CN211629878U - 一种交直流混合微电网的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种交直流混合微电网的控制系统。它包括本地控制器、中央控制器、网络交换机、规约转换器和仪表，本地控制器的输入端连接直流分布式电源的输出端、输出端连接直流分布式电源的输入端、数据/信号传输端连接中央控制器的数据/信号传输端，中央控制器的输入端连接交流分布式电源的输出端、输出端连接交流分布式电源的输入端、数据输出端连接网络交换机的输入端，网络交换机的输出端连接规约转换器的输入端，规约转换器的输出端连接仪表。本实用新型利用中央控制器和本地控制器分别控制交、直流部分分布式电源，避免交直流混合微电网的交流部分与直流部分产生冲突，实现交、直流部分的分布式电源的并网和协调控制。
Description
技术领域
本实用新型属于电网技术领域，具体涉及一种交直流混合微电网的控制系统。
背景技术
目前微电网主要以交流形式为主，其控制系统针对交流微电网构建。但随着电动汽车、储能电池等直流负荷的普及，直流负荷直接接入交流微电网需经过交-直转换环节，系统投资成本高且损耗增加。
交流微电网通过中央控制器控制分布式电源及交流负载，实现对各分布式电源的并网、协调控制和负荷的投切控制。对于直流部分的分布式电源及负载，采用中央控制器控制会与交流微电网部分分布式电源及负荷产生冲突，交直流微电网无法稳定运行。因此有必要开发交直流混合微电网的控制系统。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种交直流混合微电网的控制系统。
本实用新型采用的技术方案是：一种交直流混合微电网的控制系统，包括本地控制器、中央控制器、网络交换机、规约转换器和仪表，所述本地控制器的信号输入端连接直流分布式电源的输出端，本地控制器的信号输出端连接直流分布式电源的输入端，本地控制器的数据/ 信号传输端连接中央控制器的数据/信号传输端，所述中央控制器的信号输入端连接交流分布式电源的输出端，中央控制器的信号输出端连接交流分布式电源的输入端，中央控制器的数据输出端连接网络交换机的输入端，所述网络交换机的输出端连接外部SCADA系统和规约转换器的输入端，所述规约转换器的输出端连接仪表。
进一步地，所述中央控制器包括第一主控CPU模块、第一A/D 转换模块、第一模拟开关模块、第一地址译码模块、第一缓冲器模块、第一锁存器模块、通信CPU模块、第一电源管理模块和时钟模块，所述第一模拟开关模块和第一缓冲器模块的输入端分别连接交流分布式电源的两个输出端，所述第一模拟开关模块的输出端连接第一A/D转换模块的输入端，所述第一A/D转换模块的输出端连接第一主控CPU 模块的输入端，所述第一缓冲器模块的输出端连接第一地址译码模块的第一输入端，所述第一地址译码模块的第一输出端连接第一主控 CPU模块的输入端，所述第一主控CPU模块的输出端连接第一地址译码模块的第二输入端，第一地址译码模块的第二输出端连接第一锁存器模块的输入端，第一锁存器模块的输出端连接交流分布式电源的输入端，所述第一主控CPU模块和通信CPU模块的电源端分别连接第一电源管理模块，第一主控CPU模块的时钟端连接时钟模块一端，时钟模块另一端连接通信CPU模块一端，第一主控CPU模块的通讯端连接通信CPU模块一端，所述通信CPU模块另一端通过第一光纤 /以太网接口分别连接本地控制器和网络交换机。
进一步地，所述中央控制器还包括RS485/RS232接口和USB接口，所述通信CPU模块传输端分别连接RS485/RS232接口和USB接口。
进一步地，所述本地控制器包括第二主控CPU模块、第二A/D 转换模块、第二模拟开关模块、第二地址译码模块、第二缓冲器模块、第二锁存器模块和第二电源管理模块，所述第二模拟开关模块和第二缓冲器模块的输入端分别连接直流分布式电源的两个输出端，所述第二模拟开关模块的输出端连接第二A/D转换模块的输入端，所述第二 A/D转换模块的输出端连接第二主控CPU模块的输入端，所述第二缓冲器模块的输出端连接第二地址译码模块的第一输入端，所述第二地址译码模块的第一输出端连接第二主控CPU模块的输入端，所述第二主控CPU模块的输出端连接第二地址译码模块的第二输入端，第二地址译码模块的第二输出端连接第二锁存器模块的输入端，第二锁存器模块的输出端连接直流分布式电源的输入端，所述第二主控CPU模块的电源端连接第二电源管理模块，第二主控CPU模块的通讯端通过第二光纤/以太网接口连接中央控制器。
进一步地，所述网络交换机为千兆光纤以太网交换机。
进一步地，所述规约转换器为CSC-861D规约转换器。
进一步地，还包括环境监测仪，所述环境监测仪的输出端连接规约转换器的输入端。
更进一步地，所述环境监测仪为光伏环境监测仪。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型利用中央控制器和本地控制器分别控制交、直流部分分布式电源，避免交直流混合微电网的交流部分与直流部分产生冲突，实现交、直流部分的分布式电源的并网和协调控制。
附图说明
图1为本实用新型的原理示意图。
图2为本实用新型中央控制器的原理框图。
