一种配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置制造方法
【专利摘要】一种配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置属于配电网【技术领域】，特别涉及一种配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置。本实用新型提供一种数据采集准确、速度快的配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置。本实用新型配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置包括发电设备终端和调度中心端；所述的发电设备终端包括传感器、A/D模数转换器、DSP微处理器、FPGA数据计算芯片和4G通信模块，所述调度中心端包括工控机和4G通信模块，所述传感器的输出端与A/D模数转换器输入端相连，A/D模数转换器的输出端与DSP微处理器的输入端相连。
【专利说明】—种配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于配电网【技术领域】，特别涉及一种配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置。
【背景技术】
[0002]风力发电和光伏发电都是复杂的系统，如何根据风力发电和光伏发电设备的运行特点进行协调调度，使现有工程发挥最大效益，越来越受到重视，以往风力发电和光伏发电调度的特点是运行人员凭借主观判断控制决策风力发电和光伏发电的运行，在这个过程中有很多模糊性的内容，因此，对配电网内风力发电和光伏发电设备的电气参数及气象环境参数进行实时监测，并根据监测参数对风力发电和光伏发电设备输出功率进行控制，能够有效避免风力发电和光伏发电设备间的功率分配不合理现象，提高电力系统可靠性。
【发明内容】
[0003]本实用新型就是针对上述问题，提供一种数据采集准确、速度快的配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置包括发电设备终端和调度中心端；所述的发电设备终端包括传感器、Α/D模数转换器、DSP微处理器、FPGA数据计算芯片和4G通信模块，所述调度中心端包括工控机和4G通信模块，所述传感器的输出端与Α/D模数转换器输入端相连，Α/D模数转换器的输出端与DSP微处理器的输入端相连，DSP微处理器的输出端与FPGA数据计算芯片的输入端相连，FPGA数据计算芯片的输出端与发电设备的控制单元和4G通信模块的输入端相连；
[0005]所述传感器包括电流互感器、电压互感器、功率变送器、温度传感器、噪声传感器，电流互感器输出端口、电压互感器输出端口、功率变送器输出端口、温度传感器输出端口、噪声传感器输出端口分别与Α/D模数转换器的输入端口相连。
[0006]作为另一种优选方案，本实用新型所述传感器选用DHC03B型电流互感器、DH51D6V0.4B型电压互感器、SSET CE-C03型功率变送器、HE-200红外温度传感器和CRY2110型噪声传感器。
[0007]作为另一种优选方案，本实用新型所述Α/D模数转换器采用TLC2543串行Α/D转换器，4G通信传输单元采用ME3760型号的LTE模块，DSP微处理器选用TMS320F2812芯片，FPGA数据计算芯片选用EPM7064SLC44芯片，发电设备的控制单元51单片机ST89C51芯片；
[0008]电流互感器、电压互感器、功率变送器、温度传感器、噪声传感器输出端分别经过信号转换电路后连接到Α/D转换器TLC2543的输入端AIN0-AIN4，Α/D转换器TLC2543的输出端 E0C、I/0、IN、0UT、CS 分别连接到 DSP 芯片 TMS320F2812 的 XA1-XA5 引脚，TMS320F2812的 XD0-XD7 引脚分别与 FPGA 芯片 EPM7064SLC44 的 1017-1021、1024-1026 引脚，FPGA 芯片 EPM7064SLC44 的 104-106、108、109、1011、1012、1014 引脚分别与单片机 STC89C51 芯片的P0.0-P0.7相连，STC89C51芯片的RXD、TXD与发电自动控制装置相连，FPGA芯片EPM7064SLC44的1037引脚与4G通信模块ME3760的DATA端相连，4G通信模块的ATNl端通过天线将数据传送到远方调度终端的UN0-3072系列Pentium M嵌入式工控机。
