一种基于软plc技术的微电网信息采集与通信装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于软PLC技术的微电网信息采集与通信装置；属于微电网运行控制(分布式发电)领域。
【背景技术】
[0002]近年来，新能源发电技术得到了越来越广泛的应用，其中，微电网是分布式发电的组织形式，是一种将分布式电源、储能系统和负荷相结合的新型电网形式，分布式电源地理位置上的分散特性决定其运行控制方式不同于常规大电网，将更依赖于设备运行信息的采集与传输，对设备数据采集与通信的实时性与可靠性要求更高。因此，需要在微电网信息采集与通信系统采用一种新的技术，使微电网信息采集与通信更加具有实时性、稳定性和可靠性。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种大大提高微电网信息采集与通信的实时性与可靠性的基于软PLC技术的微电网信息采集与通信装置。
[0004]为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种基于软PLC技术的微电网信息采集与通信装置，包括工控机和一组与其通信连接的主控制器；其特征在于:所述主控制器分别包括电力信息测试模块、数字量采集模块和通信模块；所述电力信息测试模块与负载的电量信号输出端信号连接；所述数字量采集模块与负载的控制保护设备信号连接；所述通信模块与负载及电池管理系统的输出端信号连接。
[0005]本实用新型进一步限定的技术方案是:
[0006]进一步的，所述负载包括并网开关PCC、光伏逆变器、风电变流器及储能系统；所述并网开关PCC、光伏逆变器、风流变流器及储能系统的输入端分别经断路器和接触器与交流母线线路连接。
[0007]进一步的，所述主控制器为三个，所述三个主控制器通过ADS通信模块并行连接到工控机；所述主控制器的电力信息测试模块包括电流信息采集模块和电压信息采集模块；所述主控制器的数字量采集模块包括检测模块和控制模块。
[0008]进一步的，第一个控制器的电流、电压及功率信息采集模块同时与可编程控制器PCC以及两个光伏逆变器的电流、电压信号输出端线路连接；所述第一个主控制器的检测模块同时与并网开关PCC以及两个光伏逆变器的接触器信号连接；控制模块同时与并网开关PCC以及两个光伏逆变器的断路器信号连接。
[0009]进一步的，第二个主控制器的电流、电压信息采集模块同时与三个风电变流器的电流、电压信号输出端线路连接；所述第二个主控制器的检测模块同时与三个风电变流器的接触器信号连接；所述控制模块同时与三个风电变流器的断路器信号连接。
[0010]进一步的，第三个主控制器的电流、电压信息采集模块同时与储能系统以及其他负载的电流、电压信号输出端线路连接；所述第三个主控制器的检测模块同时储能系统以及其他负载的接触器信号连接；所述控制模块同时与储能系统以及其他负载的断路器信号连接。
[0011]进一步的，所述通信模块与负载之间采用RS485通信连接；所述通信模块与工控机之间还连接有终端匹配电阻。
[0012]进一步的，所述主控制器采用CX8090主控制器，所述电力信息测试模块、数字量采集模块和通信模块是基于EtherCAT总线技术的端子模块。
[0013]进一步的，所述工控机与主控制器之间采用ADS通信。
[0014]本实用新型的有益效果是:本实用新型的微电网信息与通信系统，通过主控制器与各信息采集模块，可采集微电网内各分布式电源、储能系统和负荷的实时运行信息，并传送至工控机进行统一管理。可以很方便地实现编程，较大地提高了系统的开发效率，缩短开发周期，大大降低工程成本；各信息采集模块可以直接连接多个不同信号，无需信号转换器或额外的分析设备，同时，将内部电子元器件从连接层分离，使得不同电压组的创建变得更加简单，信号连接器上的干扰电压也不再有不良影响；提高微电网信息采集与通信的实时性与鲁棒性。
【附图说明】
[0015]下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。
