CN112886642B - 双电表冗余的并离网控制电路及微电网系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于电网技术领域，提供了一种双电表冗余的并离网控制电路及微电网系统，该电路包括：第一电表、第二电表、第一继电器、第二继电器和并离网接触器；第一电表、第二电表的控合端口分别与第一继电器的常闭触点连接，第一电表、第二电表的控合端口分别与第二继电器的常闭触点连接，第一继电器、第二继电器的常闭触点分别与第一继电器的信号端连接；第一电表、第二电表的控分端口分别与第一继电器的第一常开触点连接，第一继电器的第一常开触点与第二继电器的信号端连接；第一继电器的第二常开触点和并离网接触器串联在电源的正负极之间。本申请通过上述电路能够实现双电表冗余控制并离网切换的过程，从而保证微电网的安全稳定运行。

Description

双电表冗余的并离网控制电路及微电网系统
技术领域
本发明属于电网技术领域，尤其涉及一种双电表冗余的并离网控制电路及微电网系统。
背景技术
能量管理系统(EMS)是以现代计算机技术、网络技术、自动化技术和信息技术为基础的大型计算机集成系统，该系统集成了多个自动化专业，可以在集成平台的支持下对微网系统进行统一监控，实现微网系统的信息共享，同时可以实现对微网系统各设备之间进行联动控制，防逆流防超需控制、以及并离网切换等控制策略。
智能电表采集微网系统各设备的电量信息，具有举足轻重的地位，EMS终端接收智能电表采集的电量数据，才能对电量数据进行处理，提供联动、防逆流防超需及并离网切换等控制策略所需的基础数据，也才能根据预先设定的控制策略进行逻辑判断。智能电表除了获得系统所需的基础数据外，还可以接受EMS并离网控制指令，控制并离网接触器的吸合及断开，实现并离网切换，此功能为微网系统的重要控制策略，智能电表一旦故障，则整个微网系统将处于不可控状态。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了双电表冗余的并离网控制电路及微电网系统，以解决现有技术中智能电表损坏造成微网系统不可控的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种双电表冗余的并离网控制电路，包括：第一电表、第二电表、第一继电器、第二继电器和并离网接触器；
所述第一电表的控合端口、所述第二电表的控合端口分别与所述第一继电器的常闭触点的第一端连接，所述第一电表的控合端口、所述第二电表的控合端口分别与所述第二继电器的常闭触点的第一端连接，所述第一继电器的常闭触点的第二端、所述第二继电器的常闭触点的第二端分别与所述第一继电器的信号端连接；所述第一电表的控分端口、所述第二电表的控分端口分别与所述第一继电器的第一常开触点的第一端连接，所述第一继电器的第一常开触点的第二端与所述第二继电器的信号端连接；所述第一继电器的第二常开触点和所述并离网接触器串联在电源的正负极之间；
所述第一电表的控合端口输出第一控合信号，所述第二电表的控合端口输出第二控合信号，所述第一继电器基于所述第一控合信号/所述第二控合信号控制所述第一继电器的常闭触点断开、常开触点闭合；
所述第一电表的控分端口输出第一控分信号，所述第二电表的控分端口输出第二控分信号，所述第二继电器基于所述第一控分信号/所述第二控分信号控制所述第二继电器的常闭触点断开。
在一个实施例中，所述第一继电器的第三常开触点串联在所述电源正极及所述第一继电器的常闭触点的第一端之间；
所述第一继电器还基于所述第一控合信号/所述第二控合信号控制所述第一继电器的第三常开触点闭合。
在一个实施例中，所述第一控合信号为脉冲信号。
在一个实施例中，所述第一继电器为中继继电器。
在一个实施例中，所述第二继电器为中继继电器。
在一个实施例中，所述电源为220V交流电源。
本发明实施例的第二方面提供了一种微电网系统，其包括：微电网、能量管理系统和如上所述的双电表冗余的并离网控制电路；
所述能量管理系统分别与所述微电网的信号端、所述并离网控制电路的第一电表和第二电表连接，所述微电网的输出端与所述并离网控制电路的并离网接触器的第一端连接，所述并离网接触器的第二端接入公共电网；
所述第一电表/所述第二电表采集所述微电网的基础数据，并向所述能量管理系统发送所述微电网的基础数据；
所述能量管理系统基于所述微电网的基础数据生成并离网控制指令，并向所述第一电表/所述第二电表发送所述并离网控制指令；
