CN113507142A - 电网电源接入点电能质量评估系统及其评估控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电网电源接入点电能质量评估系统及其评估控制方法。属于电网电源接入点电能质量评估技术领域。包括配电网、微电网和电网电能质量监控平台，在配电网的母线上分别设有能检测母线电压的母电压检测传感器和能检测母线上功率大小的一号功率检测器；微电网包括若干台风力发电机，在每台风力发电机的电源输出端分别设有能检测其输出功率的分二号功率检测器，每台风力发电机还分别设有一个吹风风力大小可调节的智能引风装置，智能引风装置的后端固定在风力发电机的机架上；母电压检测传感器、一号功率检测器、二号功率检测器和智能引风装置的控制端分别与电网电能质量监控平台相连接。

Description

电网电源接入点电能质量评估系统及其评估控制方法
技术领域
本发明涉电网电源接入点电能质量评估技术领域，具体涉及电网电源接入点电能质量评估系统及其评估控制方法。
背景技术
目前，分布式布置的风力发电机已经通过微电网接入到配电网的母线上作为电力系统的供电电源来使用。
由于微电网一般都是由风力发电机提供的电源，风力发电机发电存在间隙性和波动性，因此由风力发电机为配电网提供电源时，就要对分布式电源接入点的电能质量进行评估。
目前的评估控制方法不能对配电网母线上的有功功率进行平滑度控制和稳定性控制。
发明内容
本发明是为了解决现在对分布式电源接入点的电能质量评估可靠性差的不足，提供一种能对配电网母线上的有功功率进行平滑度控制和稳定性控制，可靠性高的对布式电源接入点电能质量评估系统及其评估控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
电网电源接入点电能质量评估系统，包括配电网、微电网和电网电能质量监控平台，在配电网的母线上分别设有能检测母线电压的母电压检测传感器和能检测母线上功率大小的一号功率检测器；
微电网包括若干台风力发电机，在每台风力发电机的电源输出端分别设有能检测其输出功率的分二号功率检测器，每台风力发电机还分别设有一个吹风风力大小可调节的智能引风装置，智能引风装置的后端固定在风力发电机的机架上，智能引风装置的出风口正对着对应的风力发电机的风机叶片布置；
母电压检测传感器、一号功率检测器、二号功率检测器和智能引风装置的控制端分别与电网电能质量监控平台相连接。
在风力发电机的周围间隔固定设置有若干个风速传感器，每个风速传感器分别与电网电能质量监控平台相连接；
在风力发电机的机架包括下端能固定在地面上的下机架和下端水平转动连接在下机架上的上机架，风力发电机固定设置在上机架的上，引风装置也固定在上机架上。
一种适用于电网电源接入点电能质量评估系统的评估控制方法，电网电源接入点电能质量评估控制方法的实现过程如下：
在电网电能质量监控平台的控制下，由一号功率检测器实时对配电网母线上的电压进行监测，并同时由母电压检测传感器实时对配电网母线上所接负荷的有功功率进行监测；
由于分布式布置的风力发电机在并网后，配电网的线路损耗降低，从微电网到配电网之间的电压降落减小，从而就抬高了配电网母线上的电压，配电网母线上的电压抬高的程度与分布式风力发电机输出电源的接入位置以及接入容量线性相关；
当风力发电机输出的电源容量与母线上所接负荷所需的电量不相等时，让智能引风装置对吹风风力进行大小调节；
先通过对风力发电机的吹风风力的控制来对风力发电机输出的电源容量的大小进行控制；
然后风力发电机输出的电源容量的大小就能自然对配电网母线上的有功功率大小进行控制；
由于智能引风装置对吹风风力大小的调节是能够平滑进行的，因此通过智能引风装置也就能够对配电网母线上的有功功率进行平滑度控制和稳定性控制。
作为优选，所述智能引风装置包括主引风管，主引风管的后端出风口正对着风力发电机的风机叶片布置；在主引风管的前端进风口设有呈喇叭状的聚风罩，在聚风罩的喇叭口朝外布置，聚风罩的顶端口对接连接在主引风管的进风口上；在聚风罩上设有若干个开口与聚风罩的喇叭口边沿平行的罩壁孔，在每个罩壁孔上分别设有能关闭对应罩壁孔的孔门，每个孔门均由一台独立的气缸驱动控制其开闭；每台气缸的分别与电网电能质量监控平台相连接。
作为优选，在主引风管内设有管内风力检测区，在管内风力检测区内分别间隔设有水平面风力检测装置和竖直面风力检测装置；
水平面风力检测装置包括一号细绳、一号拉力传感器和一号摄像头；
竖直面风力检测装置包括二号细绳、二号拉力传感器和二号摄像头；
一号拉力传感器固定在主引风管的左内管壁上，一号细绳的两端分别固定在主引风管的右内管壁上和一号拉力传感器的拉力检测端上，一号摄像头固定设在主引风管的上内管壁上；
二号拉力传感器固定在主引风管的上内管壁上，二号细绳的两端分别固定在主引风管的下内管壁上和二号拉力传感器的拉力检测端上，二号摄像头固定设在主引风管的左内管壁上；
一号拉力传感器、二号拉力传感器、一号摄像头和二号摄像头分别与电网电能质量监控平台相连接；
在电网电能质量监控平台上设有与电网电能质量监控平台相连接的图像处理模块。图像处理模块易于对摄像头拍摄到的图像进行处理。
作为优选，在位于管内风力检测区处的主引风管的下内管壁上均布设有若干个下标记点；在位于管内风力检测区处的主引风管的右内管壁上均布设有若干个右标记点。
本发明能够达到如下效果：
本发明能对配电网母线上的有功功率进行平滑度控制和稳定性控制，可靠性高，使用灵活方便，扩展性好。
附图1是本发明智能引风装置安装在风力发电机上的一种连接结构示意图。
图2是本发明的一种电路原理连接结构示意图。
图3是本发明聚风罩上罩壁孔处的一种连接结构示意图。
图4是本发明电网电能质量监控平台与各控制部分相连接的一种电路原理连接结构示意图。
图5是本发明细绳的弯曲度对称则说明此时主引风管内风均匀的一种状态示意图。
图6是本发明细绳的弯曲度不对称则说明此时主引风管内风不均匀的一种状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
实施例，电网电源接入点电能质量评估系统，参见图1-4所示，包括配电网2、微电网3和电网电能质量监控平台27，在配电网的母线7上分别设有能检测母线电压的母电压检测传感器5和能检测母线上功率大小的一号功率检测器6；
微电网包括若干台风力发电机4，在每台风力发电机的电源输出端分别设有能检测其输出功率的分二号功率检测器26，每台风力发电机还分别设有一个吹风风力大小可调节的智能引风装置19，智能引风装置的后端固定在风力发电机的机架8上，智能引风装置的出风口正对着对应的风力发电机的风机叶片9布置；
母电压检测传感器、一号功率检测器、二号功率检测器和智能引风装置的控制端分别与电网电能质量监控平台相连接。
在风力发电机的周围间隔固定设置有若干个风速传感器，每个风速传感器分别与电网电能质量监控平台相连接；
在风力发电机的机架包括下端能固定在地面上的下机架和下端水平转动连接在下机架上的上机架，风力发电机固定设置在上机架的上，引风装置也固定在上机架上。