图3为本实用新型本地控制器的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
如图1所示，本实用新型提供一种交直流混合微电网的控制系统，包括本地控制器1、中央控制器2、网络交换机3、规约转换器5、仪表6和环境监测仪4，所述本地控制器1的信号输入端连接直流分布式电源7的输出端，本地控制器1的信号输出端连接直流分布式电源7的输入端，本地控制器1的数据/信号传输端连接中央控制器2的数据/信号传输端，所述中央控制器2的信号输入端连接交流分布式电源8的输出端，中央控制器2的信号输出端连接交流分布式电源8的输入端，中央控制器2的数据输出端连接网络交换机3的输入端，所述网络交换机3的输出端连接外部SCADA系统9和规约转换器5的输入端，所述规约转换器5的输出端连接仪表6，环境监测仪4的输出端连接规约转换器5的输入端。其中，网络交换机3为千兆光纤以太网交换机，选择的型号为RS5300-28X-SI-24S；规约转换器5为 CSC-861D规约转换器；仪表6为常规的智能测控计量仪表，能够显示电力参数，选择的型号为APM810；环境监测仪4为光伏环境监测仪，用来检测太阳辐射数据和风速，传给仪表显示，选择的型号为FT-GF08。
本实用新型中央控制器2、本地控制器1分别采集交流分布式电源8、直流分布式电源7的参数，经中央控制器2、本地控制器1分析处理后确定各分布式电源的出力，将控制信号传回各分布式电源。中央控制器2输出端连接网络交换机3，经网络交换机3和规约转换器5 将信号传递给SCADA系统9和仪表6，实现交直流混合微电网的可视化管理。
上述方案中，如图2所示，中央控制器2包括第一主控CPU模块 10、第一A/D转换模块11、第一模拟开关模块13、第一地址译码模块12、第一缓冲器模块14、第一锁存器模块15、通信CPU模块18、第一电源管理模块16和时钟模块17，所述第一模拟开关模块13和第一缓冲器模块14的输入端分别连接交流分布式电源8的两个输出端，所述第一模拟开关模块13的输出端连接第一A/D转换模块11的输入端，所述第一A/D转换模块11的输出端连接第一主控CPU模块10 的输入端，所述第一缓冲器模块14的输出端连接第一地址译码模块 12的第一输入端，所述第一地址译码模块12的第一输出端连接第一主控CPU模块10的输入端，所述第一主控CPU模块10的输出端连接第一地址译码模块12的第二输入端，第一地址译码模块12的第二输出端连接第一锁存器模块15的输入端，第一锁存器模块15的输出端连接交流分布式电源8的输入端，所述第一主控CPU模块10和通信CPU模块18的电源端分别连接第一电源管理模块16，第一主控 CPU模块10的时钟端连接时钟模块17一端，时钟模块17另一端连接通信CPU模块18一端，第一主控CPU模块10的通讯端连接通信 CPU模块18一端，所述通信CPU模块18另一端通过第一光纤/以太网接口20分别连接本地控制器1和网络交换机3。
本实用新型交流分布式电源8的模拟信号经第一模拟开关模块 13、第一A/D转换模块11传入第一主控CPU模块10，通信信号经第一缓冲器模块14、第一地址译码模块12传入第一主控CPU模块10，经第一主控CPU模块10分析处理后，控制信号经第一地址译码模块12、第一锁存器模块15输出，同时经通信CPU模块18、第一光纤/ 以太网接口20将控制信号传入网络交换机3，时钟模块17实现中央控制器和本地控制器的同步对时。
上述方案中，中央控制器2还包括RS485/RS232接口19和USB 接口21，所述通信CPU模块18传输端分别连接RS485/RS232接口 19和USB接口21。
上述方案中，如图3所示，本地控制器1包括第二主控CPU模块 22、第二A/D转换模块23、第二模拟开关模块25、第二地址译码模块24、第二缓冲器模块26、第二锁存器模块27和第二电源管理模块 28，所述第二模拟开关模块25和第二缓冲器模块26的输入端分别连接直流分布式电源7的两个输出端，所述第二模拟开关模块25的输出端连接第二A/D转换模块23的输入端，所述第二A/D转换模块23 的输出端连接第二主控CPU模块22的输入端，所述第二缓冲器模块 26的输出端连接第二地址译码模块24的第一输入端，所述第二地址译码模块24的第一输出端连接第二主控CPU模块22的输入端，所述第二主控CPU模块22的输出端连接第二地址译码模块24的第二输入端，第二地址译码模块24的第二输出端连接第二锁存器模块27的输入端，第二锁存器模块27的输出端连接直流分布式电源7的输入端，所述第二主控CPU模块22的电源端连接第二电源管理模块28，第二主控CPU模块22的通讯端通过第二光纤/以太网接口29连接中央控制器2。
本实用新型直流分布式电源7的模拟信号经第二模拟开关模块 25、第二A/D转换模块23传入第二主控CPU模块22，通信信号经第二缓冲器模块26、第二地址译码模块24传入第二主控CPU模块22，经第二主控CPU模块22分析处理后，控制信号经第二地址译码模块24、第二锁存器模块27输出，同时第二光纤/以太网接口29将控制信号传入中央控制器2。
