CN205178522U - 一种电网负荷快速平衡调节系统 - Google Patents
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Abstract
一种电网负荷快速平衡调节系统，包括局部电网和配电单元，还包括用电信息采集单元、控制单元、双向AC/DC变换单元、快速电能存储单元和干式负载。其中，双向AC/DC变换单元能够根据需要快速切换电能的流向，快速电能存储单元能够快速吞吐电能，干式负载能够补充快速电能存储单元有限的容量，降低成本。利用本系统能够在局部电网输出功率瞬间变化时将多余电能快速传输到快速电能存储单元和干式负载中进行缓冲或快速将存储在快速电能存储单元中的电能瞬间释放，从而实现稳定局部电网输出功率和工作状态的目的，保障局部电网及电力用户设备的安全运行，且具有节能、高效、环保、可靠的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于电网负荷调节系统技术领域，涉及到一种电网负荷快速平衡调节系统。
背景技术
对于一些用电量较大的生产企业、具有大容量用电设备的重型工业企业，如钻油平台、炼油厂、水泥厂等等，当突然接入或甩掉大容量负荷时，会引起局部电网电压、频率等参数发生较大变化，使电能质量下降，甚至引起跳闸的情况，在某些生产企业中，这种情况会经常发生，严重影响工厂的正常生产及用电安全，现有电网负荷调节方案的自动化程度低、响应速度慢，不能实现负荷调节响应速度和电网容量之间的有效平衡。
发明内容
本实用新型为了克服现有技术的缺陷，设计了一种电网负荷快速平衡调节系统，能够在局部电网输出功率瞬间变化时将多余电能快速传输到快速电能存储单元和干式负载中进行缓冲，或者是快速将存储在快速电能存储单元中的电能瞬间释放，从而实现稳定局部电网的输出功率和工作状态的目的，保障局部电网及电力用户设备的安全运行，具有节能、高效、环保、可靠的优点。
本实用新型所采取的具体技术方案是：一种电网负荷快速平衡调节系统，包括局部电网和配电单元，局部电网的输出端与配电单元的输入端连接，配电单元的输出端与电力用户的输入端连接，关键是：所述的调节系统还包括用电信息采集单元、控制单元、双向AC/DC变换单元、快速电能存储单元和干式负载，用电信息采集单元的输入端与局部电网的输出端连接，用电信息采集单元的输出端同时与配电单元的输入端和控制单元的输入端连接，配电单元的输出端与干式负载的输入端连接，双向AC/DC变换单元的信号端与控制单元连接，双向AC/DC变换单元的交流侧与配电单元连接，双向AC/DC变换单元的直流侧与快速电能存储单元连接。
所述的局部电网包括自建发电站或经过变压器由大电网引入的电网。
所述的用电信息采集单元包括电量传感器、信号调理与转换电路、通信接口，电量传感器的输入端与局部电网连接，电量传感器的输出端与信号调理与转换电路的输入端连接，信号调理与转换电路的输出端与通信接口的输入端连接，通信接口的输出端与控制单元的输入端连接。
所述的控制单元中设置有核心计算和处理单元，核心计算和处理单元为高速数字微处理器。
所述的双向AC/DC变换单元包括主电路，主电路中设置有IGBT功率开关管。
所述的快速电能存储单元中设置有存储装置，存储装置为大容量超级电容或高性能蓄电池。
所述的干式负载由电阻耗能部分和控制部分组成，控制部分与控制单元连接，电阻耗能部分与控制部分连接。
本实用新型的有益效果是：将干式负载与快速电能存储单元相结合，实现负荷调节响应速度和局部电网容量之间的有效平衡，在发生较大的负荷功率变化时利用快速电能存储单元和干式负载作为缓冲设备，快速调节局部电网的负荷状态，从而减轻负荷功率波动对局部电网的影响。本系统可以在稳定局部电网、提高用电安全性的同时，通过提高电能质量实现节能效果，有效降低成本。本实用新型具有响应速度快、灵活性好、实用性高、节能效果好等特点，能够克服现有电网负荷调节方案的自动化程度低、响应速度慢的问题，可以有效提高局部电网内负荷调节系统的集成化程度，为局部电网的设计者和使用者提供一种高效、智能的解决方案。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型的流程图。
