微电网智能快速开关的制作方法

文档序号:7494545阅读:380来源:国知局
专利名称:微电网智能快速开关的制作方法
技术领域
本发明涉及一种微电网PCC智能成套设备,主要应用于微电网和大电网连接处, 是微电网和大电网联结的关键设备,是将微电网保护测控和快速断路器相结合的智能化成套设备。
背景技术
微电网具有并网/孤网两种稳态运行模式,并网模式是指在正常情况下,微网与大电网连接,二者同时运行,微电网向大电网提供多余的电能或由大电网补充微电网发电量的不足;孤网运行是指大电网发生故障或电能质量不能满足微电网要求时,微电网与大电网断开独自运行,可见微电网的孤网运行可为系统提供了更高的供电可靠性和供电不可间断性。当进行并网/孤网两种模式间转换时,为保证微电网内电压的连续平稳过渡,实现无缝切换,以确保网内重要敏感负荷的供电不受影响,对微电网与大电网连接处的开关的快速性要求较高。然而,由于现有技术下的各断路开关通常采用傅立叶变换或其变种进行故障电流的计算,该种计算方法需要一个完整周波采样才能准确计算出故障电流的大小,对于50Hz的交流电一个基波周期为20ms,所以最快的断开动作时间也大于20ms,整组断开动作时间有的可以达到50ms多,在时效性上无法满足微电网的工作模式切换的需要。

发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种微电网智能快速开关,该快速开关采用了一种新型简洁的故障电流计算方法和快速操动机构,算法将故障电流信号程序判断处理时间缩短到3ms以内,从而使整组断开动作时间缩短到7ms以内,有力保证了微电网在并网/孤网模式间的平稳过渡。本发明所采用的主要技术方案是
一种微电网智能快速开关,包括用于驱动合分闸的操动机构和能够接收电流检测装置的电流信息、对该电流信息进行处理和逻辑分析并在判断出电流故障后输出控制指令控制所述操动机构分合间动作的中央控制单元,所述中央控制单元对电流信息进行处理和逻辑分析的方式为在一个交流周期内进行多点采样,每获得一个新的采样数据后,就将该采样数据同上一交流周期内的同位置采样数据进行比较,如两者差值超过设定标准,则计算持续多个相邻采样点之间的一个或多个电流工程值,在所述一个或多个电流工程值超过设定的标准时,判断为电流故障。所述处理和逻辑分析包括下列步骤
(1)采样对所述电流信息连续采样,每个基波电流周期内采样点为N个,NM;
(2)进行突变量判断记录连续N+1个点的采样值,将每点采样值与前一周期同位置的采样值进行比较,当正负偏差超过突变量定值时,启动步骤(3);
(3)故障电流的快速计算继续采样至少M点的值
4M ^ 3,采用下式两点法计算所述电流工程量的平方
权利要求
1.一种微电网智能快速开关,包括用于驱动合分闸的操动机构和能够接收电流检测装置的电流信息、对该电流信息进行处理和逻辑分析并在判断出电流故障后输出控制指令控制所述操动机构分合闸动作的中央控制单元,其特征在于所述中央控制单元对电流信息进行处理和逻辑分析的方式为在一个交流周期内进行多点采样,每获得一个新的采样数据后,就将该采样数据同上一交流周期内的同位置采样数据进行比较,如两者差值超过设定标准,则计算持续多个相邻采样点之间的一个或多个电流工程值,在所述一个或多个电流工程值超过设定的标准时,判断为电流故障。
2.如权利要求1所述的微电网智能快速开关,其特征在于所述处理和逻辑分析包括下列步骤(1)采样对所述电流信息连续采样,每个基波电流周期内采样点为N个,NM;(2)进行突变量判断记录连续N+1个点的采样值,将每点采样值与前一周期同位置的采样值进行比较,当正负偏差超过突变量定值时,启动步骤(3);(3)故障电流的快速计算继续采样至少M点的值 Si,M > 3,采用下式两点法计算所述电流工程量的平方
3.如权利要求2所述的微电网智能快速开关,其特征在于所述操动机构为快速永磁操动机构。
4.如权利要求3所述的微电网智能快速开关,其特征在于所述快速永磁操动机构包括用于快速分闸的斥力线圈和斥力金属盘以及用于合闸与分合闸保持的双稳态永磁机构,所述斥力金属盘固定连接至用于驱动灭弧装置动作的操动机构输出轴。
5.如权利要求4所述的微电网智能快速开关,其特征在于还包括用于检测线路电流的电流检测装置,所述中央控制单元设有用于接收所述电流信息的检测信号输入接口电路, 所述电流检测装置的输出端连接至所述检测信号输入接口电路的输入端。
6.如权利要求5所述的微电网智能快速开关,其特征在于所述检测信号输入接口电路设有用于对所述电流信息进行模数转换的高速、高精度模数转换器。
7.如权利要求6所述的微电网智能快速开关,其特征在于所述电流检测装置包括A、B、 C三相电流互感器,或者包括A、B、C三相电流互感器和零序电流互感器。
8.如权利要求1-7中任一权利要求所述的微电网智能快速开关,其特征在于所述中央控制单元还设有能够与外界能量管理用主机之间双向通信的数字通信电路,所述数字通信电路用于上传所述快速开关的各种状态信息和接收来自所述主机的各种调度指令。
9.如权利要求8所述的微电网智能快速开关,其特征在于所述中央控制单元还设有能够接收遥控信号的遥控信号输入接口电路。
10.如权利要求9所述的微电网智能快速开关,其特征在于还设有用于从线路上取电并将其转换成所述遥控信号输入接口电路和斥力线圈供电线路用电的电压或电流变换单兀。
全文摘要
本发明涉及一种微电网智能快速开关,包括用于驱动合分闸的操动机构和能够接收电流检测装置的电流信息、对该电流信息进行处理和逻辑分析并在判断出电流故障后输出控制指令控制所述操动机构分合闸的中央控制单元,在所述处理和逻辑分析步骤中采用了突变量启动、两点计算的全新的快速出口算法,使整个出口时间可以控制在3ms左右,同时所述操动机构设有用于快速分闸的斥力线圈和斥力金属盘,使整组断开动作时间缩短到7ms以内,从软、硬件两方面实现了快速动作、快速保护出口、快速切除故障的目的,可有力地保证微电网在并网或孤网运行状态下的可靠性以及在并网/孤网模式间的平稳过渡,在满足微电网特殊使用要求的前提下显著降低了设备成本。
文档编号H02J13/00GK102290868SQ20111025828
公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者祝振鹏 申请人:北京新能汇智微电网技术有限公司
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