[0016]图1为本实用新型的控制流程图。
[0017]图2为本实用新型的控制原理图。
[0018]图3为主控制器与各采集模块连接信号示意图。
[0019]图4为CX8090主控制器示意图。
[0020]图5为EL1004模块功能示意图。
[0021 ]图6为EL2004模块功能示意图。
[0022]图7为EL3403模块功能示意图。
[0023]图8为EL6021模块功能示意图。
【具体实施方式】
[0024]实施例1
[0025]本实施例提供的一种基于软PLC技术的微电网信息采集与通信装置，如图1所示:包括工控机和三个与其通信连接的主控制器；主控制器分别包括电力信息测试模块、数字量采集模块和通信模块；电力信息测试模块与负载的电量信号输出端信号连接；数字量采集模块与负载的控制保护设备信号连接；通信模块与负载的电池管理系统的输出端信号连接。
[0026]负载包括并网开关PCC、光伏逆变器、风电变流器、储能系统以及其他重要或不重要负载；
[0027]三个主控制器通过ADS通信模块并行连接到工控机；主控制器的电力信息测试模块包括电流信息采集模块、电压信息采集模块；主控制器的数字量采集模块包括检测模块和控制模块。
[0028]第一个控制器的电流、电压信息采集模块同时与可编程控制器PCC以及两个光伏逆变器的电流、电压的信号输出端线路连接；所述第一个主控制器的检测模块同时与并网开关PCC以及两个光伏逆变器的接触器信号连接；控制模块同时与并网开关PCC以及两个光伏逆变器的断路器信号连接。
[0029]第二个主控制器的电流、电压信息采集模块同时与三个风电变流器的电流、电压的信号输出端线路连接；所述第二个主控制器的检测模块同时与三个风电变流器的接触器信号连接；所述控制模块同时与三个风电变流器的断路器信号连接。
[0030]第三个主控制器的电流、电压信息采集模块同时与储能系统以及其他负载的电流、电压的信号输出端线路连接；所述第三个主控制器的检测模块同时与储能系统以及其他负载的接触器信号连接；所述控制模块同时与储能系统以及其他负载的断路器信号连接。
[0031]本实用新型采用德国倍福公司生产的CX8090主控制器和基于EtherCAT总线技术的端子模块；工控机与各主控制器之间采用ADS通信，ADS即自动化设备规范，它为设备之间的通讯提供路由，在基于TwinCAT的工控机PC和倍福的CX8090系列控制器中都包含TwinCAT信息路由器，其特点是性能优越、操作简便，用于微电网信息采集与通信系统，可以提高实时性与稳定性。两个采用RJ45接头的以太网口和集成的交换机功能可以实现总线型“菊花链式”拓扑结构，无需使用其它硬件即可经济地进行扩展编程和调试或与以太网之间的连接通过一个附加的以太网接口实现；该控制器还集成了一个I秒钟UPS，在电源电压出现故障时，能够提供充足的电量来存储残余的数据。
[0032]因此，各个ADS设备之间都能够交换数据和信息。EtherCAT端子模块可以直接连接多个不同信号，无需信号转换器或额外的分析设备；同时，将内部电子元器件从连接层分离，使得不同电压组的创建变得更加简单，信号连接器上的干扰电压也不再有不良影响。
[0033]其具体的控制原理及接线图如下:
[0034]图2为本实用新型的控制原理图:光伏逆变器I输入端子经断路器QFl和接触器KMl与交流母线相连，光伏逆变器2输入端子经断路器QF8和接触器KM8与交流母线相连，风机逆变器、储能系统和各级负荷均经过相应的断路器和接触器连接在交流母线上，再经过KM和QF连接在电网上。本微电网信息采集与通信系统采用3个CX8090主控制器，经过各自两个RJ45以太网口首位连接形成通信网络，每个主控制器都配有EtherCAT端子模块，即各分布式电源逆变器、储能和负荷交流出线端均接有EL1004、EL2004、EL3403和EL6021，负责采集各设备实时运行信息，主控制器将采集到的信息经ADS通信上传至工控机。
[0035]图3所示为主控制器和各信息采集模块的信号连接图，微电网信息采集与通信系统使用3个CX8090主控制器，经过各自控制器