微電網(wǎng)智能測控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種微電網(wǎng)智能控制裝置，特別是涉及一種應(yīng)用于低壓微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的微電網(wǎng)智能測控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在涉及新能源應(yīng)用的領(lǐng)域中，新能源微電網(wǎng)代表了未來能源發(fā)展趨勢。
[0003]傳統(tǒng)的微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)為了實現(xiàn)多回供、用電線路電流、電壓模擬量采集，配電開關(guān)設(shè)備分、合閘位置狀態(tài)采集和分、合閘控制，每回線路都需要配置多個功能單一的測量儀表、繼電器等。由于微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的測控設(shè)備種類繁多、制造商多、通信協(xié)議又各不相同、導(dǎo)致系統(tǒng)集成復(fù)雜、系統(tǒng)調(diào)試效率低、周期長，而且運行后系統(tǒng)維護工作量也大，嚴(yán)重影響了微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，不能滿足快速發(fā)展的新能源微電網(wǎng)建設(shè)對微電網(wǎng)智能測控的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型針對目前微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)測控設(shè)備多、系統(tǒng)集成度低、調(diào)試效率低、周期長、系統(tǒng)運行維護復(fù)雜、運行不穩(wěn)定等方面的不足，提出一種微電網(wǎng)智能測控裝置。
[0005]本實用新型集保護、測量、控制、監(jiān)測、通訊、事件記錄等多種功能于一體，能夠?qū)ξ㈦娋W(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)多回供、用電線路電流、電壓、功率、功率因數(shù)、頻率等交流量進行測量和計算，采集各回線路斷路器、隔離開關(guān)、接觸器位置信號以及微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)蓄電池組報警信號;本實用新型和微電網(wǎng)監(jiān)控與能量管理系統(tǒng)配合，實現(xiàn)各回線路斷路器、接觸器的分、合控制功能等。
[0006]為達到以上目的，本實用新型采取如下技術(shù)方案:
[0007]一種微電網(wǎng)智能測控裝置，包括電源插件、CPU插件、通信插件、交流測量插件、開入插件、開出插件、人機界面和鍵盤。
[0008]所述的開入插件和開出插件均通過內(nèi)部總線與CPU插件進行信息交互。
[0009]所述CPU插件與人機界面和鍵盤插件通過CAN總線實現(xiàn)信息交互，與微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)通過以太網(wǎng)實現(xiàn)信息交互、與通信插件通過內(nèi)部總線實現(xiàn)信息交互。
[0010]所述的通信插件具有RS485和以太網(wǎng)接口，以滿足與微電網(wǎng)測控裝置與微電網(wǎng)系統(tǒng)中其他設(shè)備進行通信時對接口種類和數(shù)量的要求。
[0011 ]所述的電源插件支持交、直流220V供電。
[0012]為了應(yīng)對微電網(wǎng)系統(tǒng)運行模式多，控制切換邏輯復(fù)雜的實際情況，本實用新型微電網(wǎng)智能測控裝置嵌入邏輯可編程軟件模塊，實現(xiàn)控制邏輯在線或離線編輯和修改，取代了傳統(tǒng)由繼電器和成百上千條導(dǎo)線所構(gòu)成的控制邏輯，既方便靈活，可靠性也大大提高。
[0013]為了適應(yīng)不同規(guī)模的微電網(wǎng)系統(tǒng)對各回供用電線路運行數(shù)據(jù)，如電壓、電流模擬量、開關(guān)設(shè)備分、合閘位置狀態(tài)采集以及分合閘控制的需求，本實用新型微電網(wǎng)智能測控裝置硬件采用模塊化設(shè)計的思路。該實用新型微電網(wǎng)智能測控裝置的主要插件包括:電源插件、CPU插件、通信插件、交流測量插件、開入插件、開出插件、人機界面和鍵盤等。
[0014]開入插件和開出插件均通過內(nèi)部總線與CPU插件進行信息交互;CPU插件與人機界面和鍵盤插件通過CAN總線實現(xiàn)信息交互，CPU插件與微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)通過以太網(wǎng)實現(xiàn)信息交互、與通信插件通過內(nèi)部總線實現(xiàn)信息交互。通信插件具有RS485和以太網(wǎng)接口，以滿足與微電網(wǎng)測控裝置與微電網(wǎng)系統(tǒng)中其他設(shè)備進行通信時對接口種類和數(shù)量的要求;另外，所述微電網(wǎng)測控配置有電源插件可支持交、直流220V供電。
[0015]各插件功能簡介如下:
[0016](I)CPU 插件
[0017]CPU插件采用高速數(shù)字信號處理器DSP，負(fù)責(zé)低壓微電網(wǎng)系統(tǒng)進、出線路電流、電壓交流采樣、計算;每塊CPU插件可處理42路交流模擬量輸入;CPU插件可提供2個RS485 口、2個10/100M以太網(wǎng)口、I個GPS接口、負(fù)責(zé)與微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)通信，完成遙信、遙測、遙控及遙調(diào)的轉(zhuǎn)發(fā)功能。
[0018](2)交流測量插件
[0019]每塊交流測量插件可采集12路交流模擬量。交流模擬量經(jīng)電壓/電流互感器隔離后轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)濾波、AD采樣后，通過內(nèi)部總線傳輸至CPU插件DSP處理。微電網(wǎng)智能測控裝置最多可支持4塊交流測量插件。
