直流屏及电力系统的制作方法

本发明涉及电力能源技术领域，尤其涉及一种直流屏及电力系统。

背景技术：

直流屏是一种直流电源设备，主要用于发电厂、变电站、配电房和开闭所等处，为控制负荷、动力负荷以及直流事故照明负荷等提供电源，是当代电力系统控制基础。

现有技术中，直流屏在为负荷提供电源时需要与开关柜等设备的控制操作相结合，并且需要在供电回路中加入继电保护器以对直流屏所在的电力系统提供保护。

采用现有技术的直流屏仅能用于提供电源，直流屏接入电力系统工作时需要若干其他设备配合，同时其他的配合设备都独立存在并且需要分别操作，因此直流屏的功能较为单一。

技术实现要素：

本发明提供一种直流屏及电力系统，增加了直流屏的功能，将直流屏的控制、开关柜的保护功能都集中在了直流屏中，使得直流屏同时具有供电、保护、开关柜故障切除三大功能，为一二次融合奠定了基础。

本发明实施例提供一种直流屏，包括：

电源切换模块、高频整流模块、硅链降压模块、继电保护模块和集中监控模块；

所述电源切换模块连接所述高频整流模块，所述高频整流模块连接所述硅链降压模块、所述集中监控模块与电池组，所述高频整流模块和所述集中监控模块连接开关柜中的电操控制模块，所述集中监控模块连接所述电操控制模块，所述继电保护模块连接所述集中监控模块、所述高频整流模块与所述电操控制模块；

所述电源切换模块用于接收至少两路交流电，并将所述至少两路交流电中的一路交流电接入所述高频整流模块，所述高频整流模块将所述交流电转换为直流电后将所述直流电接入所述硅链降压模块和所述电池组，所述硅链降压模块用于将所述直流电作为所述直流屏的输出电源进行输出；

所述集中监控模块用于实时监控并调整所述直流屏的各个模块的工作状态，所述集中监控模块还用于根据所述直流屏的用户设置的参数生成控制信息与保护信息，并向所述电操控制模块发送所述控制信息、向所述继电保护模块发送所述保护信息，使所述电操控制模块根据所述控制信息控制所述开关柜。

在本发明一实施例中，还包括：

所述继电保护模块用于获取所述直流屏与所述开关柜的工作参数，并根据所述工作参数为所述开关柜提供继电保护；

所述集中监控模块还用于调整所述继电保护模块的参数设置。

在本发明一实施例中，所述高频整流模块通过rs485接口与所述集中监控模块、所述继电保护模块和所述电操控制模块连接，所述继电保护模块通过rs485接口与所述集中监控模块和所述电操控制模块连接；

或者，所述高频整流模块通过通用分组无线服务gprs模块与所述集中监控模块、所述继电保护模块和所述电操控制模块连接，所述继电保护模块通过gprs模块与所述集中监控模块和所述电操控制模块连接。

在本发明一实施例中，所述继电保护模块具体用于获取电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等电气参数；所述继电保护模块具体具有速断、过流、零序过流保护的保护功能；所述继电保护模块同时具备重合闸、过电压、低电压保护及非电量保护跳闸功能。

