CN219812008U - 基于5g通信的新能源场站源控终端装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于5G通信的新能源场站源控终端装置。源控终端装置是新能源场站全景监控系统的核心设备，具备发电单元并网、脱网、低穿等信息快速采集与传输，控制命令快接收与执行等功能。所述装置包括母板总线、PWR模块、AC模块、DI模块、DO模块、CPU模块和5G模块；所述母板总线，用于各模件间通信；所述CPU模块，用于计算次/超同步振荡的幅值和频率；所述PWR模块，用于给装置各模件供电；所述DI模块、DO模块，用于开关量输入输出的采集；所述AC模块，用于模拟量采集，采集新能源场站节点的电压、电流，并将采集转换后的小信号传至CPU模块。

Description

基于5G通信的新能源场站源控终端装置

技术领域

本实用新型涉及电力新能源技术领域，尤其涉及基于5G通信的新能源场站源控终端装置。

背景技术

近年来，绿色、低碳、可持续发展成为新能源发电的重要背景和目标，风力发电、光伏发电等装机容量呈现爆发式增长。由于新能源机组相较于常规机组存在高集成度、高复杂性的电力电子等特征，系统更容易产生扰动。扰动会导致机组能源输出不稳定，导致电网电压出现波动和频率偏移等问题，影响新能源发电在电网中的消纳水平。

新能源场站一般设立在较为偏远、空旷的地区，同时场站中风力发电机、光伏模块等装置间距较远。在新能源机组出现异常时，运维人员需乘车、徒步甚至乘船等方式到现场，逐一对各发电单元进行维护。完成一个场站的全部维护工作，需要1至2个月的时间，严重影响运维效率，提高了运维成本。

为解决上述问题，亟需研发一种源控终端装置作为源控终端层的核心设备，实现对风力发电机、光伏模块等发电单元的监视与控制。

实用新型内容

本实用新型针对上述背景技术中的缺陷，提供基于5G通信的新能源场站源控终端装置，采用5G通信技术，覆盖范围广、数据传输快，可以帮助运维人员远程对场站内所有发电单元实现快速、高效的运维，完成一个新能源场站维护的时间缩短至1个星期左右，有效保障了场站内发电单元安全稳定运行。

本实用新型采用的技术方案如下：基于5G通信的新能源场站源控终端装置，包括母板总线、PWR模块、DI模块、DO模块、AC模块、CPU模块和5G模块；

所述母板总线，用于各模块间通过母板总线实现通信；

所述PWR模块，用于将外接电源转换成源控终端装置内各模块工作电源；

所述DI模块、DO模块分别通过母板总线与CPU模块进行交互，DI模块的开入量接口电路连接CPU开入接口，DO模块的开出量接口电路连接CPU开出接口；

所述AC模块，用于模拟量采集，采集新能源场站节点的电压、电流；通过电压互感器、电流互感器采集发电单元三相电压、三相电流，并将采集转换后的信号传至CPU模块；

所述CPU模块用于对AC模块输入的电压和电流数据进行计算得到次/超同步振荡的幅值和频率，并将分析结果和告警信息上送振荡监视子站装置或紧急态监控装置，实现实时次/超同步振荡监视；所述CPU模块具备5G信号处理能力；

所述5G模块，可实现运维计算机与CPU模块进行数据传输和控制命令的下发，可同时对CPU模块进行配置和软件包的上传和下载。

优选地，所述CPU模块具有A/D转换电路模块，CPU模块根据电压、电流计算得到次/超同步振荡的幅值和频率，其中的A/D转换电路用于将电压、电流转换成数字量。

优选地，所述CPU模块对原始采样信号进行连续录波，满足大容量数据储存需求，同时能够基于采样数据对次/超同步振荡进行分析和告警。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：1、本实用新型基于5G通信，无需运维人员现场处理、无需接线和交换机转发，即可实现运维计算机远程对源控终端装置进行信息采集和控制命令的快速下发。

2、本实用新型基于5G通信，可同时远程对新能源场站内多台源控终端装置进行配置和软件包的上传和下载，无需对每台装置单独操作，极大提高场站内源控终端装置的调试和维护工作效率。

3、本实用新型对发电单元三相电压、三相电流进行高频采样连续录波，基于原始采样数据进行次/超同步振荡分析，并将分析结果和告警信息上送振荡子站监视子站，实现实时次/超同步振荡监视。