上述中央控制器2和本地控制器1中各模块均为常规的结构，如所述第一/第二主控CPU模块可以选择为STM32F407芯片，第一/第二A/D转换模块可以选择为ICL7106芯片，第一/第二地址译码模块可以选择为74LS138芯片，第一/第二模拟开关模块可以选择为CD4066芯片，第一/第二缓冲器模块可以选择为74HC02芯片，第一/ 第二锁存器模块可以选择为74LS279芯片，第一/第二电源管理模块可以选择为THX203H芯片，时钟模块可以选择为DS1302芯片，通信 CPU模块可以选择为STM32F407芯片。
以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.一种交直流混合微电网的控制系统，其特征在于：包括本地控制器、中央控制器、网络交换机、规约转换器和仪表，所述本地控制器的信号输入端连接直流分布式电源的输出端，本地控制器的信号输出端连接直流分布式电源的输入端，本地控制器的数据/信号传输端连接中央控制器的数据/信号传输端，所述中央控制器的信号输入端连接交流分布式电源的输出端，中央控制器的信号输出端连接交流分布式电源的输入端，中央控制器的数据输出端连接网络交换机的输入端，所述网络交换机的输出端连接外部SCADA系统和规约转换器的输入端，所述规约转换器的输出端连接仪表。
2.根据权利要求1所述的交直流混合微电网的控制系统，其特征在于：所述中央控制器包括第一主控CPU模块、第一A/D转换模块、第一模拟开关模块、第一地址译码模块、第一缓冲器模块、第一锁存器模块、通信CPU模块、第一电源管理模块和时钟模块，所述第一模拟开关模块和第一缓冲器模块的输入端分别连接交流分布式电源的两个输出端，所述第一模拟开关模块的输出端连接第一A/D转换模块的输入端，所述第一A/D转换模块的输出端连接第一主控CPU模块的输入端，所述第一缓冲器模块的输出端连接第一地址译码模块的第一输入端，所述第一地址译码模块的第一输出端连接第一主控CPU模块的输入端，所述第一主控CPU模块的输出端连接第一地址译码模块的第二输入端，第一地址译码模块的第二输出端连接第一锁存器模块的输入端，第一锁存器模块的输出端连接交流分布式电源的输入端，所述第一主控CPU模块和通信CPU模块的电源端分别连接第一电源管理模块，第一主控CPU模块的时钟端连接时钟模块一端，时钟模块另一端连接通信CPU模块一端，第一主控CPU模块的通讯端连接通信CPU模块一端，所述通信CPU模块另一端通过第一光纤/以太网接口分别连接本地控制器和网络交换机。
3.根据权利要求2所述的交直流混合微电网的控制系统，其特征在于：所述中央控制器还包括RS485/RS232接口和USB接口，所述通信CPU模块传输端分别连接RS485/RS232接口和USB接口。
4.根据权利要求1所述的交直流混合微电网的控制系统，其特征在于：所述本地控制器包括第二主控CPU模块、第二A/D转换模块、第二模拟开关模块、第二地址译码模块、第二缓冲器模块、第二锁存器模块和第二电源管理模块，所述第二模拟开关模块和第二缓冲器模块的输入端分别连接直流分布式电源的两个输出端，所述第二模拟开关模块的输出端连接第二A/D转换模块的输入端，所述第二A/D转换模块的输出端连接第二主控CPU模块的输入端，所述第二缓冲器模块的输出端连接第二地址译码模块的第一输入端，所述第二地址译码模块的第一输出端连接第二主控CPU模块的输入端，所述第二主控CPU模块的输出端连接第二地址译码模块的第二输入端，第二地址译码模块的第二输出端连接第二锁存器模块的输入端，第二锁存器模块的输出端连接直流分布式电源的输入端，所述第二主控CPU模块的电源端连接第二电源管理模块，第二主控CPU模块的通讯端通过第二光纤/以太网接口连接中央控制器。
5.根据权利要求1所述的交直流混合微电网的控制系统，其特征在于：所述网络交换机为千兆光纤以太网交换机。
6.根据权利要求1所述的交直流混合微电网的控制系统，其特征在于：所述规约转换器为CSC-861D规约转换器。
7.根据权利要求1所述的交直流混合微电网的控制系统，其特征在于：还包括环境监测仪，所述环境监测仪的输出端连接规约转换器的输入端。
8.根据权利要求7所述的交直流混合微电网的控制系统，其特征在于：所述环境监测仪为光伏环境监测仪。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 430040 1 new bridge four, Jin Yin Hu Street, Dongxihu District, Wuhan, Hubei Patentee after: Hubei Electric Power Planning, Design and Research Institute Co.,Ltd. Address before: 430040 1 new bridge four, Jin Yin Hu Street, Dongxihu District, Wuhan, Hubei Patentee before: POWERCHINA HUBEI ELECTRIC ENGINEERING Corp.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |