CN107565525A - 一种能源交换设备监测和保护*** - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种能源交换设备监测和保护***,包括:信息采集模块、变压功能保护模块和电能质量管理模块。本发明通过信息采集模块采集能源交换设备的各项电气量信息和非电气量信息,之后传递到变压功能保护模块和电能质量管理模块,在变压功能保护模块分析能源交换设备中的变压器和交直流变换设备是否发生故障,发生故障时断开对应的断路器对能源交换设备进行保护,同时在电能质量管理模块分析电能质量,发送调节指令对应调节无功和有功,保障能源交换设备的电能质量,解决了现有技术无法对能源交换设备进行监测和保护的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及检测和控制领域,尤其涉及一种能源交换设备监测和保护***。
背景技术
随着近年来各国能源消费升级的需求,能源互联网在全球能源领域推广开来。能源互联网的关键构成设备是能源路由器和能源交换设备,每一个能源子网一般配置一台能源交换设备,不同能源子网的能源交换设备与区域能源路由器连接,并通过能源路由器与主电网交互能量。
能源交换设备的作用主要有各种形式能源的即插即用、能源子网的就地保护和控制、能源子网内部的能量分配和就地消纳、局域故障检测、用户互动服务以及电能质量治理。因此,能源交换设备在能源互联网中具有重要地位,能源交换设备的安全和稳定运行对于维持整个能源网络的稳定至关重要,而由于能源交换设备是近年来才出现的事物,传统电网中对于重要设备的检测和保护手段不能直接移植和使用,因此导致了现有技术无法对能源交换设备进行监测和保护的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种能源交换设备监测和保护***,解决了现有技术无法对能源交换设备进行监测和保护的技术问题。
本发明提供的一种能源交换设备监测和保护***,其特征在于,包括:信息采集模块、变压功能保护模块和电能质量管理模块;
所述信息采集模块的输出端分别与所述变压功能保护模块的输入端和所述电能质量管理模块的输入端通信连接,所述信息采集模块用于采集能源交换设备的电气量信息和非电气量信息;
所述变压功能保护模块,用于根据所述信息采集模块传递的所述电气量信息和所述非电气量信息判断变压器和交直流变换设备是否发生故障,当所述变压器和所述交直流变换设备发生故障时,控制所述发生故障的变压器或所述发生故障的交直流变换设备对应的断路器断开;
所述电能质量管理模块,用于根据所述信息采集模块传递的所述电气量信息和所述非电气量信息分析电能质量,并根据不同负荷对电能质量的不同要求发送对应的调节指令。
优选地,还包括:A/D转换模块、负荷管理模块、电源接入管理模块和第一总线;
所述A/D转换模块的输出端、所述变压功能保护模块、所述电能质量管理模块、所述负荷管理模块和所述电源接入管理模块与所述第一总线通信连接;
所述A/D转换模块的输入端与所述信息采集模块的输出端通信连接,所述A/D转换模块用于将所述电气量信息和所述非电气量信息从模拟量形式转换为数字量形式;
所述信息采集模块的输出端通过所述A/D转换模块和所述第一总线分别与所述变压功能保护模块的输入端和所述电能质量管理模块的输入端通信连接;
所述负荷管理模块,用于对不同负荷的用电习惯和负荷量进行统计,并在缺少无功的情况下根据所述电能质量管理模块的调节指令按照负荷重要等级从等级最低的负荷开始依次发出切除指令;
所述电源接入管理模块,用于根据所述负荷管理模块统计的不同负荷的负荷量控制接入能源交换设备的电源的出力水平。
优选地,还包括:间歇性管理模块和燃气轮机管理模块;
所述间歇性管理模块和所述燃气轮机管理模块分别与所述第一总线通信连接;
所述间歇性管理模块,用于预测接入能源交换设备的风能发电设备和太阳能发电设备的出力水平,并将预测结果通过所述第一总线传递到所述电源接入管理模块;
所述燃气轮机管理模块,用于根据所述电源接入管理模块的第一控制指令调节燃气轮机的出力水平。
优选地,还包括:热力管理模块;
所述热力管理模块与所述第一总线通信连接,所述热力管理模块用于控制热电联产的热能流向。
优选地,还包括:储能运行调整模块;
所述储能运行调整模块与所述第一总线通信连接,所述储能运行调整模块用于根据所述电源接入管理模块的第二控制指令对储能装置的充放电模式进行控制。
优选地,还包括:控制出口模块、事件记录模块和第二总线;
所述负荷管理模块、所述电源接入管理模块、所述间歇性管理模块、所述燃气轮机管理模块、所述热力管理模块和所述储能运行调整模块的输出端分别与所述第二总线通信连接;
所述控制出口模块和所述事件记录模块的输入端与所述第二总线通信连接;
所述控制出口模块,用于输出所述负荷管理模块、所述电源接入管理模块、所述间歇性管理模块、所述燃气轮机管理模块、所述热力管理模块和所述储能运行调整模块的控制指令;