在本发明一实施例中，所述集中监控模块还连接显示器，所述显示器用于提供所述集中监控模块的人机交互操作界面；

所述集中监控模块还连接所述电池组，所述集中监控模块还用于实时监控所述电池组的工作状态。

在本发明一实施例中，所述集中监控模块还用于通过所述电操控制模块获取所述开关柜的三遥信号，并根据所述三遥信号生成控制信息并向所述电操控制模块发送所述控制信息。

在本发明一实施例中，所述集中监控模块还连接：操作控制板，所述操作控制板用于接收所述直流屏的用户设置的参数。

在本发明一实施例中，所述高频整流模块还用于向所述电操控制模块提供电源。

在本发明一实施例中，所述硅链降压模块包括七级硅链，所述硅链降压模块用于将所述直流屏的输出电源控制在预设范围内。

本发明实施例提供一种电力系统，包括n个如上述实施例中任一项所述的直流屏，其中，所述n为正整数。

本发明提供一种直流屏及电力系统，其中直流屏包括：电源切换模块、高频整流模块、硅链降压模块和集中监控模块；电源切换模块连接高频整流模块，高频整流模块连接硅链降压模块、集中监控模块与电池组，高频整流模块和集中监控模块连接开关柜中的电操控制模块；电源切换模块用于接收至少两路交流电，并将至少两路交流电中的一路交流电接入高频整流模块，高频整流模块将交流电转换为直流电后将直流电接入硅链降压模块和电池组，硅链降压模块用于将直流电作为直流屏的输出电源进行输出；集中监控模块用于实时监控并调整高频整流模块的工作状态，集中监控模块还用于根据客户设置的参数生成控制信息与保护信息，并向电操控制模块发送控制信息，使电操控制模块根据控制信息控制开关柜。本发明提供的直流屏及电力系统，将直流屏的控制、开关柜的保护功能都集中在了直流屏中，使得直流屏的功能不再单一，丰富了直流屏的功能，并使得直流屏同时具有供电、保护、开关柜故障切除三大功能，为一二次融合奠定了基础。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明直流屏实施例一的结构示意图；

图2为本发明直流屏实施例三的结构示意图；

图3为本发明电力系统实施例一的结构示意图。

附图标记说明：

1：电源切换模块；

2：高频整流模块；

3：硅链降压模块；

4：集中监控模块；

5：电操控制模块；

6：继电保护模块。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本发明直流屏实施例一的结构示意图。如图1所示，本实施例直流屏包括：

电源切换模块1、高频整流模块2、硅链降压模块3、集中监控模块4和继电保护模块6；

电源切换模块1连接高频整流模块2，高频整流模块2连接硅链降压模块3、集中监控模块4与电池组，高频整流模块2和集中监控模块4连接开关柜中的电操控制模块5，集中监控模块4连接电操控制模块5，继电保护模块6连接集中监控模块4、高频整流模块2与电操控制模块5；

电源切换模块1用于接收至少两路交流电，并将至少两路交流电中的一路交流电接入高频整流模块2，高频整流模块2将交流电转换为直流电后将直流电接入硅链降压模块3和电池组，硅链降压模块3用于将直流电作为直流屏的输出电源进行输出；

集中监控模块4用于实时监控并调整直流屏的各个模块如：电源切换模块1、高频整流模块2、硅链降压模块3、集中监控模块4、电操控制模块5和继电保护模块6等其他模块的工作状态，集中监控模块4还用于根据直流屏的用户设置的参数生成控制信息与保护信息，并向电操控制模块5发送控制信息、向继电保护模块6发送保护信息，使电操控制模块5根据控制信息控制开关柜，继电保护模块根据保护信息设置参数，对直流屏与开关柜提供继电保护。

上述实施例中的直流屏还包括：继电保护模块6；集中监控模块4通过继电保护模块6连接电操控制模块5，继电保护模块6连接高频整流模块2；继电保护模块6用于获取直流屏与开关柜的工作参数，并根据工作参数为直流屏与开关柜提供继电保护；集中监控模块4还用于调整继电保护模块6的参数设置。

具体地，当本实施例提供的直流屏配套使用的是断路器开关柜时，通过在集中监控模块4与电操控制模块5之间加入继电保护模块6，实现对断路器开关柜的保护。其中，通过集中监控模块4设置继电保护模块6的参数，并将相应的保护功能投入使用，则当断路器开关柜的系统参数超出保护值时，继电保护模块6发出保护信号到电操控制模块5，电操控制模块5则控制例如开关柜上的电机或线圈使开关柜完成保护动作，切除系统故障。

