CN219268558U - 变电站分布式能源稳定控制终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变电站分布式能源稳定控制终端，其采用两层结构构建，包括一个用于接收分布式新能源的出力信息和电网信息并处理后生成控制命令的控制主端以及多个与控制主端相连接，用于采集分布式新能源的出力信息和电网信息并上传给控制主端、接收控制命令并执行的控制执行端；控制执行端与分布式能源接入点和配电网上的多个断路器一一对应设置并对应电连接。本实用新型含有多个稳定控制装置，通过光纤通道将其连接成为整体结构，可以保证电力系统运行的安全性和可靠性。

Description

变电站分布式能源稳定控制终端

技术领域

本实用新型涉及电力系统保护和电网控制技术领域，具体涉及一种变电站分布式能源稳定控制终端的架构。

背景技术

近年来，风、光等新能源（分布式能源）发电得到快速发展，新能源发电在电网中所占比重不断增加，且存在大规模集中接入和远离负荷中心的特点。由于新能源机组的出力不确定性以及新能源场站涉网保护等电力电子设备的复杂性，新能源机组难以像传统的火电机组、水电机组那样可以预先调度，其暂态特性和传统机组相比也有较大区别，因此新能源的大规模接入给电网的调度运行带来诸多问题。对此，国内外学者就风、光等新能源的接入对继电保护、并网技术、系统稳定性以及稳定控制策略等方面的影响展开了大量的研究，但是在对稳控装置/系统实现技术的影响研究方面却没有给予足够的重视。

因此，亟待就新能源大规模接入电网对于电网安全稳定运行的影响进行分析，采取手段解决相关方面的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适用于针对分布式能源接入电网而对电网的安全稳定运行进行控制的变电站分布式能源稳定控制终端。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种变电站分布式能源稳定控制终端，采用两层结构构建，包括一个用于接收分布式新能源的出力信息和电网信息并处理后生成控制命令的控制主端以及多个与所述控制主端相连接，用于采集所述分布式新能源的出力信息和电网信息并上传给所述控制主端、接收所述控制命令并执行的控制执行端；所述控制执行端与分布式能源接入点和配电网上的多个断路器一一对应设置并对应电连接。

所述控制主端和控制执行端之间通过串口接口通讯连接。

所述控制主端包括主站MCU、主站无线通讯模块、显示模块、状态监控模块、网卡扩展模块和串口扩展模块，所述主站无线通讯模块、所述显示模块、所述状态监控模块、所述网卡扩展模块、所述串口扩展模块分别与所述主站MCU相连接。

所述主站无线通讯模块包括4G模块、5G模块和/或蓝牙模块。

所述控制执行端包括执行MCU、AD采集电路模块、电能计量模块和RTC时钟模块，所述AD采集电路模块、所述电能计量模块、所述RTC时钟模块分别与所述执行MCU相连接。

所述AD采集电路模块包括电压采集模块、电流采集模块和AD采样芯片，所述电压采集模块、所述电流采集模块分别与所述AD采样芯片相连接，所述AD采样芯片与所述执行MCU相连接。

所述控制执行端还包括GPS模块、并口扩展芯片、SPI转以太网模块，所述GPS模块、所述并口扩展芯片、所述SPI转以太网模块分别与所述执行MCU相连接。

所述控制主端还包括能够输出不同电压的电源转换电路。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型能够灵活的针对分布式能源的接入而对电网实现稳定控制，从而保障电网安全可靠地运行。

附图说明

附图1为本实用新型的变电站分布式能源稳定控制终端的架构示意图。

附图2为本实用新型的变电站分布式能源稳定控制终端中控制主端的架构示意图。

附图3为本实用新型的变电站分布式能源稳定控制终端中控制执行端的结构示意图。

附图4为本实用新型的变电站分布式能源稳定控制终端的通信线路图。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例一：如附图1所示，一种按照“分类标准化、分层标准化”的原则架构完成的变电站分布式能源稳定控制终端，包括一个控制主端、多个控制执行端，采用两层结构。控制主端与控制执行端之间通过串口通信连接。控制主端用于接收各个控制执行端上传的分布式新能源的出力信息和电网信息并处理后生成控制命令。控制执行端用于采集分布式新能源的出力信息和电网信息并上传给控制主端、接收控制命令并执行。

如附图2所示，控制主端包括主站MCU、主站无线通讯模块、显示模块、状态监控模块、网卡扩展模块和串口扩展模块，主站无线通讯模块、显示模块、状态监控模块、网卡扩展模块、串口扩展模块分别与主站MCU相连接。其中主站无线通讯模块包括4G模块、5G模块和/或蓝牙模块，用于实现不同控制主端之间的通信，如附图4所示。