所述事件记录模块,用于记录能源交换设备监测和保护***发生的所有事件。
优选地,还包括:第三总线和时间同步模块;
所述信息采集模块的输出端、A/D转换模块的输入端和所述时间同步的输出端与所述第三总线通信连接;
所述信息采集模块的输出端通过所述第三总线与所述A/D转换模块的输入端通信连接;
所述时间同步模块,用于为所述信息采集模块采集的所述电气量信息和所述非电气量信息进行时间戳标记。
优选地,所述信息采集模块具体包括:电压传感器、电流传感器、开关量探测器、温度传感器、气体传感器和流量传感器。
优选地,所述A/D转换模块为VFC变换器。
优选地,所述第一总线、所述第二总线和所述第三总线分别为SOA服务总线、CAN总线和IEC61850实时总线中任意一种。
从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:
本发明提供一种能源交换设备监测和保护***,包括:信息采集模块、变压功能保护模块和电能质量管理模块;所述信息采集模块的输出端分别与所述变压功能保护模块的输入端和所述电能质量管理模块的输入端通信连接,所述信息采集模块用于采集能源交换设备的电气量信息和非电气量信息;所述变压功能保护模块,用于根据所述信息采集模块传递的所述电气量信息和所述非电气量信息判断变压器和交直流变换设备是否发生故障,当所述变压器和所述交直流变换设备发生故障时,控制所述发生故障的变压器或所述发生故障的交直流变换设备对应的断路器断开;所述电能质量管理模块,用于根据所述信息采集模块传递的所述电气量信息和所述非电气量信息分析电能质量,并根据不同负荷对电能质量的不同要求发送对应的调节指令。
本发明通过信息采集模块采集能源交换设备的各项电气量信息和非电气量信息,之后传递到变压功能保护模块和电能质量管理模块,在变压功能保护模块分析能源交换设备中的变压器和交直流变换设备是否发生故障,发生故障时断开对应的断路器对能源交换设备进行保护,同时在电能质量管理模块分析电能质量,发送调节指令对应调节无功和有功,保障能源交换设备的电能质量,解决了现有技术无法对能源交换设备进行监测和保护的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种能源交换设备监测和保护***的连接关系示意图;
其中,附图标记如下:
1、信息采集模块;2、A/D转换模块;3、变压功能保护模块;4、电能质量管理模块;5、负荷管理模块;6、电源接入管理模块;7、间歇性管理模块;8、燃气轮机管理模块;9、热力管理模块;10、储能运行调整模块;11、控制出口模块;12、事件记录模块;13、时间同步模块;14、第三总线;15、第一总线;16、第二总线。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种能源交换设备监测和保护***,解决了现有技术无法对能源交换设备进行监测和保护的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本发明提供了一种能源交换设备监测和保护***的一个实施例,包括:信息采集模块1、变压功能保护模块3和电能质量管理模块4;
信息采集模块1的输出端分别与变压功能保护模块3的输入端和电能质量管理模块4的输入端通信连接,信息采集模块1用于采集能源交换设备的电气量信息和非电气量信息;
变压功能保护模块3,用于根据信息采集模块1传递的数字量形式的电气量信息和非电气量信息判断变压器和交直流变换设备是否发生故障,当变压器和交直流变换设备发生故障时,控制发生故障的变压器或发生故障的交直流变换设备对应的断路器断开;
电能质量管理模块4,用于根据信息采集模块1传递的数字量形式的电气量信息和非电气量信息分析电能质量,并根据不同负荷对电能质量的不同要求发送对应的调节指令。
需要说明的是,信息采集模块1的作用是通过传感器和开关量探测器对能源交换设备所在的电气回路的电气量和能源交换设备其他非电气量的信息进行采集;
对于变压功能保护模块3和电能质量管理模块4而言,电气量的采样频率不同,对于变压功能保护模块3而言,采样频率为4000Hz,对于电能质量管理模块4而言,采样频率为12800Hz;
电能质量管理模块4为保证不同用户对电能质量的不同要求进行调整,因为电压水平主要和无功有关,频率主要和有功有关,所以电能质量管理模块4主要是与其他模块或者装置进行配合对有功和无功进行调节;
变压功能保护模块3主要针对能源交换设备的能量变化功能,即电压等级变换和交直流变换功能提供保护,具体原理可参照电力***中现有的相关继电保护功能实现原理。
以上是本发明提供的一种能源交换设备监测和保护***的一个实施例,以下是本发明提供的一种能源交换设备监测和保护***的另一个实施例。
请参阅图1,本发明提供了一种能源交换设备监测和保护***的一个实施例,包括:信息采集模块1、变压功能保护模块3和电能质量管理模块4;