具体地，如图1所示，本实施例提供的直流屏接收至少两路交流电，图1种以两路交流电仅为一示例，直流屏通过电源切换模块1选择一路交流电作为直流屏的输入电源，另一路交流电作为备用。则双路ac220v电源输入直流屏后，经过电源切换模块1切换后，将一路交流电接入高频整流模块2，高频整流模块2输出电压给硅链降压模块3和直流屏中的电池组，实现对外供电与对电池组的充电。

因此，本实施例中当直流屏有两组交流电输入时，两路交流电经过电源切换模块1进行切换，电源切换模块1选择其中一路交流电对下一级电路供电，另一路交流电则处于备用状态。当原供电电源故障时，电源切换模块1自动切除故障电源，并将处于备用状态下的备用电源进行切投并使用。经过切投之后的交流电源输入到高频整流模块2，高频整流模块2将交流电经过整流、滤波、pwm处理、变换后输出。

本实施例提供的直流屏中的集中监控模块4与高频整流模块2连接，从而实现实时监控并调整高频整流模块2的输出电源的功能。同时，高频整流模块2和集中监控模块4与安装在开关柜中的电操控制模块5连接，通过集中监控模块4生成控制信息，将控制信息通过其连接发送至开关柜上的电操控制模块5，使得电操控制模块5控制开关柜执行相应操作，例如开关柜的合闸、分闸等动作。可选地，本实施例的直流屏还可以包括操作按钮，通过直流屏上的操作按钮实现开关柜的合分闸操作。同时，电操控制模块5还可以将其采集的遥信、遥测信号通过与集中监控模块4的连接传送至集中监控单元。

可选地，本实施例中的高频整流模块2将输入的交流电经过emi滤波，过滤交流电中来自雷击或电网的电压，得到安全电压供下一级电路使用，以保证设备安全。而经emi滤波后的交流电经整流后变为直流电，再经pwm电路转换成高频交流电压，通过变压器降压后输出；若需输出直流，则降压后经全桥整流后再输出。

可选地，高频整流模块2采用软开关技术，提高高频整流模块2的转换效率，最高转换效率可达94％。可选地，当直流屏中包括两个或两个以上的高频整流模块2并联运行时，高频整流模块2具有均流功能。可选地，高频整流模块2具有带电插拔功能。

具体地，本实施例提供的直流屏的一种功能为：直流屏中的高频整流模块2与集中监控模块4连接，输出电源至集中监控模块4，使集中监控模块4正常工作。通过集中监控模块4可以监控和设置电池组的充放电参数、均浮充设置以及进行绝缘检测等；另一方面，高频整流模块2输出电源对电池组进行供电，同时输出电源经硅链降压模块3处理后稳定输出，对外供电。

本实施例提供的直流屏的另一种功能为：高频整流模块2与电操控制模块5连接，高频整流模块2向电操控制模块5提供电源，使电操控制模块5正常工作。集中监控模块4与电操控制模块5连接，集中监控模块4可通过采集开关柜的电操控制模块5的三遥信号，实现对开关柜的三遥信号的监控与信号上传，实现自动化无人监守。同时可选地，还可以通过直流屏包括的操作按钮，从直流屏上实现对开关柜的合分闸操作控制。

本实施例提供一种直流屏包括：电源切换模块、高频整流模块、硅链降压模块和集中监控模块；电源切换模块连接高频整流模块，高频整流模块连接硅链降压模块、集中监控模块与电池组，高频整流模块和集中监控模块连接开关柜中的电操控制模块；电源切换模块用于接收至少两路交流电，并将至少两路交流电中的一路交流电接入高频整流模块，高频整流模块将交流电转换为直流电后将直流电接入硅链降压模块和电池组，硅链降压模块用于将直流电作为直流屏的输出电源进行输出；集中监控模块用于实时监控并调整高频整流模块的工作状态，集中监控模块还用于根据高频整流模块的工作状态生成控制信息，并向电操控制模块发送控制信息，使电操控制模块根据控制信息控制开关柜。

