CN201541055U - 基于plc的中小型风光互补发电系统的配电柜 - Google Patents
基于plc的中小型风光互补发电系统的配电柜 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于PLC的中小型风光互补发电系统的配电柜,包括PLC、交流母线、直流母线、多个用于控制交流支路与交流母线连接的开关组合、多个用于控制直流支路与直流母线连接的直流断路器;用于检测各交流支路上电参数的交流电表、用于检测各直流支路电参数的直流电表、并网控制模块以及触摸屏;每个开关组合包括与交流母线连接的接触器、与接触器并联的固态继电器、与接触器连接的交流断路器;PLC通过Modbus协议与交流电表和直流电表通信;PLC与并网控制模块相连,并网控制模块通过继电器控制接触器,并网控制模块与固态继电器的控制端相连,PLC与触摸屏相连。本实用新型适用于组建中小型风光互补发电系统。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源的开发与利用领域,主要涉及风力发电、太阳能发电的并网以及配电管理,具体是基于PLC的中小型风光互补发电系统的配电柜。
背景技术
风能和太阳能作为清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。我国自2006年1月1日实施《可再生能源法》法后,各地也都在大力开发利用可再生能源,特别是风能和太阳能。目前这些可再生能源的开发利用主要有两种形式:一种是大功率的直接并网发电(如600kW以上的风力发电和100kW以上的太阳能发电),它不涉及到负荷;另一种是小型或微型的独立发电系统(如500W或以下的风光互补路灯、景观照明等),它一般给单独的电器供电。如今市场上的民用风光互补发电系统可提供的功率范围在200W-20kW,通常独立运行,可用于偏远地区居民的供电问题,解决农村公共设施照明和用电问题等,由于一般配套一台风机和光伏发电装置,结构简单。在中小型风光互补发电系统中,如果配套多台风机、光伏发电装置、负载、辅助源等,需要对能量进行分配管理,各电源的投入切除控制和电参数的监控等操作,但现有的配电柜不适用于管理控制中小型风光互补发电系统。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足提供一种用于能量分配管理、电源投入切出控制、电参数监控、操作方便的基于PLC的中小型风光互补发电系统的配电柜。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
一种中小型风光互补发电系统的配电柜,其特征在于包括PLC、交流母线、直流母线、多个用于控制交流支路与交流母线连接的开关组合、多个用于控制直流支路与直流母线连接的直流断路器;用于检测各交流支路上电参数的交流电表、用于检测各直流支路电参数的直流电表、并网控制模块以及触摸屏;每个开关组合包括与交流母线连接的接触器、与接触器并联的固态继电器、与接触器连接的交流断路器;PLC通过Modbus协议与交流电表和直流电表通信;PLC与并网控制模块相连,并网控制模块通过继电器控制接触器,并网控制模块与固态继电器的控制端相连,PLC与触摸屏相连。
进一步的,还包括与PLC相连的RS485/TCP转换器。
进一步的,还包括用于指示接触器闭合状态的指示灯。
进一步的,还包括与PLC相连的按钮。
与现有技术相比,本实用新型具有如下优点:
本实用新型将各交流源和直流源连接到相应交流母线或直流母线上,集中监测电流、电压、交流频率和功率等电参数,集中装配在配电柜里,方便管理;有良好的人机界面,所述的触摸屏能够直接读取和改写PLC中的寄存器数据,并以图形或数字形式直观的显示出来;并网时采用固态继电器与接触器并联,实现软并网;分手动控制和自动控制模式,同时PLC可通过RS485/TCP转换器连到局域网中,由计算机远程读出数据,进行负载预测、能量预测、历史数据报表等进一步的能力管理系统;可以根据负载的变化,有效地进行能量分配管理控制。
附图说明
图1是本实用新型配电柜的结构示意图。
图2是开关组合的结构示意图。
图中示出,1:开关组合,2:电流互感器,3:交流母线,4:直流母线,5:直流断路器,11:接触器,12:固态继电器,13:交流断路器。
具体实施方式
如图1所示,A1、A2、……、An代表交流支路的连接端口,n一般取4~6,本实施例中,n取4。A1外接市电,A2接无刷双馈发电系统,A3、A4接交流负载。D1、D2、……、Dn代表直流支路的连接端口,n一般取4~6,本实施例中,n取5。D1接光伏发电装置系统,D2接永磁同步发电系统,D3、D4和D5接蓄电池组及其充放电控制器。其中无刷双馈发电机功率20kW,光伏发电装置功率10kW,永磁同步发电机功率12kW,蓄电池组容量为12V150Ah×27,负载为照明、供热等。本实施案例中直流母线通过逆变器与交流母线相连。外接的发电系统都有自己的控制器,采用Modbus协议与配电柜中的PLC交换数据。