信息采集模块1的输出端分别与变压功能保护模块3的输入端和电能质量管理模块4的输入端通信连接,信息采集模块1用于采集能源交换设备的电气量信息和非电气量信息;
变压功能保护模块3,用于根据信息采集模块1传递的数字量形式的电气量信息和非电气量信息判断变压器和交直流变换设备是否发生故障,当变压器和交直流变换设备发生故障时,控制发生故障的变压器或发生故障的交直流变换设备对应的断路器断开;
电能质量管理模块4,用于根据信息采集模块1传递的数字量形式的电气量信息和非电气量信息分析电能质量,并根据不同负荷对电能质量的不同要求发送对应的调节指令。
进一步地,还包括:A/D转换模块2、负荷管理模块5、电源接入管理模块6和第一总线15;
A/D转换模块2的输出端、变压功能保护模块3、电能质量管理模块4、负荷管理模块5和电源接入管理模块6与第一总线15通信连接;
A/D转换模块2的输入端与信息采集模块1的输出端通信连接,A/D转换模块2用于将电气量信息和非电气量信息从模拟量形式转换为数字量形式;
信息采集模块1的输出端通过A/D转换模块2和第一总线15分别与变压功能保护模块3的输入端和电能质量管理模块4的输入端通信连接;
负荷管理模块5,用于对不同负荷的用电习惯和负荷量进行统计,并在缺少无功的情况下根据电能质量管理模块4的调节指令按照负荷重要等级从等级最低的负荷开始依次发出切除指令;
电源接入管理模块6,用于根据负荷管理模块5统计的不同负荷的负荷量控制接入能源交换设备的电源的出力水平。
需要说明的是,对于非电气量信息而言,将非电气量信息由模拟量形式转换为数字量形式将便于对非电气量信息进行处理;
负荷管理模块5对于不同负荷用电数据通过与负荷的智能电表通信获取;
电源接入管理模块6控制接入能源交换设备的各电源的实时出力,以保证电能平衡。
进一步地,还包括:间歇性管理模块7和燃气轮机管理模块8;
间歇性管理模块7和燃气轮机管理模块8分别与第一总线15通信连接;
间歇性管理模块7,用于预测接入能源交换设备的风能发电设备和太阳能发电设备的出力水平,并将预测结果通过第一总线15传递到电源接入管理模块6;
燃气轮机管理模块8,用于根据电源接入管理模块6的第一控制指令调节燃气轮机的出力水平。
需要说明的是,将燃气轮机单独进行管理是因为燃气轮机的调峰能力强,响应快,可以作为间歇式能源的主要补充,燃气轮机负责与间歇性管理模块7和电源接入模块通信,以实现出力的控制。
进一步地,还包括:热力管理模块9;
热力管理模块9与第一总线15通信连接,热力管理模块9用于控制热电联产的热能流向。
需要说明的是,热力管理模块9功能具体内容为热水和冷气的分配和调度。
进一步地,还包括:储能运行调整模块10;
储能运行调整模块10与第一总线15通信连接,储能运行调整模块10用于根据电源接入管理模块6的第二控制指令对储能装置的充放电模式进行控制。
进一步地,还包括:控制出口模块11、事件记录模块12和第二总线16;
负荷管理模块5、电源接入管理模块6、间歇性管理模块7、燃气轮机管理模块8、热力管理模块9和储能运行调整模块10的输出端与第二总线16通信连接;
控制出口模块11和事件记录模块12的输入端与第二总线16通信连接;
控制出口模块11,用于输出负荷管理模块5、电源接入管理模块6、间歇性管理模块7、燃气轮机管理模块8、热力管理模块9和储能运行调整模块10的控制指令;
事件记录模块12,用于记录能源交换设备监测和保护***发生的所有事件。
进一步地,还包括:第三总线14和时间同步模块13;
信息采集模块1的输出端、A/D转换模块2的输入端和时间同步的输出端与第三总线14通信连接;
信息采集模块1的输出端通过第三总线14与A/D转换模块2的输入端通信连接;
时间同步模块13,用于为信息采集模块1采集的电气量信息和非电气量信息进行时间戳标记。
进一步地,信息采集模块1具体包括:电压传感器、电流传感器、开关量探测器、温度传感器、气体传感器和流量传感器。
进一步地,A/D转换模块2为VFC变换器。
进一步地,第一总线15、第二总线16和第三总线14分别为SOA服务总线、CAN总线和IEC61850实时总线中任意一种。
需要说明的是,本实施例的各模块与总线进行通信连接,可以互通信息,同时也可为后续按照需求增加的应用模块提供数据平台。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的***,装置和模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的***可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的***实施例仅仅是示意性的,例如,模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个***,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。
