CN203502759U

CN203502759U - 微电网中央控制器

Info

Publication number: CN203502759U
Application number: CN201320596957.8U
Authority: CN
Inventors: 杜宏; 刘贵程; 孔启翔; 刘世民
Original assignee: Bbht-Beijing Baidian Micro Grind Technology Co Ltd
Current assignee: Bbht-Beijing Baidian Micro Grind Technology Co Ltd
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2023-09-26

Abstract

本实用新型涉及一种微电网中央控制器，包括中央处理器以及与其通信连接的开入模块、开出模块、模拟量采集模块、存储器和通讯模块，中央处理器用于控制各部分间协同工作，根据来自开入模块、模拟量采集模块和通讯模块的信息、按照预设规则计算和逻辑判断得出控制指令并向通讯模块和/或开出模块输出，开出模块用于输出控制PCC开关以及微电网负载投切开关分合闸的指令信号；通讯模块用于向微电网内电源系统、储能系统和保护装置输出控制信息和接收微电网内电源系统、储能系统和保护装置上报的状态信息。本实用新型可根据微电网配置、电网交直流参数、受控设备类型、状态，保证电网平衡情况下自动进行开关投切以及对发电设备、储能设备的控制。

Description

微电网中央控制器

技术领域

本实用新型属于微电网运行控制技术领域，具体涉及一种能对微电网内各设备进行集中控制的控制器。

背景技术

微电网可化解当前新能源使用难题，是推广新能源、节能降耗、降低碳排放量的重要高新技术领域，被形象地称之为打开新能源应用的“金钥匙”。

现在市面上的微电网控制技术，大部分都是毫秒级别的能量平衡控制或频率跟踪控制，缺少能对负载设备、储能设备、发电设备、PCC开关等各种设备进行统一控制的技术。

实用新型内容

为了弥补现有技术的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种微电网中央控制器，能对负载设备、储能设备、发电设备、PCC开关等各种设备进行统一的协调控制。

本实用新型的技术方案是：

一种微电网中央控制器，包括：

开入模块，用于接收微电网与大电网之间PCC开关的分合闸状态信号以及微电网负载投切开关的分合闸状态信号；

开出模块，用于输出控制所述PCC开关以及微电网负载投切开关分合闸的指令信号；

模拟量采集模块，用于采集大电网上微电网接入点的模拟电参量以及微电网内电源系统、储能系统和负载的模拟电参量，并将所采集到的模拟量转换成可参与计算和逻辑判断的数字量并输出；

通讯模块，用于向微电网内电源系统、储能系统和保护装置输出控制信息和接收微电网内电源系统、储能系统和保护装置上报的状态信息；

存储器，用于存储控制程序、PCC开关以及微电网负载投切开关的分合闸状态信息、大电网上微电网接入点的模拟电参量信息以及微电网内电源系统、储能系统和负载的模拟电参量信息；

中央处理器，与所述开入模块、开出模块、模拟量采集模块、存储器和通讯模块通信连接，用于控制与其连接的各模块之间协同工作，根据来自所述开入模块、模拟量采集模块和通讯模块的信息、按照预设规则计算和逻辑判断得出控制指令并向所述通讯模块和/或开出模块输出。

所述微电网中央控制器还可以包括显示模块，所述显示模块与所述中央处理器通信连接，用于接收来自中央处理器的供显示用信息并输出显示。

所述微电网中央控制器还可以包括输入模块，所述输入模块与所述中央处理器通信连接，用于接收来自用户的按键输入并将相应按键对应的键值传递给所述中央处理器。

所述微电网中央控制器还可以包括时钟模块，所述时钟模块与所述中央处理器双向通信连接，用于为所述中央处理器提供时间基准。

所述微电网中央控制器还可以包括电源模块，与所述中央处理器、开入模块、开出模块、模拟量采集模块、通讯模块、存储器、显示模块、输入模块和时钟模块电连接，用于为这些模块供电。