[0009]另外，本实用新型所述信号转换电路采用TLC4501芯片。(设置信号转换电路，保证信号采集的频带宽度、转换速率和电压增益，同时降低输入失调电压和电流以及温度漂移)。
[0010]其次，本实用新型所述4G通信模块ME3760的XCLKl脚分别与1600MHz晶体振荡器一端、电阻Rm —端、电容C45 —端相连，电阻R24另一端分别与1600MHz晶体振荡器另一端、ME3760的XCLK2脚、电容C44 一端相连，电容C45另一端分别与ME3760的VSS脚、电容C44另一端、地相连。
[0011]电流、电压、功率、温度、噪声信息经过各传感器，进行同步采样、保持、A/D转换，变为数字信号后，送入DSP芯片进行数据处理，信息数据由DSP的并行数据输出接口送到FPGA的数据输入口，再由FPGA将数据送到4G通信模块，为与远方调度端的工控机通讯做好准备；工控机接收电流、电压、功率、温度、噪声信息数据，并通过4G通信网络传输到4G通信模块，然后由4G模块将数据送到FPGA，由FPGA将数据送至单片机STC89C51，由单片机通过TXD 口对发电控制装置发出控制信号。
[0012]本实用新型有益效果。
[0013]DSP微处理器和FPGA数据计算芯片相结合，提高了数据采集准确性和全面性，提高数据采集速度和精度。本实用新型通过配电网内发电设备间的控制，有效避免了发电设备对电网产生的冲击，大大提高发电设备发电并网效率，降低了发电并网成本，提高了配电网和发电设备可靠性，实现了以较高精度和较短响应时间的优势对配电网中的发电设备进行控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
[0015]图1是本实用新型电路原理框图。
[0016]图2是本实用新型电路原理图。
【具体实施方式】
[0017]如图所示，本实用新型配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置包括发电设备终端和调度中心端；所述的发电设备终端包括传感器、A/D模数转换器、DSP微处理器、FPGA数据计算芯片和4G通信模块，所述调度中心端包括工控机和4G通信模块，所述传感器的输出端与A/D模数转换器输入端相连，A/D模数转换器的输出端与DSP微处理器的输入端相连，DSP微处理器的输出端与FPGA数据计算芯片的输入端相连，FPGA数据计算芯片的输出端与发电设备的控制单元和4G通信模块的输入端相连。
[0018]上述传感器选用DHC03B型电流互感器、DH51D6V0.4B型电压互感器、SSET CE-C03型功率变送器、HE-200红外温度传感器和CRY2110型噪声传感器。
[0019]上述A/D模数转换器选用TLC2543 A/D转换芯片。
[0020]上述DSP微处理器选用TMS320F2812芯片。
[0021 ] 上述FPGA数据计算芯片选用EPM7064SLC44芯片。
[0022]上述发电设备控制单元为51单片机ST89C51芯片。
[0023]上述4G通信模块为ME3760型号LTE模块。
[0024]电流互感器、电压互感器、功率变送器、温度传感器、噪声传感器输出端分别经过信号转换电路后连接到A/D转换器TLC2543的输入端AIN0-AIN4，如图2所示，A/D转换器TLC2543 的输出端 E0C、I/O、IN、OUT、CS 分别连接到 DSP 芯片 TMS320F2812 的 XA1-XA5 引脚，TMS320F2812 的 XD0-XD7 引脚分别与 FPGA 芯片 EPM7064SLC44 的 Ι017_Ι021、Ι024_Ι026引脚，FPGA 芯片 EPM7064SLC44 的 104-106、108、109、1011、1012、1014 引脚分别与单片机STC89C51芯片的P0.0-Ρ0.7相连，STC89C51芯片的RXD、TXD与发电自动控制装置相连，FPGA芯片EPM7064SLC44的1037引脚与4G通信模块ΜΕ3760的DATA端相连，4G通信模块的ATNl端通过天线将数据传送到远方调度终端的UN0-3072系列Pentium M嵌入式工控机。
[0025]电流、电压、功率、温度、噪声信息经过各传感器，进行同步采样、保持、A/D转换，变为数字信号后，送入DSP芯片进行数据处理，处理后的信息数据由DSP的并行数据输出接口送到FPGA的数据输入口，再由FPGA将数据送到4G通信模块，为与远方调度端的工控机通讯做好准备；工控机对电流、电压、功率、温度、噪声信息数据进行计算后，将计算结果通过4G通信网络传输到4G通信模块，然后由4G模块将计算结果送到FPGA，由FPGA将数据送至单片机STC89C51，由单片机通过TXD 口对发电自动控制装置发出控制命令。