本实施例提供的直流屏，将直流屏的控制、保护功能都集中在了直流屏中，使得直流屏的功能不再单一，丰富了直流屏的功能。尤其是在随着一二次融合概念的提出，现有技术中的直流屏已经不能满足设备一体化、成套化、集成化和高度融合的要求，已经无法满足设备发展需求的情况下，本实施例中的直流屏克服现有技术的不足，适应社会发展的需求，解决了传统的直流屏功能单一的问题，丰富了直流屏的功能，使得通过直流屏能够对开关柜进行控制与操作，并且还可以通过直流屏中的继电保护模块对断路器开关柜进行监控与保护，进一步地丰富了直流屏的功能。

可选地，在本实施例中，继电保护模块6具体用于获取电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等电气参数；继电保护模块6具体具有速断、过流、零序过流保护的保护功能；继电保护模块6同时具备重合闸、过电压、低电压保护及非电量保护跳闸功能。

可选地，在上述实施例中，高频整流模块2通过rs485接口与集中监控模块4、继电保护模块6和电操控制模块5连接，继电保护模块6通过rs485接口与集中监控模块4和电操控制模块5连接；

或者，高频整流模块2通过通用分组无线服务gprs模块与集中监控模块4、继电保护模块6和电操控制模块5连接，继电保护模块6通过gprs模块与集中监控模块4和电操控制模块5连接。

可选地，在上述各项实施例中，集中监控模块4还连接显示器，显示器用于提供集中监控模块4的人机交互操作界面；

集中监控模块4还连接电池组，集中监控模块4还用于实时监控电池组的工作状态。

集中监控模块4还用于通过电操控制模块5获取开关柜的三遥信号，并根据三遥信号生成控制信息并向电操控制模块5发送控制信息。

集中监控模块4还连接：操作控制板，操作控制板用于接收直流屏的用户设置的参数，集中监控模块4通过操作控制板获取的直流屏的用户设置的参数生成控制信息与保护信息，并向电操控制模块5发送控制信息、向继电保护模块6发送保护信息。

具体地，集中监控单元具有采集电池电压、控母电压、电池电流、控母电流、高频模块故障状态、交流输入故障、绝缘故障、开关柜遥信量(包括高压开关位置信号、隔离开关位置信号、接地开关位置信号、弹簧已储能信号)、开关柜遥测量(包括电流、电压)的功能。同时，集中监控单元可以调节均浮充控制、均充电压、浮充电压、电池限流连续可调，可以开出传动信号，实现对开关柜的合分闸操作控制。可以设置继电保护参数，实现开关柜的过流、速断、零序保护功能。集中监控单元还具有自动管理功能，实现电池自动管理，如电池的充电模式自动转换、定期均充、均充限时等。集中监控单元还具有通信模块，通过rs485接口实现对高频模块、电操控制模块5的管理与控制，满足自动化控制要求。还可适配gprs模块，实现无线通信功能。可选地，集中监控单元界面采用lcd显示，按键操作，人机界面友好。可选地，集中监控单元柜体结构采用模块化设计。控制箱与电池箱可分开，分别置于不同的地点，满足电房、户外箱安装空间小的使用环境。可选地，集中监控单元具有带电插拔功能。

可选地，在上述实施例中，硅链降压模块3包括七级硅链，硅链降压模块3用于将直流屏的输出电源控制在预设范围内。

可选地，在上述实施例中，电操控制模块5的数字信号输入/输出模块、模数转换模块可以分别与cpu模块连接，cpu模块与直流屏连接，用于将开关柜的各开关量信号、遥测量发送至直流屏。当电操控制模块5位于远方控制模式时，以使直流屏能够遥控开关柜。

图2为本发明直流屏实施例三的结构示意图。如图2所示的结构为开关柜一种外观实现方式，其结构设置仅为一种可能的排列方式，具体的每个模块的排列可以根据工程需要进行调整，不再赘述。

图3为本发明电力系统实施例一的结构示意图。如图3所示，本实施例提供的电力系统30包括n个如上述各实施例中任一项中的直流屏301。其中，n为正整数，图3中仅包括一个直流屏301供示例。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。