所述第一电表基于所述并离网控制指令生成第一控合指令和第一控分指令；所述第二电表基于所述并离网控制指令生成第二控合指令和第二控分指令。
在一个实施例中，所述第一电表还用于按照预设监测周期发送第一状态信号至所述能量管理系统；所述第二电表还用于按照所述预设监测周期发送第二状态信号至所述能量管理系统；
所述能量管理系统用于在获取到所述第一状态信号时，发送所述并离网控制指令至所述第一电表；在获取到所述第二状态信号、且在预设时长内未获取到第一状态信号时，发送所述并离网控制指令至所述第二电表。
在一个实施例中，所述能量管理系统还用于：
实时监测相邻两次第一状态信号的来信间隔；
若监测到当次第一状态信号与前次第一状态信号的来信间隔大于第一预设阈值，则以当次第一状态信号的获取时间为起点，统计所述起点后第一预设时间段内所述第一状态信号的来信间隔大于第一预设阈值的次数；
若所述次数大于第一阈值，则发送所述并离网控制指令至所述第二电表。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实施例提供的双电表冗余的并离网控制电路，包括：第一电表、第二电表、第一继电器、第二继电器和并离网接触器；所述第一电表的控合端口、所述第二电表的控合端口分别与所述第一继电器的常闭触点的第一端连接，所述第一电表的控合端口、所述第二电表的控合端口分别与所述第二继电器的常闭触点的第一端连接，所述第一继电器的常闭触点的第二端、所述第二继电器的常闭触点的第二端分别与所述第一继电器的信号端连接；所述第一电表的控分端口、所述第二电表的控分端口分别与所述第一继电器的第一常开触点的第一端连接，所述第一继电器的第一常开触点的第二端与所述第二继电器的信号端连接；所述第一继电器的第二常开触点和所述并离网接触器串联在电源的正负极之间。本申请通过上述电路能够实现双电表冗余控制并离网切换的过程，从而保证微电网的安全稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的双电表冗余的并离网控制电路的示意图；
图2是本发明实施例提供的微电网系统的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
在一个实施例中，如图1所示，图1示出了本发明实施例的第一方面提供的一种双电表冗余的并离网控制电路的示意图，包括：第一电表A、第二电表B、第一继电器K1、第二继电器K2和并离网接触器；
所述第一电表的控合端口A-DO1、所述第二电表的控合端口B-DO1分别与所述第一继电器的常闭触点K1-1的第一端连接，所述第一电表的控合端口A-DO1、所述第二电表的控合端口B-DO1分别与所述第二继电器的常闭触点K2-1的第一端连接，所述第一继电器的常闭触点K1-1的第二端、所述第二继电器的常闭触点K2-1的第二端分别与所述第一继电器的信号端连接；所述第一电表的控分端口A-DO2、所述第二电表的控分端口B-DO2分别与所述第一继电器的第一常开触点K1-2的第一端连接，所述第一继电器的第一常开触点K1-2的第二端与所述第二继电器的信号端连接；所述第一继电器的第二常开触点K1-3和所述并离网接触器串联在电源的正负极之间；
所述第一电表的控合端口A-DO1输出第一控合信号，所述第二电表的控合端口B-DO1输出第二控合信号，所述第一继电器基于所述第一控合信号/所述第二控合信号控制所述第一继电器的常闭触点K1-1断开、常开触点闭合；
所述第一电表的控分端口A-DO2输出第一控分信号，所述第二电表的控分端口B-DO2输出第二控分信号，所述第二继电器基于所述第一控分信号/所述第二控分信号控制所述第二继电器的常闭触点K2-1断开。
具体地，上述第一电表和第二电表均为智能电表。两块智能电表的通信参数完全一致。第一电表和第二电表的电源端均与电源正极连接，第一继电器和第二继电器均与电源负极连接AC-G。
具体地，第一电表和第二电表的型号均可以为C30A2，且控合端口为DO1，控分端口为DO2。
在本实施例中，如图1所示，在微网系统处于离网状态时，当第一电表的控合端口A-DO1输出第一控合信号时，即输出高电平时，起初第一继电器的常闭触点K1-1仍处于闭合状态，最上一条线路导通，第一继电器得电，控制第一继电器的常闭触点K1-1断开、第一常开触点K1-2和第二常开触点K1-3闭合，由于第一继电器的常闭触点K1-1断开，但是第二继电器的常闭触点K2-1由于未接收到第二继电器的状态变换信号，仍处于闭合状态，因此第一继电器持续得电，并离网接触器闭合，微网系统切换到并网。