附图说明

图1为本实用新型的装置背板模块示意图。

图2为本实用新型的应用场景示意图。

图3为本实用新型中各模块的连接结构示意图。

附图中各模块的标记如下：1-PWR模块，2-AC模块，3-DI模块，4-DO模块，5-CPU模块，6-5G模块。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1-3所示，基于5G通信的新能源场站源控终端装置，包括有包括母板总线、PWR模块1、AC模块2、DI模块3、DO模块4、CPU模块5和5G模块6；

所述母板总线，用于各模块间通过母板总线实现通信；

所述CPU模块5用于对AC模块2输入的电压和电流数据进行计算得到次/超同步振荡的幅值和频率，并将分析结果和告警信息上送振荡监视子站装置或紧急态监控装置，实现实时次/超同步振荡监视；所述CPU模块5具备5G信号处理能力；

所述PWR模块1，用于将外接电源转换成源控终端装置内各模块工作电源；

所述DI模块3、DO模块4分别通过母板总线与CPU模块5进行交互，DI模块3的开入量接口电路连接CPU开入接口，DO模块4的开出量接口电路连接CPU开出接口；

所述AC模块2，用于模拟量采集，采集新能源场站节点的电压、电流；通过电压互感器、电流互感器采集发电单元三相电压、三相电流，并将采集转换后的小信号传至CPU模块5；

所述5G模块6，用于实现运维计算机与CPU模块进行数据传输和控制命令的下发，可同时对CPU模块进行配置和软件包的上传和下载。

优选地，所述CPU模块5具有A/D转换电路模块，CPU模块5根据电压、电流计算得到次/超同步振荡的幅值和频率，其中的A/D转换电路用于将电压、电流转换成数字量；

优选地，所述CPU模块5对原始采样信号进行连续录波，满足大容量数据储存需求，同时能够基于采样数据对次/超同步振荡进行分析和告警。

工作过程：CPU模块接收外部B码对时信号生成1PPS脉冲信号，驱动电量采集模块对新能源场站节点的电压和电流进行同步采集。AC模块通过电压互感器和电流互感器采集发电单元的三相电压和三相电流，经A/D转换后传输至CPU模块。CPU模块根据电压和电流等信息计算得到次/超同步振荡的幅值和频率。CPU模块对原始采样信号进行连续录波，并基于采样数据进行次/超同步振荡的分析和告警。CPU模块通过与风力发电机组或光伏逆变器进行modbus通讯，实现发电单元信息的采集和控制命令的下发。同时，CPU模块通过光纤通道与紧急监控装置进行GOOSE通讯，实现上送发电单元运行信息并接收切机或调节功率命令。CPU模块通过光纤通道与振荡子站监视装置通讯，上送连续录波文件以及次/超同步振荡分析结果和告警信息。PWR模块将外部工作电源转化为各模件所需要的工作电压。

如图2，本实用新型支持5G通信技术，运维人员使用运维计算机，通过5G通信技术实时传输数据、下发控制命令和开展故障诊断，实现对源控终端装置的远程调试与控制，极大提高新能源场站的运维效率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.基于5G通信的新能源场站源控终端装置，其特征在于，包括母板总线、PWR模块、AC模块、DI模块、DO模块、CPU模块和5G模块；

所述母板总线用于各模块间通过母板总线实现通信；

所述PWR模块用于将外接电源转换成源控终端装置内各模块工作电源；

所述DI模块、DO模块分别通过母板总线与CPU模块进行交互，DI模块的开入量接口电路连接CPU开入接口，DO模块的开出量接口电路连接CPU开出接口；

所述AC模块用于模拟量采集，采集新能源场站节点的电压、电流，并将采集转换后的信号传至CPU模块；

所述CPU模块用于对AC模块输入的电压和电流数据进行计算得到次/超同步振荡的幅值和频率，并将分析结果和告警信息上送振荡监视子站装置或紧急态监控装置，实现实时次/超同步振荡监视；所述CPU模块具备5G信号处理能力；

所述5G模块用于运维计算机与CPU模块进行数据传输和控制命令的下发，同时对CPU模块进行配置和软件包的上传和下载。

2.根据权利要求1所述的基于5G通信的新能源场站源控终端装置，其特征在于，所述CPU模块对原始采样信号进行连续录波，满足大容量数据储存需求，同时能够基于采样数据对次/超同步振荡进行分析和告警。

3.根据权利要求1所述的基于5G通信的新能源场站源控终端装置，其特征在于，所述AC模块内设有电压互感器、电流互感器，用于采集发电单元三相电压、三相电流。