集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种能源交换设备监测和保护***,其特征在于,包括:信息采集模块、变压功能保护模块和电能质量管理模块;
所述信息采集模块的输出端分别与所述变压功能保护模块的输入端和所述电能质量管理模块的输入端通信连接,所述信息采集模块用于采集能源交换设备的电气量信息和非电气量信息;
所述变压功能保护模块,用于根据所述信息采集模块传递的所述电气量信息和所述非电气量信息判断变压器和交直流变换设备是否发生故障,当所述变压器和所述交直流变换设备发生故障时,控制所述发生故障的变压器或所述发生故障的交直流变换设备对应的断路器断开;
所述电能质量管理模块,用于根据所述信息采集模块传递的所述电气量信息和所述非电气量信息分析电能质量,并根据不同负荷对电能质量的不同要求发送对应的调节指令。
2.根据权利要求1所述的一种能源交换设备监测和保护***,其特征在于,还包括:A/D转换模块、负荷管理模块、电源接入管理模块和第一总线;
所述A/D转换模块的输出端、所述变压功能保护模块、所述电能质量管理模块、所述负荷管理模块和所述电源接入管理模块与所述第一总线通信连接;
所述A/D转换模块的输入端与所述信息采集模块的输出端通信连接,所述A/D转换模块用于将所述电气量信息和所述非电气量信息从模拟量形式转换为数字量形式;
所述信息采集模块的输出端通过所述A/D转换模块和所述第一总线分别与所述变压功能保护模块的输入端和所述电能质量管理模块的输入端通信连接;
所述负荷管理模块,用于对不同负荷的用电习惯和负荷量进行统计,并在缺少无功的情况下根据所述电能质量管理模块的调节指令按照负荷重要等级从等级最低的负荷开始依次发出切除指令;
所述电源接入管理模块,用于根据所述负荷管理模块统计的不同负荷的负荷量控制接入能源交换设备的电源的出力水平。
3.根据权利要求2所述的一种能源交换设备监测和保护***,其特征在于,还包括:间歇性管理模块和燃气轮机管理模块;
所述间歇性管理模块和所述燃气轮机管理模块分别与所述第一总线通信连接;
所述间歇性管理模块,用于预测接入能源交换设备的风能发电设备和太阳能发电设备的出力水平,并将预测结果通过所述第一总线传递到所述电源接入管理模块;
所述燃气轮机管理模块,用于根据所述电源接入管理模块的第一控制指令调节燃气轮机的出力水平。
4.根据权利要求2所述的一种能源交换设备监测和保护***,其特征在于,还包括:热力管理模块;
所述热力管理模块与所述第一总线通信连接,所述热力管理模块用于控制热电联产的热能流向。
5.根据权利要求2所述的一种能源交换设备监测和保护***,其特征在于,还包括:储能运行调整模块;
所述储能运行调整模块与所述第一总线通信连接,所述储能运行调整模块用于根据所述电源接入管理模块的第二控制指令对储能装置的充放电模式进行控制。
6.根据权利要求2至5所述的任意一项能源交换设备监测和保护***,其特征在于,还包括:控制出口模块、事件记录模块和第二总线;
所述负荷管理模块、所述电源接入管理模块、所述间歇性管理模块、所述燃气轮机管理模块、所述热力管理模块和所述储能运行调整模块的输出端分别与所述第二总线通信连接;
所述控制出口模块和所述事件记录模块的输入端与所述第二总线通信连接;
所述控制出口模块,用于输出所述负荷管理模块、所述电源接入管理模块、所述间歇性管理模块、所述燃气轮机管理模块、所述热力管理模块和所述储能运行调整模块的控制指令;
所述事件记录模块,用于记录能源交换设备监测和保护***发生的所有事件。
7.根据权利要求6所述的一种能源交换设备监测和保护***,其特征在于,还包括:第三总线和时间同步模块;
所述信息采集模块的输出端、所述A/D转换模块的输入端和所述时间同步的输出端与所述第三总线通信连接;
所述信息采集模块的输出端通过所述第三总线与所述A/D转换模块的输入端通信连接;
所述时间同步模块,用于为所述信息采集模块采集的所述电气量信息和所述非电气量信息进行时间戳标记。
8.根据权利要求1所述的一种能源交换设备监测和保护***,其特征在于,所述信息采集模块具体包括:电压传感器、电流传感器、开关量探测器、温度传感器、气体传感器和流量传感器。
9.根据权利要求1所述的一种能源交换设备监测和保护***,其特征在于,所述A/D转换模块为VFC变换器。
10.根据权利要求7所述一种能源交换设备监测和保护***,其特征在于,所述第一总线、所述第二总线和所述第三总线分别为SOA服务总线、CAN总线和IEC61850实时总线中任意一种。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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