在第二电表的控合端口B-DO1输出第二控合信号时，同理，第二继电器的常闭触点K2-1仍处于闭合状态，因此此时第一继电器的常开触点闭合，常闭触点断开，并离网接触器得电闭合，微网系统切换到并网状态。
在微网系统处于并网状态时，若第一电表的控分端口A-DO2输出第一控分信号，即高电平，此时由于处于并网状态，第一继电器的第一常开触点K1-2处于闭合状态，因此第二继电器得电，第二继电器控制第二继电器的常闭触点K2-1断开，由于并网状态时，第一继电器的常闭触点K1-1为断开状态，此时控制第二继电器的常闭触点K2-1断开，则第一继电器失电，第一继电器的常闭触点K1-1闭合，第一常开触点K1-2和第二常开触点K1-3断开，因此并离网接触器失电断开，微网系统切换到离网状态。
同理，若第二电表的控分端口B-DO2输出第二控分信号，即高电平，此时由于处于并网状态，第一继电器的第一常开触点K1-2处于闭合状态，因此第二继电器得电，第二继电器控制第二继电器的常闭触点K2-1断开，由于并网状态时，第一继电器的常闭触点K1-1为断开状态，此时控制第二继电器的常闭触点K2-1断开，则第一继电器失电，第一继电器的常闭触点K1-1闭合，第一常开触点和第二常开触点断开，因此并离网接触器失电断开，微网系统切换到离网状态。
以上步骤不仅能够实现双电表数据采集备份，还可以实现双电表并离网策略控制。
在一个实施例中，所述第一继电器的第三常开触点K1-4串联在所述电源正极及所述第一继电器的常闭触点K1-1的第一端之间；
所述第一继电器还基于所述第一控合信号/所述第二控合信号控制所述第一继电器的第三常开触点K1-4闭合。
在本实施例中，第一继电器的第三常开触点K1-4的第一端与AC-220连接。
在一个实施例中，所述第一控合信号为脉冲信号。
在本实施例中，第一控合信号为短时脉冲信号，当第一控合信号由高电平转换为低电平时，由于此时第一继电器的常闭触点K1-1已经闭合，因此第一电表可以不用持续的发送高电平信号仍然保证第一继电器的持续得电。
在一个实施例中，所述第一继电器为中继继电器。
在一个实施例中，所述第二继电器为中继继电器。
在本实施例中，第一继电器和第二继电器均选配至少三对常开触点、三对常闭触点，用于实现闭锁控制。
在一个实施例中，所述电源为220V交流电源。
如图2所示，图2示出了本发明实施例的第二方面提供的一种微电网系统的结构示意图，其包括：微电网200、能量管理系统300和如上所述的双电表冗余的并离网控制电路100；
所述能量管理系统300分别与所述微电网200的信号端、所述并离网控制电路100的第一电表和第二电表连接，所述微电网200的输出端与所述并离网控制电路100的并离网接触器的第一端连接，所述并离网接触器的第二端接入公共电网；
所述第一电表/所述第二电表采集所述微电网200的基础数据，并向所述能量管理系统300发送所述微电网200的基础数据；
所述能量管理系统300基于所述微电网200的基础数据生成并离网控制指令，并向所述第一电表/所述第二电表发送所述并离网控制指令；
所述第一电表基于所述并离网控制指令生成第一控合指令和第一控分指令；所述第二电表基于所述并离网控制指令生成第二控合指令和第二控分指令。
具体地，并离网控制指令包括并网指令和离网指令，能量管理系统300基于微电网200的基础数据生成并网控制指令/离网控制指令，并将并网控制指令/离网控制指令发送至第一电表和第二电表，第一电表和第二电表分别通过并网控制指令生成控合指令，通过离网控制指令生成控分指令。
在一个实施例中，所述第一电表还用于按照预设监测周期发送第一状态信号至所述能量管理系统；所述第二电表还用于按照所述预设监测周期发送第二状态信号至所述能量管理系统；
所述能量管理系统用于在获取到所述第一状态信号时，发送所述并离网控制指令至所述第一电表；在获取到所述第二状态信号、且在预设时长内未获取到第一状态信号时，发送所述并离网控制指令至所述第二电表。
具体地，能量管理系统300可以周期性的发送监测请求至智能电表，两个电表根据监测请求返回对应的状态信号，若两个电表均正常回应状态信号，则智能管理系统优先发送并离网控制指令至第一电表，若第一电表在预设时长内未回应，则智能管理系统发送并离网控制指令至第二电表。
在一个实施例中，所述能量管理系统还用于：
实时监测相邻两次第一状态信号的来信间隔；
若监测到当次第一状态信号与前次第一状态信号的来信间隔大于第一预设阈值，则以当次第一状态信号的获取时间为起点，统计所述起点后第一预设时间段内所述第一状态信号的来信间隔大于第一预设阈值的次数；