如附图3所示，控制执行端包括执行MCU、AD采集电路模块、电能计量模块和RTC时钟模块，AD采集电路模块、电能计量模块、RTC时钟模块分别与执行MCU相连接。其中，AD采集电路模块包括电压采集模块、电流采集模块和AD采样芯片，电压采集模块、电流采集模块分别通过串口接口与AD采样芯片相连接，AD采样芯片通过串口接口与执行MCU对应引脚相连接。控制执行端还包括GPS模块、并口扩展芯片、SPI转以太网模块，GPS模块、并口扩展芯片、SPI转以太网模块分别与执行MCU相连接。

此外，控制主端还包括能够输出不同电压的电源转换电路，电源转换电路分别与控制主端、控制执行端中需要供电的部分相连接。

上述方案中，控制执行端与分布式能源接入点和配电网上的多个断路器一一对应设置并对应电连接，即在每一个分布式电源接入处和电网连接的外部断路器处均设置一个控制执行端，从而每一个控制执行端通过电压采集模块、电流采集模块、电能计量模块分别检测相应分布式电源和电网的电压、电流、功率等相应的信息，通过检测分布式电源和电网的电压值、电流值、功率值等相应信息量的变化来有效调控分布式电源的出力并同时监测电网故障的发生，以确保电网安全稳定的运行。

上述方案中，控制主端具备如下具体功能：基于分布式能源出力信息和电网信息，实现电网运行方式识别、控制策略处理，分布式电源出力调控电网故障监测；与控制执行端进行通信和信息交换，下达控制命令；与其他控制主端进行无线通讯，交换相应信息。各个控制执行端具备如下具体功能：负责电网信息采集、判断，并将信息上送主端；执行主端下发的控制命令。在终端应用过程中，控制主端与控制执行端保持顺利通信，并且能够顺利地接收控制执行端搜集的数据。在终端运作期间，如果出现事故，控制主端将立刻接收动作信号，再向控制执行端输送跳闸、调控指令。该终端从运行方式判据、元件投停判别、启动判别、跳闸判别、断面检测、措施量计算、措施量分配下达、措施量实现等通用的重点环节关键技术原理，综合全地域稳定功能需求，提能够出能够灵活适用于全类型稳控系统的判据条件。其工作原理是：

本终端由控制主端、控制执行端共同组成，控制主端能精准地评判系统侧继电保护动作、断路器跳闸及过频动作等，如果出现新能源孤岛现象，则控制主端能为控制执行端提供相应的指示，再在短时间内中断小电源，防止其对系统侧电网二次保护控制系统带来负面影响，也能避免给现场施工人员的生命安全构成不良威胁，保证电网运行稳定性；如果电网中出现故障，控制主端能够为执行端下达相应的指令，切除相应故障部分，并调控分布式电源的出力，使电网保持稳定运行。在整个系统中，控制执行端的作用在于执行控制主端所发出的远眺命令，接收控制主端命令后需进行判断分析，再跳开小电源联络开关。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种变电站分布式能源稳定控制终端，其特征在于：所述变电站分布式能源稳定控制终端采用两层结构构建，包括一个用于接收分布式新能源的出力信息和电网信息并处理后生成控制命令的控制主端以及多个与所述控制主端相连接，用于采集所述分布式新能源的出力信息和电网信息并上传给所述控制主端、接收所述控制命令并执行的控制执行端；所述控制执行端与分布式能源接入点和配电网上的多个断路器一一对应设置并对应电连接。

2.根据权利要求1所述的变电站分布式能源稳定控制终端，其特征在于：所述控制主端和控制执行端之间通过串口接口通讯连接。

3.根据权利要求1所述的变电站分布式能源稳定控制终端，其特征在于：所述控制主端包括主站MCU、主站无线通讯模块、显示模块、状态监控模块、网卡扩展模块和串口扩展模块，所述主站无线通讯模块、所述显示模块、所述状态监控模块、所述网卡扩展模块、所述串口扩展模块分别与所述主站MCU相连接。

4.根据权利要求3所述的变电站分布式能源稳定控制终端，其特征在于：所述主站无线通讯模块包括4G模块、5G模块和/或蓝牙模块。

5.根据权利要求1所述的变电站分布式能源稳定控制终端，其特征在于：所述控制执行端包括执行MCU、AD采集电路模块、电能计量模块和RTC时钟模块，所述AD采集电路模块、所述电能计量模块、所述RTC时钟模块分别与所述执行MCU相连接。

6.根据权利要求5所述的变电站分布式能源稳定控制终端，其特征在于：所述AD采集电路模块包括电压采集模块、电流采集模块和AD采样芯片，所述电压采集模块、所述电流采集模块分别与所述AD采样芯片相连接，所述AD采样芯片与所述执行MCU相连接。

7.根据权利要求5所述的变电站分布式能源稳定控制终端，其特征在于：所述控制执行端还包括GPS模块、并口扩展芯片、SPI转以太网模块，所述GPS模块、所述并口扩展芯片、所述SPI转以太网模块分别与所述执行MCU相连接。

8.根据权利要求3所述的变电站分布式能源稳定控制终端，其特征在于：所述控制主端还包括能够输出不同电压的电源转换电路。

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