PL228258B1 - Układ do automatycznego załaczania zródła rezerwy energii elektrycznej - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

(12)OPIS PATENTOWY ₍i₉₎PL ₍n)228258 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 406193 (⁵¹)IntCI.

H02J 9/00 (2006.01) H02J 3/06 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 22.11.2013 (54) Układ do automatycznego załączania źródła rezerwy energii elektrycznej

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 25.05.2015 BUP 11/15	(73) Uprawniony z patentu: INSTYTUT TELE-1 RADIOTECHNICZNY, Warszawa, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.03.2018 WUP 03/18	(72) Twórca(y) wynalazku: KRZYSZTOF BRODA, Józefów, PL

oo m

CM oo

CM

CM

Ω.

PL 228 258 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do automatycznego załączania źródła rezerwy energii elektrycznej, zwłaszcza do zastosowania dla lokalnych źródeł energii w sieci SmartGrid, w celu zapewnienia ciągłości dostaw energii elektrycznej.

Ciągłość dostarczania energii elektrycznej ma istotne znaczenie dla kluczowych odbiorników energii mających wpływ na bezpieczeństwo, dlatego też przełączenie na źródło rezerwowe musi być przeprowadzone w sposób, który nie zakłóca normalnego funkcjonowania ważnych elementów podłączonych do sieci.

Znane są układy realizujące funkcje automatycznego przełączania rezerwy oferowane m.in. przez firmy: ABB, Siemens, JM-Tronik, Energotest. Układy te składają się z modułu pomiarowego źródeł zasilania podstawowego i rezerwowego, który to z kolei jest połączony swoim wyjściem z układem automatycznego załączenia rezerwy generującym sygnał na załączenie wyłącznika źródła rezerwy w przypadku zaniku napięcia w źródle podstawowym. Układy takie posiadają funkcję odciążania źródła rezerwowego za pomocą modułu sterowania z góry zdefiniowaną grupą odbiorników energii. Są to układy pozbawione możliwości kontroli aktualnego bilansu mocy, przez co nie mają możliwości stopniowego sterowania odbiornikami w zależności od możliwości wytwórczych źródeł zasilania rezerwowego.

Znany jest również układ realizujący funkcje samoczynnego mocowego odciążania. Układ ten składa się z modułu pomiarowego połączonego z modułem automatyki mocowego odciążania, który z kolei jest połączony swoim wyjściem z modułem sterowania. Układ ten na podstawie pomiaru prądu i napięcia wylicza wartość mocy, a następnie, gdy wartość obliczonej mocy przekroczy z góry określony próg wyłącza odbiorniki energii zasilane przez źródło rezerwowe. Jest to jednak układ, który nie ma informacji na temat poboru mocy przez pojedynczy odbiornik energii, nie ma też możliwości wyłączania pojedynczych odbiorników, lecz tylko z góry określoną grupę.

Według wynalazku układ do automatycznego załączania rezerwy składa się z modułu pomiarowego źródeł energii, do którego wejścia są doprowadzone sygnały z linii zasilającej, źródła rezerwowego oraz generatora energii. Wyjście modułu pomiarowego źródeł energii połączone jest z wejściem modułu załączenia źródła rezerwowego. Wyjście modułu załączenia źródła rezerwowego podłączone jest do wejścia modułu bilansu mocy oraz wejścia modułu sterowania źródłami energii. Wejście modułu sterowania źródłami energii jest połączone wyjściem modułu bilansu mocy. Wyjścia modułu sterowania źródłami energii podłączone są do wyłącznika linii zasilającej, wyłącznika źródła rezerwowego oraz wyłącznika generatora energii. Układ zawiera od dwóch do „n” modułów pomiarowych odbiorników energii, których wejścia podłączone są odpowiednio, do co najmniej dwóch odbiorników energii, a wyjścia podłączone są do modułu bilansu mocy. Układ zawiera od dwóch do „n” modułów sterowania odbiornikami energii, których wejścia podłączone są do modułu bilansu mocy, a wyjścia odpowiednio, do co najmniej dwóch wyłączników odbiorników energii.

W module pomiarowym źródeł energii następuje parametryzacja sygnałów linii zasilającej, źródła rezerwowego oraz generatora energii. Wyznaczone parametry są przekazywane do modułu załączenia źródła rezerwowego, który to moduł określa stan linii zasilającej i gotowość załączenia źródła rezerwowego. W przypadku zaniku napięcia wykonywane jest szybkie automatyczne załączenie źródła rezerwowego o znanej obciążalności mocowej. Jednocześnie informacja ta jest przekazywana do modułu bilansu mocy. Na tej podstawie oraz na podstawie parametrów z modułów pomiarowych odbiorników energii, układ bilansu mocy, za pomocą układów sterowania odbiornikami energii, odłącza wybrane odbiorniki tak, aby w najbardziej zoptymalizowany sposób odciążyć źródło rezerwowe małej mocy bez konieczności wyłączania wszystkich odbiorników. W pierwszej kolejności odłączane są odbiorniki o niższym priorytecie ciągłości dostawy energii. Jednocześnie moduł bilansu mocy w momencie odłączenia danego odbiornika, zapamiętuje wartość mocy pobieranej przez ten odbiornik po to, aby móc go ponownie załączyć, gdy zostanie wygenerowana dostateczna moc z generatora energii.