所述智能引风装置包括主引风管22，主引风管的后端出风口30正对着风力发电机的风机叶片布置；在主引风管的前端进风口29设有呈喇叭状的聚风罩24，在聚风罩的喇叭口朝外布置，聚风罩的顶端口对接连接在主引风管的进风口上；在聚风罩上设有若干个开口与聚风罩的喇叭口边沿平行的罩壁孔18，在每个罩壁孔上分别设有能关闭对应罩壁孔的孔门16，每个孔门均由一台独立的气缸15驱动控制其开闭；每台气缸的分别与电网电能质量监控平台相连接。
在每个罩壁孔处的聚风罩外壁上设有滑槽25，滑槽的外口边沿设有防脱挡边17，孔门滑动设置在滑槽内，气缸的缸座固定设置在滑槽的下端，气缸的伸缩杆固定连接在孔门上。气缸推动孔门在滑槽内滑动来实现孔门对罩壁孔的开闭。
在主引风管内设有管内风力检测区21，在管内风力检测区内分别间隔设有水平面风力检测装置和竖直面风力检测装置；
水平面风力检测装置包括一号细绳13、一号拉力传感器14和一号摄像头23；
竖直面风力检测装置包括二号细绳10、二号拉力传感器28和二号摄像头12；
一号拉力传感器固定在主引风管的左内管壁上，一号细绳的两端分别固定在主引风管的右内管壁上和一号拉力传感器的拉力检测端上，一号摄像头固定设在主引风管的上内管壁上；
二号拉力传感器固定在主引风管的上内管壁上，二号细绳的两端分别固定在主引风管的下内管壁上和二号拉力传感器的拉力检测端上，二号摄像头固定设在主引风管的左内管壁上；
一号拉力传感器、二号拉力传感器、一号摄像头和二号摄像头分别与电网电能质量监控平台相连接。
在电网电能质量监控平台上设有与电网电能质量监控平台相连接的图像处理模块31。图像处理模块易于对摄像头拍摄到的图像进行处理。
在一号拉力传感器、二号拉力传感器、一号摄像头和二号摄像头处的主引风管内壁上都分别设有凹槽11，一号拉力传感器、二号拉力传感器、一号摄像头和二号摄像头都分别设置在对应的凹槽内。凹槽减小风对一号拉力传感器、二号拉力传感器、一号摄像头和二号摄像头的破坏。
在位于管内风力检测区处的主引风管的下内管壁上均布设有若干个下标记点20；在位于管内风力检测区处的主引风管的右内管壁上均布设有若干个右标记点。标记点在用户看摄像头怕是的图时，可根据细绳遮挡标记点位置即可判断出此时主引风管内风的大致均匀度。也方便图像处理模块对细绳图像的处理。
一种适用于电网电源接入点电能质量评估系统的评估控制方法，电网电源接入点电能质量评估控制方法的实现过程如下：
在电网电能质量监控平台的控制下，由一号功率检测器实时对配电网母线上的电压进行监测，并同时由母电压检测传感器实时对配电网母线上所接负荷的有功功率进行监测；
由于分布式布置的风力发电机在并网后，配电网的线路损耗降低，从微电网到配电网之间的电压降落减小，从而就抬高了配电网母线上的电压，配电网母线上的电压抬高的程度与分布式风力发电机输出电源的接入位置以及接入容量线性相关；
当风力发电机输出的电源容量与母线上所接负荷1所需的电量不相等时，让智能引风装置对吹风风力进行大小调节；
先通过对风力发电机的吹风风力的控制来对风力发电机输出的电源容量的大小进行控制；
然后风力发电机输出的电源容量的大小就能自然对配电网母线上的有功功率大小进行控制；
由于智能引风装置对吹风风力大小的调节是能够平滑进行的，因此通过智能引风装置也就能够对配电网母线上的有功功率进行平滑度控制和稳定性控制。
通过气缸就能控制孔门的开闭，孔门开闭的大小和开启的孔门的个数就能够很好的对从聚风罩进入到主引风管内的风的大小。
通过摄像头对对应的细绳进行拍摄，并对图像进行处理后即可知道此时分的大小。如果风力大，拉力传感器检测到的压力就大，如果风力小拉力传感器检测到的拉力就小。并且此时通过摄像头拍摄对应细绳的弯曲状态，即可知道此时在主引风管内风的均匀度；参见图6所示，如果细绳的弯曲度不对称则说明此时主引风管内风不均匀，参见图5所示，如果细绳的弯曲度对称则说明此时主引风管内风均匀；