所述电源模块中设有电压变换子模块，用于将输入所述电源模块的电源电压变换成接受其供电的各模块各自所需的工作电压。

所述显示模块可以包括显示屏和/或指示灯。

所述通讯模块优选为适用于PTN网络的通讯用模块。

对于前述任意一种所述微电网中央控制器，还可以包括上位机，所述上位机通过所述通讯模块与所述中央控制器通讯连接。

所述通讯模块和/或上位机优选设有用于接收大电网调度决策信息的调度控制通讯接口。

本实用新型的有益效果为：通过设置可向微电网内电源系统、储能系统和保护装置输出控制信息的通讯模块，以及可输出用于控制PCC开关和负载投切开关分合闸的指令信号的开出模块，所述微电网中央控制器实现了对负载设备、储能设备、发电设备、PCC开关等各种设备进行统一的协调控制，适应了微电网内部多向、多路径能量流动与传输要求。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种微电网中央控制器，其一个实施例如图1所示，包括：

1、开入模块，用于接收微电网与大电网之间PCC开关的分合闸状态信号以及微电网负载投切开关的分合闸状态信号；所述开入模块可以包括分别用于连接开关分合闸位置检测装置和手动分合闸指令输入装置的信号输入子模块。无论是自动还是手动控制的相应开关，通过开入模块，中央控制器都可以及时掌握PCC开关以及微电网负载投切开关的状态，从而了解微电网现处于并网还是孤网状态，某负载现在是否接入微电网并从微电网获得供电。

2、开出模块，用于输出控制所述PCC开关以及微电网负载投切开关分合闸的指令信号；通过开出模块，中央控制器可以控制PCC开关的闭合和断开，以使微电网切换到并网或孤网运行模式，可以控制微电网内某负载投入或断开，以增加或减轻微电网负载。

3、模拟量采集模块，用于采集大电网上微电网接入点的模拟电参量以及微电网内电源系统（如光伏系统）、储能系统和负载的模拟电参量，并将所采集到的模拟量转换成可参与计算和逻辑判断的数字量并输出给中央处理器；

4、通讯模块，用于向微电网内电源系统、储能系统和保护装置输出控制信息和接收微电网内电源系统、储能系统和保护装置上报的状态信息；其中，输出控制信息可以是改变电源系统的出力、改变储能系统的充放电电压、要求保护装置动作对相应线路进行保护等。

5、存储器，用于存储控制程序，PCC开关以及微电网负载投切开关的分合闸状态信息，大电网上微电网接入点的模拟电参量信息，微电网内电源系统、储能系统和负载的模拟电参量信息，以及用户输入信息；

6、中央处理器，与所述开入模块、开出模块、模拟量采集模块、存储器和通讯模块通信连接，用于控制与其连接的各模块之间协同工作，根据来自所述开入模块、模拟量采集模块和通讯模块的信息、按照预设规则计算和逻辑判断得出带控制参数的控制指令并向所述通讯模块和/或开出模块输出；

7、显示模块，所述显示模块与所述中央处理器通信连接，用于接收来自中央处理器的供显示用信息并输出显示；所述显示模块可以是显示屏和/或指示灯，采用显示屏可以显示更多的信息，并通过更丰富的界面内容给用户更好的人机交互体验。

8、输入模块，所述输入模块与所述中央处理器通信连接，用于接收来自用户的按键输入并将相应按键对应的键值传递给所述中央处理器；

9、时钟模块，所述时钟模块与所述中央处理器双向通信连接，用于为所述中央处理器提供时间基准；

10、电源模块，与所述中央处理器、开入模块、开出模块、模拟量采集模块、通讯模块、存储器、显示模块、输入模块和时钟模块电连接，用于为中央控制器的各个组成部分供电。所述电源模块中设有电压变换子模块，用于将输入所述电源模块的电源电压变换成接受其供电的各组成部分各自所需的工作电压。

所述通讯模块优选为适用于PTN网络的通讯用模块。利用PTN通信技术适于远距离、大容量以及具有传输保护能力的特点，保证中央控制器的较强的数据传输能力和较好的传输质量，使微电网通信更可靠，实时性更强。另外，PTN通信业务传输接入的灵活性能够更好地适应中央控制器的控制对象分散、多种类、多数量要求。

所述微电网中央控制器还可以包括上位机，所述上位机通过所述通讯模块与所述中央控制器通讯连接。上位机可以是通用计算机、工控机或其他专用的具有计算能力的监控设备，主要可供管理人员监管微电网的整体运行情况。