附图中，1代表局部电网，2代表用电信息采集单元，3代表配电单元，4代表控制单元，5代表双向AC/DC变换单元，6代表快速电能存储单元，7代表干式负载，8代表电力用户。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做详细说明：
具体实施例，如图1、图2所示，一种电网负荷快速平衡调节系统，包括局部电网1和配电单元3，局部电网1的输出端与配电单元3的输入端连接，配电单元3的输出端与电力用户8的输入端连接，调节系统还包括用电信息采集单元2、控制单元4、双向AC/DC变换单元5、快速电能存储单元6和干式负载7，用电信息采集单元2的输入端与局部电网1的输出端连接，用电信息采集单元2的输出端同时与配电单元3的输入端和控制单元4的输入端连接，配电单元3的输出端与干式负载7的输入端连接，双向AC/DC变换单元5的信号端与控制单元4连接，双向AC/DC变换单元5的交流侧与配电单元3连接，双向AC/DC变换单元5的直流侧与快速电能存储单元6连接。
局部电网1包括自建发电站或经过变压器由大电网引入的电网，为电力用户8负荷提供电能，其中，自建发电站是通过汽轮机、柴油机或燃气机带动发电机发出电能。
配电单元3用于将局部电网1分配输出的电能依据一定的电气规范连接到双向AC/DC变换单元5、电力用户8及干式负载7。
用电信息采集单元2包括电量传感器、信号调理与转换电路、通信接口，电量传感器的输入端与局部电网1连接，用于实时采集局部电网1的电压、电流、输出功率、频率等电量信息，电量传感器的输出端与信号调理与转换电路的输入端连接，信号调理与转换电路的输出端与通信接口的输入端连接，通信接口的输出端与控制单元4的输入端连接，电量信息通过信号调理与转换电路转换为数字信号，并经通信接口将电量信息发送至控制单元4。
控制单元4用于控制电能传输方向及电能分配，控制单元4中设置有核心计算和处理单元，核心计算和处理单元为高速数字微处理器TMS320F2000系列DSP或STM32系列ARM芯片，高速数字微处理器中包含有根据电网负荷快速平衡调节控制方法所编写的控制程序，且能够根据程序运行结果发出控制双向AC/DC变换单元5的电能传输方向及控制干式负载7的投切。
双向AC/DC变换单元5包括主电路，主电路中设置有IGBT功率开关管，其功率可达数千瓦至数百千瓦，双向AC/DC变换单元5用于在电网负荷快速平衡调节过程中进行交直流转换，它的电能传输方向可以由交流侧向直流侧传输，也可由直流侧向交流侧传输，开关管使电能传输方向的转换能够在很短时间内完成。
快速电能存储单元6用于快速吞吐所需电能，快速电能存储单元6中设置有存储装置，存储装置为大容量超级电容或高性能蓄电池，电容或蓄电池的容量根据用电负荷情况而定。
干式负载7用于快速吸收快速电能存储单元6饱和后多余的电能，干式负载7由电阻耗能部分和控制部分组成，控制部分与控制单元4连接，电阻耗能部分与控制部分连接，干式负载7的容量根据用户最大甩负荷功率及局部电网1的调节能力确定，电阻部分根据需要分成不同的功率档位，由控制部分根据控制单元4的命令，通过接触器控制投切，控制部分能够接收来自控制单元4的控制信号，并将工作状态实时反馈至控制单元4。
一种电网负荷快速平衡调节系统的控制方法，包括以下步骤：
A、信息采集：局部电网1在向外部电力用户8供电时，用电信息采集单元2实时采集局部电网1输出功率变化量△P，并将采集到的数据发送给控制单元4；
B、数据对比：控制单元4将接收到的|△P|与设定好的限值进行对比，当|△P|≥限值时，说明需要进行电网负荷快速平衡调节，则根据局部电网1输出功率变化量△P计算所需调节功率Ps＝|△P|，当|△P|＜限值时，说明不需要进行电网负荷快速平衡调节，再次进行步骤A采集数据；
C、判断电能的传输方向：当△P＞0时，控制单元4输出信号使双向AC/DC变换单元5处于交流变直流的方向且使其输入功率等于步骤B得到的Ps，控制单元4根据检测到的信息判断快速电能存储单元6是否饱和，没饱和时切换到快速电能存储单元6并进行步骤D，饱和时将计算干式负载7投入功率即剩余功率，投入干式负载7进行缓冲并进行步骤D，将局部电网1中的多余电能快速传输到快速电能存储单元6和干式负载7中进行缓冲；当△P＜0时，控制单元4输出信号使双向AC/DC变换单元5处于直流变交流的方向且使其输出功率等于步骤B得到的Ps并进行步骤D，用于补充外部电力用户8负荷突变时所需要的电能；