不均匀的风吹到风机叶片上会让叶片产生不平衡的抖动。叶片抖动会影响风机损坏，进而导致风机输出有功功率出现不易控制。
由于分布式布置的风力发电机在并网后，配电网的线路损耗降低，从微电网到配电网之间的电压降落减小，从而就抬高了配电网母线上的电压，配电网母线上的电压抬高的程度与分布式风力发电机输出电源的接入位置以及接入容量线性相关；
当风力发电机输出的电源容量大于母线上所需的负荷时，风力发电机电源会向配电网反向输送功率，这时由智能引风装置将吹风风力进行调小，让风力发电机输出的电源容量等于母线上所接负荷所需的电量；
当风力发电机输出的电源容量小于母线上所需的负荷时，分布式电源并网点母线和输电线路部分节点电压将会下降，，这时由智能引风装置将吹风风力进行调大，让风力发电机输出的电源容量等于母线上所接负荷所需的电量。

Claims (3)

1.电网电源接入点电能质量评估系统，包括配电网、微电网和电网电能质量监控平台，其特征在于，在配电网的母线上分别设有能检测母线电压的母电压检测传感器和能检测母线上功率大小的一号功率检测器；
微电网包括若干台风力发电机，在每台风力发电机的电源输出端分别设有能检测其输出功率的分二号功率检测器，每台风力发电机还分别设有一个吹风风力大小可调节的智能引风装置，智能引风装置的后端固定在风力发电机的机架上，智能引风装置的出风口正对着对应的风力发电机的风机叶片布置；
母电压检测传感器、一号功率检测器、二号功率检测器和智能引风装置的控制端分别与电网电能质量监控平台相连接；
在风力发电机的周围间隔固定设置有若干个风速传感器，每个风速传感器分别与电网电能质量监控平台相连接；
在风力发电机的机架包括下端能固定在地面上的下机架和下端水平转动连接在下机架上的上机架，风力发电机固定设置在上机架的上，引风装置也固定在上机架上。
2.根据权利要求1所述的电网电源接入点电能质量评估系统，其特征在于，所述智能引风装置包括主引风管，主引风管的后端出风口正对着风力发电机的风机叶片布置；在主引风管的前端进风口设有呈喇叭状的聚风罩，在聚风罩的喇叭口朝外布置，聚风罩的顶端口对接连接在主引风管的进风口上；在聚风罩上设有若干个开口与聚风罩的喇叭口边沿平行的罩壁孔，在每个罩壁孔上分别设有能关闭对应罩壁孔的孔门，每个孔门均由一台独立的气缸驱动控制其开闭；每台气缸的分别与电网电能质量监控平台相连接。
3.一种适用于权利要求1所述的电网电源接入点电能质量评估系统的评估控制方法，其特征在于，电网电源接入点电能质量评估控制方法的实现过程如下：
在电网电能质量监控平台的控制下，由一号功率检测器实时对配电网母线上的电压进行监测，并同时由母电压检测传感器实时对配电网母线上所接负荷的有功功率进行监测；
由于分布式布置的风力发电机在并网后，配电网的线路损耗降低，从微电网到配电网之间的电压降落减小，从而就抬高了配电网母线上的电压，配电网母线上的电压抬高的程度与分布式风力发电机输出电源的接入位置以及接入容量线性相关；
当风力发电机输出的电源容量与母线上所接负荷所需的电量不相等时，让智能引风装置对吹风风力进行大小调节；
先通过对风力发电机的吹风风力的控制来对风力发电机输出的电源容量的大小进行控制；
然后风力发电机输出的电源容量的大小就能自然对配电网母线上的有功功率大小进行控制；
由于智能引风装置对吹风风力大小的调节是能够平滑进行的，因此通过智能引风装置也就能够对配电网母线上的有功功率进行平滑度控制和稳定性控制。
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