所述通讯模块和/或上位机优选设有调度控制通讯接口，用于接收大电网调度决策信息。所述中央控制器根据接收到的大电网调度决策信息对本控制器的控制参数、控制指令、控制策略等进行调整，或直接将大电网调度决策信息转给下一级控制器，如微电网内电源系统、储能系统、负载和保护装置等的相应本地控制器。中央控制器可以通过所述调度控制通讯接口上报需要上一级控制器知晓的信息。

所述微电网中央控制器可以实现以下控制：

（1）负载自动控制：自动控制负载投、切，根据电网使用情况和用户定值设置，进行自动的1、2、3级负载投、切。

（2）母线功率自动平衡：根据发电功率、储能发出功率、负载消耗功率和母线进线功率的数值，调整发电功率、储能发出功率、负载投切来自动平衡母线功率。

（3）维持电网经济运行：根据用电-负载曲线和峰谷电价设定，自动的控制孤网侧和并网侧的交换功率。在电价顶峰减少对并网侧的功率消耗，在电价低谷，进行耗电量大的动作。

（4）自动模式控制：根据用户命令进行并网启动、孤网启动、并转孤、孤转并的流程控制。

（5）储能系统保护：根据储能系统荷电状态，进行自动充放电控制，并且可以避免对电池系统的过充和过放。

本实用新型可以根据微电网的配置，根据电网交流、直流各种参数，根据受控设备类型、状态，利用综合逻辑判定，保证电网平衡情况下，自动进行开关投切、发电设备（光伏、风机、发电机等）、储能设备（铅酸电池、锂电池等）的控制。其采用先进的ARM高速芯片控制，处理速度快、逻辑运算准确。使用模糊逻辑算法，进行微电网整体功率平衡控制和削峰填谷控制，是微电网整体中央控制理念的完整体现，主要实现以下功能：

（1）调节微电网功率动态平衡；（2）对储能系统进行保护；（3）对分布式发电系统进行控制；（4）根据用户配置进行削峰填谷。

本实用新型集微处理机技术、现代网络通讯技术和新型制造技术于一体，属于一种新型智能控制设备，应用于微电网的中央控制自动转换孤网/并网模式，提高微电网和大电网的供电可靠性，解决了微电网并网、孤网运行方式的不同以及微电网与储能设备的协调控制的关键问题。

Claims

1.一种微电网中央控制器，其特征在于包括：

中央处理器，与所述开入模块、开出模块、模拟量采集模块和通讯模块通信连接，用于控制与其连接的各模块之间协同工作，根据来自所述开入模块、模拟量采集模块和通讯模块的信息、按照预设规则计算和逻辑判断得出控制指令并向所述通讯模块和/或开出模块输出。

2.如权利要求1所述的微电网中央控制器，其特征在于还包括显示模块，与所述中央处理器通信连接，用于接收来自中央处理器的供显示用信息并输出显示。

3.如权利要求2所述的微电网中央控制器，其特征在于还包括输入模块，与所述中央处理器通信连接，用于接收来自用户的按键输入并将相应按键对应的键值传递给所述中央处理器。

4.如权利要求3所述的微电网中央控制器，其特征在于还包括时钟模块，与所述中央处理器双向通信连接，用于为所述中央处理器提供时间基准。

5.如权利要求4所述的微电网中央控制器，其特征在于还包括电源模块，与所述中央处理器、开入模块、开出模块、模拟量采集模块、通讯模块、存储器、显示模块、输入模块和时钟模块电连接，用于为这些模块供电。

6.如权利要求5所述的微电网中央控制器，其特征在于所述电源模块中设有电压变换子模块，用于将输入所述电源模块的电源电压变换成接受其供电的各模块各自所需的工作电压。

7.如权利要求6所述的微电网中央控制器，其特征在于所述显示模块包括显示屏和/或指示灯。

8.如权利要求7所述的微电网中央控制器，其特征在于所述通讯模块为适用于PTN网络的通讯用模块。

9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的微电网中央控制器，其特征在于还包括上位机，所述上位机通过所述通讯模块与所述中央控制器通讯连接。

10.如权利要求9所述的微电网中央控制器，其特征在于所述通讯模块和/或上位机设有用于接收大电网调度决策信息的调度控制通讯接口。