若所述次数大于第一阈值，则发送所述并离网控制指令至所述第二电表。
在本实施例中，来信间隔为能量管理系统获取前后两次状态信号的时间间隔。若上述次数大于第一阈值，则说明第一电表发送第一状态信号的周期不规律，由此预测第一电表可能存在故障，因此，能量管理系统可据此将并离网控制指令发送至第二电表，从而采用第二电表对微电网系统进行并离网切换。
从上述实施例可知，本实施例提供的微电网200系统通过双电表冗余的并离网控制电路100不仅能够实现双电表数据备份，为能量管理系统300稳定的提供联动、防逆流防超需及并离网切换等控制策略所需的基础数据，还能够实现双电表冗余控制并离网切换的过程，从而保证微电网200的安全稳定运行。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双电表冗余的并离网控制电路，其特征在于，包括：第一电表、第二电表、第一继电器、第二继电器和并离网接触器；
所述第一电表的控合端口、所述第二电表的控合端口分别与所述第一继电器的常闭触点的第一端连接，所述第一电表的控合端口、所述第二电表的控合端口分别与所述第二继电器的常闭触点的第一端连接，所述第一继电器的常闭触点的第二端、所述第二继电器的常闭触点的第二端分别与所述第一继电器的信号端连接；所述第一电表的控分端口、所述第二电表的控分端口分别与所述第一继电器的第一常开触点的第一端连接，所述第一继电器的第一常开触点的第二端与所述第二继电器的信号端连接；所述第一继电器的第二常开触点和所述并离网接触器串联在电源的正负极之间；
所述第一电表的控合端口输出第一控合信号，所述第二电表的控合端口输出第二控合信号，所述第一继电器基于所述第一控合信号或所述第二控合信号控制所述第一继电器的常闭触点断开、常开触点闭合；
所述第一电表的控分端口输出第一控分信号，所述第二电表的控分端口输出第二控分信号，所述第二继电器基于所述第一控分信号或所述第二控分信号控制所述第二继电器的常闭触点断开。
2.如权利要求1所述的双电表冗余的并离网控制电路，其特征在于，所述第一继电器的第三常开触点串联在所述电源正极及所述第一继电器的常闭触点的第一端之间；
所述第一继电器还基于所述第一控合信号或所述第二控合信号控制所述第一继电器的第三常开触点闭合。
3.如权利要求2所述的双电表冗余的并离网控制电路，其特征在于，所述第一控合信号为脉冲信号。
4.如权利要求1所述的双电表冗余的并离网控制电路，其特征在于，所述第一继电器为中继继电器。
5.如权利要求1所述的双电表冗余的并离网控制电路，其特征在于，所述第二继电器为中继继电器。
6.如权利要求1所述的双电表冗余的并离网控制电路，其特征在于，所述电源为220V交流电源。
7.一种微电网系统，其特征在于，包括：微电网、能量管理系统和如权利要求1至6任一项所述的双电表冗余的并离网控制电路；
所述能量管理系统分别与所述微电网的信号端、所述并离网控制电路的第一电表和第二电表连接，所述微电网的输出端与所述并离网控制电路的并离网接触器的第一端连接，所述并离网接触器的第二端接入公共电网；
所述第一电表或所述第二电表采集所述微电网的基础数据，并向所述能量管理系统发送所述微电网的基础数据；
所述能量管理系统基于所述微电网的基础数据生成并离网控制指令，并向所述第一电表或所述第二电表发送所述并离网控制指令；
所述第一电表基于所述并离网控制指令生成第一控合指令和第一控分指令；所述第二电表基于所述并离网控制指令生成第二控合指令和第二控分指令。
8.如权利要求7所述的微电网系统，其特征在于，所述第一电表还用于按照预设监测周期发送第一状态信号至所述能量管理系统；所述第二电表还用于按照所述预设监测周期发送第二状态信号至所述能量管理系统；
所述能量管理系统用于在获取到所述第一状态信号时，发送所述并离网控制指令至所述第一电表；在获取到所述第二状态信号、且在预设时长内未获取到所述第一状态信号时，发送所述并离网控制指令至所述第二电表。
9.如权利要求8所述的微电网系统，其特征在于，所述能量管理系统还用于：
实时监测相邻两次第一状态信号的来信间隔；
若监测到当次第一状态信号与前次第一状态信号的来信间隔大于第一预设阈值，则以当次第一状态信号的获取时间为起点，统计所述起点后第一预设时间段内所述第一状态信号的来信间隔大于第一预设阈值的次数；
若所述次数大于第一阈值，则发送所述并离网控制指令至所述第二电表。
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