[0020](3)開入插件
[0021]每塊開入插件配置有16路開入量，經(jīng)過光電隔離及過壓保護措施，再經(jīng)數(shù)據(jù)緩沖器輸入給開入插件的FPGA，消除了開關(guān)量狀態(tài)誤報、避免雷擊損壞裝置，提高了裝置的可靠性。微電網(wǎng)智能測控裝置最多可支持4塊開入插件。
[0022](4)開出插件
[0023]每塊開出插件有8個開出量，經(jīng)光電隔離輸出，提高了輸出控制的可靠性和抗干擾性，輸出接點容量為:DC24V\16A或者AC250\16A，主要功能是實現(xiàn)對微電網(wǎng)內(nèi)接觸器、斷路器等開關(guān)設(shè)備的分合閘控制。微電網(wǎng)智能測控裝置最多可支持4塊開出插件。
[0024](5)人機界面和鍵盤插件
[0025]人機界面和鍵盤插件配置LCD液晶顯示屏、界面友好、漢字顯示，可通過鍵盤按鍵操作查詢裝置采集數(shù)據(jù)和執(zhí)行開關(guān)分合閘操作指令。
[0026](6)通信插件
[0027]通信插件提供4路10M/100M以太網(wǎng)口，4路RS485接口，2路RS232接口、I路CAN接口以實現(xiàn)與微電網(wǎng)內(nèi)其他設(shè)備通信和聯(lián)網(wǎng)。
[0028]提供3個RS232口、2個RS485 口、2個 100/10BASE-T以太網(wǎng)口、I個GPS接口、I個CAN接口，可通過外掛Modem或以太網(wǎng)與主站通信，可以與控制中心或分站通信，上傳配電終端采集的信息，接受遙控命令。
[0029](7)電源插件
[0030]電源插件支持AC220V或DC220V外部電源輸入，電源插件內(nèi)部通過電源模塊及DC/DC直流轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生+5V、± 12V、+24V電壓，為裝置其他插件提供工作電源。
[0031 ]本實用新型工作過程是:
[0032]首先通過微電網(wǎng)智能測控裝置的交流測量插件采集低壓微電網(wǎng)系統(tǒng)供用電線路的電流、電壓信號，其中220/380V單相或三相母線端子連接微電網(wǎng)智能測控裝置的交流測量插件的端口；通過微電網(wǎng)智能測控裝置開入插件采集供、用電線路配電開關(guān)分、合閘位置信號;通過微電網(wǎng)智能測控裝置通信插件采集微電網(wǎng)內(nèi)其他測控裝置和可通信設(shè)備的運行數(shù)據(jù);然后微電網(wǎng)智能測控裝置的交流測量插件、開入插件、通信插件所采集的所有數(shù)據(jù)通過內(nèi)部總線傳輸至CPU插件，由CPU插件的微處理器進行統(tǒng)一數(shù)據(jù)整理和分析。CPU插件配置有以太網(wǎng)接口，可通過以太網(wǎng)接口向上級的微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)上傳采集數(shù)據(jù)和接收微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的控制指令，并轉(zhuǎn)發(fā)至微電網(wǎng)測控裝置的開出插件，實現(xiàn)微電網(wǎng)供、用電線路配電開關(guān)設(shè)備的分合閘控制。微電網(wǎng)測控裝置的所有數(shù)據(jù)可在人機界面與鍵盤插件的LCD液晶屏顯示，同時輔助鍵盤可查詢各級菜單實現(xiàn)運行數(shù)據(jù)查詢和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，也可通過菜單對微電網(wǎng)內(nèi)的開關(guān)設(shè)備實現(xiàn)就地分合閘控制。
[0033]本實用新型微電網(wǎng)測控裝置可優(yōu)化微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)，大大減少微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)測控設(shè)備使用數(shù)量、投資費用和制造商數(shù)量，提高了微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)集成度和調(diào)試效率，減少了調(diào)試工作量和調(diào)試周期，降低了系統(tǒng)運行和維護費用，顯著提高了微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，是新能源微電網(wǎng)理想的智能測控裝置。
[0034]此外，考慮到本實用新型微電網(wǎng)智能測控裝置在設(shè)計時采用小型化設(shè)計，以適應(yīng)在配電箱或配電柜等緊湊空間安裝的便利性，
【附圖說明】
[0035]圖1本實用新型的硬件電路框圖；
[0036]圖2本實用新型的一種使用狀態(tài)圖；
[0037]圖3本實用新型的一種多子微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)圖。
【具體實施方式】
[0038]以下結(jié)合附圖及【具體實施方式】進一步說明本實用新型。
[0039]如圖1所示，本實用新型應(yīng)用于低壓配電網(wǎng)的微電網(wǎng)智能測控裝置，包括電源插件、CPU插件、通信插件、交流測量插件、開入插件、開出插件、人機界面和鍵盤等。
[0040]微電網(wǎng)智能測控裝置各插件之間的連接關(guān)系:
[0041 ] 開入插件、開出插件都通過內(nèi)部總線與CPU插件進行信息交互;CPU插件與人機界面和鍵盤插件通過CAN總線實現(xiàn)信息交互、與微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)通過以太網(wǎng)實現(xiàn)信息交互、與通信插件通過內(nèi)部總線實現(xiàn)信息交互。通信插件具有RS485和以太網(wǎng)接口，以滿足與微電網(wǎng)測控裝置與微電網(wǎng)系統(tǒng)中其他設(shè)備進行通信時對接口種類和數(shù)量的要求;另外，微電網(wǎng)測控裝置配置有電源插件，可支持交、直流220V