外接交流电源或交流负载通过开关组合1连到交流母线3。开关组合1如图2所示,交流断路器13上端外接交流电源或负载,下端与接触器11相连,接触器11与固态继电器13并联。而外接的直流源通过直流断路器5与直流母线4相连。如图1所示,a1、a2、……、an为交流支路上的电压信号采集点,分别连到相应的交流电表上,交流电表还通过设置于开关组合1与交流母线3之间的电流互感器2来测量电参数。d1、d2、……、dn为直流支路上的电压、电流信号采集点,分别连到相应的直流电表上。交流电表为多功能智能交流电表,可测量的电参数包括电流、电压、频率、有功功率、无功功率和视在功率。直流电表为多功能智能直流电表,可测量的电参数包括电流和电压。PLC通过Modbus读取交流电表和直流电表各自测得的电参数。然后PLC通过RS232与触摸屏通信,触摸屏将相应数据显示。配电柜可通过RS485/TCP转换器连到局域网中,远程计算机可读取PLC中数据,负载预测、能量预测、历史数据报表等进一步的能力管理系统。
配电柜控制分成手动控制和自动控制两种模式。手动控制模式下,控制指令通过按钮或触摸屏向PLC手动输入命令,例如输入市电合闸命令,PLC将此命令传给并网控制模块,并网控制模块检测a1和交流母线上的电压信号,判断两者电压的频率、幅值和相位是否一致,如果一致并网控制模块控制相应的固态继电器和继电器闭合,继电器再控制接触器闭合,使市电连到交流母线上。如果输入市电分闸指令到PLC,同样PLC将此命令传给并网控制模块,并网控制模块直接控制相应的固态继电器和继电器断开,继电器再控制接触器断开,由于固态继电器与接触器并联,可以实现软切换。而指示灯与接触器的辅助触头串联在二次线路中,可以显示相应交流支路的合闸状态,并且该状态可反馈到PLC,再在触摸屏上显示。而自动控制模式下,PLC通过能量管理控制程序自动对蓄电池充放电管理,电源切换等工作。
Claims (4)
1.一种基于PLC的中小型风光互补发电系统的配电柜,其特征在于包括PLC、交流母线、直流母线、多个用于控制交流支路与交流母线连接的开关组合、多个用于控制直流支路与直流母线连接的直流断路器;用于检测各交流支路上电参数的交流电表、用于检测各直流支路电参数的直流电表、并网控制模块以及触摸屏;每个开关组合包括与交流母线连接的接触器、与接触器并联的固态继电器、与接触器连接的交流断路器;PLC通过Modbus协议与交流电表和直流电表通信;PLC与并网控制模块相连,并网控制模块通过继电器控制接触器,并网控制模块与固态继电器的控制端相连,PLC与触摸屏相连。
2.根据权利要求1所述的配电柜,其特征在于还包括与PLC相连的RS485/TCP转换器。
3.根据权利要求1所述的配电柜,其特征在于还包括用于指示接触器闭合状态的指示灯。
4.根据权利要求1所述的配电柜,其特征在于还包括与PLC相连的按钮。
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CN2009202696623U CN201541055U (zh) | 2009-10-31 | 2009-10-31 | 基于plc的中小型风光互补发电系统的配电柜 |
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CN2009202696623U CN201541055U (zh) | 2009-10-31 | 2009-10-31 | 基于plc的中小型风光互补发电系统的配电柜 |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101741022B (zh) * | 2009-10-31 | 2011-11-02 | 华南理工大学 | 基于plc的中小型风光互补发电系统的配电柜 |
CN102545087A (zh) * | 2012-01-12 | 2012-07-04 | 天津市电力公司 | 微网系统专用多功能配电柜 |
CN104981955A (zh) * | 2013-02-19 | 2015-10-14 | 索兰托半导体公司 | 自形成微电网 |
CN109398272A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-01 | 北京北电科林电子有限公司 | 净水车车内电源分配装置 |
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2009
- 2009-10-31 CN CN2009202696623U patent/CN201541055U/zh not_active Expired - Lifetime
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
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