D、进行平衡调节：按规定的功率变化速率将功率Ps减小至零，完成电网负荷快速平衡调节过程，然后进行步骤A，其中，规定的功率变化速率与局部电网1的容量和技术要求有关。
本实用新型能够在局部电网1输出功率瞬间变化时将多余电能快速传输到快速电能存储单元6和干式负载7中进行缓冲，或者是快速将存储在快速电能存储单元6中的电能瞬间释放，从而实现稳定局部电网1的输出功率和工作状态的目的，保障局部电网1及电力用户8设备的安全运行，具有节能、高效、环保、可靠的优点。
Claims (7)
1.一种电网负荷快速平衡调节系统，包括局部电网(1)和配电单元(3)，局部电网(1)的输出端与配电单元(3)的输入端连接，配电单元(3)的输出端与电力用户(8)的输入端连接，其特征在于：所述的调节系统还包括用电信息采集单元(2)、控制单元(4)、双向AC/DC变换单元(5)、快速电能存储单元(6)和干式负载(7)，用电信息采集单元(2)的输入端与局部电网(1)的输出端连接，用电信息采集单元(2)的输出端同时与配电单元(3)的输入端和控制单元(4)的输入端连接，配电单元(3)的输出端与干式负载(7)的输入端连接，双向AC/DC变换单元(5)的信号端与控制单元(4)连接，双向AC/DC变换单元(5)的交流侧与配电单元(3)连接，双向AC/DC变换单元(5)的直流侧与快速电能存储单元(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种电网负荷快速平衡调节系统，其特征在于：所述的局部电网(1)包括自建发电站或经过变压器由大电网引入的电网。
3.根据权利要求1所述的一种电网负荷快速平衡调节系统，其特征在于：所述的用电信息采集单元(2)包括电量传感器、信号调理与转换电路、通信接口，电量传感器的输入端与局部电网(1)连接，电量传感器的输出端与信号调理与转换电路的输入端连接，信号调理与转换电路的输出端与通信接口的输入端连接，通信接口的输出端与控制单元(4)的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种电网负荷快速平衡调节系统，其特征在于：所述的控制单元(4)中设置有核心计算和处理单元，核心计算和处理单元为高速数字微处理器。
5.根据权利要求1所述的一种电网负荷快速平衡调节系统，其特征在于：所述的双向AC/DC变换单元(5)包括主电路，主电路中设置有IGBT功率开关管。
6.根据权利要求1所述的一种电网负荷快速平衡调节系统，其特征在于：所述的快速电能存储单元(6)中设置有存储装置，存储装置为大容量超级电容或高性能蓄电池。
7.根据权利要求1所述的一种电网负荷快速平衡调节系统，其特征在于：所述的干式负载(7)由电阻耗能部分和控制部分组成，控制部分与控制单元(4)连接，电阻耗能部分与控制部分连接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201520974997.0U CN205178522U (zh) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | 一种电网负荷快速平衡调节系统 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105305474A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-02-03 | 河北凯翔电气科技股份有限公司 | 一种电网负荷快速平衡调节系统及其控制方法 |
| CN111523865A (zh) * | 2020-05-23 | 2020-08-11 | 国家电网有限公司 | 一种电力系统电力电量平衡辅助分析计算系统 |
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2015
- 2015-12-01 CN CN201520974997.0U patent/CN205178522U/zh active Active
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