT并网控制器51和用于多台并机并网控制器5之间信号连接的通讯模块52。而前述提到的电气运行参数包括电压、频率、电压相位和相序信息。其中的IM-NT并网控制器51经试验最大可支持31台发电车2并机再并网，能够为大范围区域内保供电。

本实施例中该并网装置的柜体4上还设有波形监测显示屏40和泄压通道，其中波形监测显示屏40用于显示电网1和发电车2的电气运行参数，便于操作人员观察与记录。泄压通道用于在发生燃弧故障时防止损伤周边设备和人员，起到保障柜体4周边设备及人员安全的作用。

进一步的，本实施例中还在柜体4上设有线缆快速插拔模块，线缆快速插拔模块位于柜体4内部的端口分别与对应的第一线缆和第二线缆连接，线缆快速插拔模块位于柜体4外部的端口分别与对应的电网侧和发电车侧连接。

为进一步保证负载3侧的用电需求及时得到满足，本实施例中还在并机并网控制器5内设置有百分比阈值，当负载3功率相对已并网发电车2输出功率的百分比达到百分比阈值时，并机并网控制器5控制下一台发电车2与已并网发电车2并机同时完成并网。本实施例中将百分比阈值设为90％，这样可以为下一台发电车2并机并网的操作预留足够的时间。也即上述操作步骤中当需要判断负载3功率是否超出当前已并网发电车2功率时，还可以进一步优化，将其更改为负载3侧的用电功率与当前已并网发电车2输电功率的比值是否超出百分比阈值，若判断为否，则继续进行比较判断，若判断为是，则并机并网控制器5通过通讯模块52与另一台不间断供电智能并网装置的并机并网控制器5连通，另一台不间断供电智能并网装置的并机并网控制器5控制对应连接的发电车2与已并网发电车2并机同时并网。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.不间断供电智能并网装置，连接于电网(1)、发电车(2)和负载(3)之间，其特征在于，包括可移动的柜体(4)，所述柜体(4)内设有连通电网(1)与负载(3)的第一线缆和连通发电车(2)与负载(3)的第二线缆，所述第一线缆上设有第一并网断路器(8)，所述第二线缆上设有第二并网断路器(9)，所述柜体(4)内安装有隔板，所述隔板将柜体(4)分隔为第一仓体和第二仓体，所述第一仓体内安装有第一检测模块(6)和并机并网控制器(5)，所述第二仓体内安装有第二检测模块(7)；

所述第一检测模块(6)与电网(1)连接，用于对电网侧的电气运行参数实时监测，所述第二检测模块(7)与发电车(2)连接，用于对发电车侧的电气运行参数实时监测，所述并机并网控制器(5)分别与第一检测模块(6)、第二检测模块(7)、第一并网断路器(8)和第二并网断路器(9)连接，多台不间断供电智能并网装置内的并机并网控制器(5)之间信号连接。

2.如权利要求1所述的不间断供电智能并网装置，其特征在于：所述并机并网控制器(5)包括用于实现多台发电车(2)并机控制的IG-NTC控制器(50)、用于实现单台发电车(2)并网控制或多台发电车(2)并机后再并网控制的IM-NT并网控制器(51)和用于多台并机并网控制器(5)之间信号连接的通讯模块(52)。

3.如权利要求1所述的不间断供电智能并网装置，其特征在于：所述电气运行参数包括电压、频率、电压相位和相序信息。

4.如权利要求1所述的不间断供电智能并网装置，其特征在于：所述柜体(4)外表面设有波形监测显示屏(40)，用于显示电网(1)和发电车(2)的电气运行参数。

5.如权利要求1所述的不间断供电智能并网装置，其特征在于：所述柜体(4)上设有泄压通道，用于在发生燃弧故障时防止损伤周边设备和人员。

6.如权利要求1所述的不间断供电智能并网装置，其特征在于：所述柜体(4)上设有线缆快速插拔模块，所述线缆快速插拔模块位于柜体(4)内部的端口分别与对应的第一线缆和第二线缆连接，所述线缆快速插拔模块位于柜体(4)外部的端口分别与对应的电网(1)侧和发电车(2)侧连接。

7.如权利要求1至6中任一项所述的不间断供电智能并网装置，其特征在于：所述并机并网控制器(5)内设置有百分比阈值，当负载(3)功率相对已并网发电车(2)输出功率的百分比达到百分比阈值时，所述并机并网控制器(5)控制下一台发电车(2)与已并网发电车(2)并机同时完成并网。

8.如权利要求7所述的不间断供电智能并网装置，其特征在于：所述百分比阈值为90％。

9.基于上述权利要求1至8中任一项所述的不间断供电智能并网装置的不间断供电智能并网方法，其特征在于，包括正向并网方法和反向并网方法，所述正向并网方法包括以下步骤：

S100：并机并网控制器(5)通过第一检测模块(6)实时获取电网侧电气运行参数，判断电网侧供电状况，当发现电网(1)供电不足时，则进行步骤

S110至S130，当发现电网(1)失电时，则进行步骤S110至S140；

S110：所述并机并网控制器(5)通过第二检测模块(7)获取发电车侧电气运行参数，所述并机并网控制器(5)比较判断电网侧和发电车侧的电气运行参数是否一致；

S120：若判断为否，则并机并网控制器(5)发出指令控制发电车(2)的发电机组进行调整，直至发电机侧和电网侧的电气运行参数一致，并进入下一步骤；

S130：若判断为是，则并机并网控制器(5)控制第二并网断路器(9)闭合，使一台发电车(2)并网；

S140：所述并机并网控制器(5)控制第一并网断路器(8)断开。

所述反向并网方法包括以下步骤：

S200：所述并机并网控制器(5)通过第一检测模块(6)实时获取电网侧电气运行参数，判断电网侧供电状况，当发现电网(1)供电恢复正常时，所述并机并网控制器(5)通过第二检测模块(7)获取发电车侧电气运行参数，所述并机并网控制器(5)比较判断电网侧和发电车侧的电气运行参数是否一致；

S210：若判断为否，则并机并网控制器(5)发出指令控制发电车(2)的发电机组进行调整，直至发电机侧和电网侧的电气运行参数一致，并进入下一步骤；

S220：若判断为是，则并机并网控制器(5)控制第一并网断路器(8)闭合，完成反向并网；

S230：所述并机并网控制器(5)控制第二并网断路器(9)断开。

10.如述权利要求9所述的不间断供电智能并网方法，其特征在于，正向并网法中的步骤S130还包括以下步骤：

S131：所述并机并网控制器(5)实时监测负载侧的用电情况，比较判断负载侧的用电功率是否超出当前已并网发电车(2)输电功率，若判断为否，则继续进行比较判断，若判断为是，则并机并网控制器(5)通过通讯模块(52)与另一台不间断供电智能并网装置的并机并网控制器(5)连通，另一台不间断供电智能并网装置的并机并网控制器(5)控制对应连接的发电车(2)与已并网发电车(2)并机同时并网。

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