Zaletą układu według wynalazku jest to, że realizuje on funkcje automatycznego załączania rezerwy z jednoczesnym, płynnym, zależnym od aktualnego bilansu mocy, stopniowym odciążaniem. Dodatkowo układ ten steruje generacją energii i przywraca dostawę energii wszystkim odbiornikom energii. Rozwiązanie to zwiększa niezawodność i ciągłość zasilania odbiorników energii, automatyzuje proces odciążania źródła rezerwowego energii oraz automatyzuje załączanie odbiorników energii po załączeniu generatora energii.

PL 228 258 B1

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na przykładzie wykonania pokazanym na rysunku przedstawiającym schemat blokowy układu.

Układ składa się z modułu pomiarowego źródeł energii MPZE, do którego wejść U1, U2, U3 doprowadzone są sygnały z linii zasilającej LZ, źródła rezerwowego ZR i generatora energii GE. Wyjście modułu pomiarowego źródeł energii MPZE połączone jest z wejściem modułu załączenia źródła rezerwowego MZZR. Wyjście modułu załączenia źródła rezerwowego MZZR podłączone jest do wejścia WE1 modułu bilansu mocy MBM oraz pierwszego wejścia modułu sterowania źródłami energii MSZE. Drugie wejście modułu sterowania źródłami energii MSZE jest połączone wyjściem WY1 modułu bilansu mocy MBM. Wyjścia modułu sterowania źródłami energii MSZE połączone są z wyjściami U4, U5, U6 układu, przy czym wyjście U4 dołączone jest do wejścia wyłącznika linii zasilającej WLZ, wyjście U5 dołączone jest do wejścia wyłącznika źródła rezerwowego WZR, a wyjście U6 dołączone jest do wejścia wyłącznika generatora energii WGE. Wejście modułu pomiarowego pierwszego odbiornika energii MPOE1 połączone jest z wejściem U71 układu, do którego doprowadzone są sygnały z pierwszego odbiornika energii OE1. Wyjście modułu pomiarowego pierwszego odbiornika energii MPOE1 połączone jest z wejściem WE2 modułu bilansu mocy MBM, którego wyjście WY2 połączone jest z wejściem modułu sterowania pierwszym odbiornikiem energii MSOE1 oraz wyjście WYn połączone z wejściem modułu sterowania n-tym odbiornikiem energii MSOEn. Wyjście modułu sterowania pierwszym odbiornikiem energii MSOE1 połączone jest z wyjściem U81 układu, do którego podłączone jest wejście wyłącznika pierwszego odbiornika energii WOE1. Wejście modułu pomiarowego n-tego odbiornika energii MPOEn połączone jest z wejściem U8n układu, do którego doprowadzone są sygnały z n-tego odbiornika energii OEn. Wyjście modułu pomiarowego n-tego odbiornika energii MPOEn połączone jest z wejściem WEn modułu bilansu mocy MBM. Wyjście modułu sterowania n-tym odbiornikiem energii MSOEn połączone jest z wyjściem U8n układu, do którego podłączone jest wejście wyłącznika n-tego odbiornika energii WOEn.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Układ do automatycznego załączania źródła rezerwy energii elektrycznej, składający się z modułu pomiarowego źródeł energii, modułu załączania źródła rezerwy, modułu sterowania źródeł energii, modułów pomiarowych odbiorników energii oraz modułów sterowania odbiornikami energii, znamienny tym, że do wejść (U1, U2, U3) modułu pomiarowego źródeł energii (MPZE) doprowadzone są sygnały z linii zasilającej (LZ), źródła rezerwowego (ZR) i generatora energii (GE), wyjście modułu pomiarowego źródeł energii (MPZE) połączone jest z wejściem modułu załączenia źródła rezerwowego (MZZR), wyjście modułu załączenia źródła rezerwowego (MZZR) podłączone jest do wejścia (WE1) modułu bilansu mocy (MBM) oraz do pierwszego wejścia modułu sterowania źródłami energii (MSZE), wejście drugie modułu sterowania źródłami energii (MSZE) jest połączone z wyjściem (WY1) modułu bilansu mocy (MBM), wyjścia (U4, U5, U6) modułu sterowania źródłami energii (MSZE) podłączone są odpowiednio; wyjście (U4) do wejścia wyłącznika linii zasilającej (WLZ), wyjście (U5) do wejścia wyłącznika źródła rezerwowego (WZR), a wyjście (U6) do wejścia wyłącznika generatora energii (WGE), wejście modułu pomiarowego pierwszego odbiornika energii (MPOE1) połączone jest z wejściem (U71) układu, do którego doprowadzone są sygnały z pierwszego odbiornika energii (OE1), wyjście modułu pomiarowego pierwszego odbiornika energii (MPOE1) połączone jest z wejściem (WE2) modułu bilansu mocy (MBM), którego wyjście (WY2) połączone jest z wejściem modułu sterowania pierwszym odbiornikiem energii (MSOE1), zaś wyjście (WYn) połączone z wejściem modułu sterowania n-tym odbiornikiem energii (MSOEn), wyjście modułu sterowania pierwszym odbiornikiem energii (MSOE1) połączone jest z wyjściem (U81) układu, do którego podłączone jest wejście wyłącznika pierwszego odbiornika energii (WOE1), wejście modułu pomiarowego n-tego odbiornika energii (MPOEn) połączone jest z wejściem (U7n) układu, do którego doprowadzone są sygnały z n-tego odbiornika energii (OEn), wyjście modułu pomiarowego n-tego odbiornika energii (MPOEn) połączone jest z wejściem (Wen) modułu bilansu mocy (MBM), zaś wyjście modułu sterowania n-tym odbiornikiem energii (MSOEn) połączone jest z wyjściem (U8n) układu, do którego podłączone jest wejście wyłącznika n-tego odbiornika energii (WOEn).