[0026]电流、电压、功率、温度、噪声信息经过各传感器，进行同步采样、保持、A/D转换，变为数字信号后，送入DSP芯片进行数据处理，信息数据由DSP的并行数据输出接口送到FPGA的数据输入口，再由FPGA将数据送到4G通信模块，为与远方调度端的工控机通讯做好准备；工控机接收电流、电压、功率、温度、噪声信息数据，并通过4G通信网络传输到4G通信模块，然后由4G模块将数据送到FPGA，由FPGA将数据送至单片机STC89C51，由单片机通过TXD 口对发电控制装置发出控制信号。
[0027]可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置，其特征在于包括发电设备终端和调度中心端；所述的发电设备终端包括传感器、Α/D模数转换器、DSP微处理器、FPGA数据计算芯片和4G通信模块，所述调度中心端包括工控机和4G通信模块，所述传感器的输出端与Α/D模数转换器输入端相连，Α/D模数转换器的输出端与DSP微处理器的输入端相连，DSP微处理器的输出端与FPGA数据计算芯片的输入端相连，FPGA数据计算芯片的输出端与发电设备的控制单元和4G通信模块的输入端相连； 所述传感器包括电流互感器、电压互感器、功率变送器、温度传感器、噪声传感器，电流互感器输出端口、电压互感器输出端口、功率变送器输出端口、温度传感器输出端口、噪声传感器输出端口分别与Α/D模数转换器的输入端口相连。
2.根据权利要求1所述一种配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置，其特征在于所述传感器选用DHC03B型电流互感器、DH51D6V0.4B型电压互感器、SSET CE-CO3型功率变送器、HE-200红外温度传感器和CRY2110型噪声传感器。
3.根据权利要求2所述一种配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置，其特征在于所述Α/D模数转换器采用TLC2543串行Α/D转换器，4G通信传输单元采用ME3760型号的LTE模块，DSP微处理器选用TMS320F2812芯片，FPGA数据计算芯片选用EPM7064SLC44芯片，发电设备的控制单元51单片机ST89C51芯片； 电流互感器、电压互感器、功率变送器、温度传感器、噪声传感器输出端分别经过信号转换电路后连接到Α/D转换器TLC2543的输入端AIN0-AIN4，Α/D转换器TLC2543的输出端 EOC、I/O、IN、OUT、CS 分别连接到 DSP 芯片 TMS320F2812 的 XA1-XA5 引脚，TMS320F2812的 XD0-XD7 引脚分别与 FPGA 芯片 EPM7064SLC44 的 1017-1021、1024-1026 引脚，FPGA 芯片 EPM7064SLC44 的 104-106、108、109、1011、1012、1014 引脚分别与单片机 STC89C51 芯片的P0.0-P0.7相连，STC89C51芯片的RXD、TXD与发电自动控制装置相连，FPGA芯片EPM7064SLC44的1037引脚与4G通信模块ME3760的DATA端相连，4G通信模块的ATNl端通过天线将数据传送到远方调度终端的UN0-3072系列Pentium M嵌入式工控机。
4.根据权利要求3所述一种配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置，其特征在于所述信号转换电路采用TLC4501芯片。
5.根据权利要求4所述一种配电网风力发电设备和光伏发电设备出力协调装置，其特征在于所述4G通信模块ME3760的XCLKl脚分别与1600MHz晶体振荡器一端、电阻R24 —端、电容C45 —端相连，电阻R24另一端分别与1600MHz晶体振荡器另一端、ME3760的XCLK2脚、电容C44 一端相连，电容C45另一端分别与ME3760的VSS脚、电容C44另一端、地相连。
【文档编号】H02J3/46GK203942295SQ201420394792
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】齐伟夫, 包锡波, 潘泳超, 丁木, 孙佳琪, 赵硕 申请人:国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司