一种微电网交直流母线接口变换器实时监测系统的制作方法

本发明属于微电网并网变换器检测技术领域，具体为一种微电网交直流母线接口变换器实时监测系统。

背景技术：

随着光伏、风电等可再生能源大量接入及直流负载的日益增加，能同时满足交直流电源、负荷和储能等接入需求的交直流混合微电网成为一种重要的供电模式。在交直流混合微电网中，交直流母线接口变换器是连接交流子网与直流子网的纽带，其性能的好坏对混合微电网稳定可靠运行及电能质量的保障起着决定性作用。随着科学技术的发展，交直流母线接口变换器检测装置也得到了技术改进，但手持式电能检测仪表增加了测试难度、人工成本，同时，高精度的功率分析仪、电能质量分析仪造价昂贵。对于微电网变换器的实时监测，急需一种结构简单、安全可靠地智能化测控装置。因此，有必要提供一种交直流母线接口变换器监测系统以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明旨在解决当前交直流母线接口变换器测试大多数采用手持式检测仪表，但手持式检测仪表存在测量难度大，工作效率低，实时性差，人工成本较高的技术问题；或者采用价格昂贵的功率分析仪和电能表，其存在成本较高等技术问题，提供了一种微电网交直流母线接口变换器实时监测系统。

本发明解决其技术问题采用的技术手段是：一种微电网交直流母线接口变换器实时监测系统，包括现场设备层、网络通信层和用户管理层，现场设备层中包括智能交流电表、智能直流电表、定位模块和温度传感器，网络通信层包括通讯管理机，用户管理层设置有监测平台，智能交流电表连接至交流母线与待测交直流母线接口变换器之间，智能直流电表连接至直流母线与待测交直流母线接口变换器之间，定位模块和温度传感器均设置于待测交直流母线接口变换器上，智能交流电表、智能直流电表、定位模块和温度传感器均与通讯管理机相连接，通讯管理机连接至监测平台。

10kv交流母线中的电流输入到待测交直流母线接口变换器中，经过待测交直流母线接口变换器的变换输出为10kv的直流，智能交流电表用于检测待测交直流母线接口变换器的输入电流，智能直流电表检测待测交直流母线接口变换器的输出电流，温度传感器采集待测交直流母线接口变换器的设备温度，实时温度数据能够综合反映待测交直流母线接口变换器在不同环境温度下的工作状态，定位模块采集待测交直流母线接口变换器的位置信息，通过实时位置信息可避免待测交直流母线接口变换器或监测平台本身的丢失带来的不便以及经济损失，智能交流电表、智能直流电表、定位模块和温度传感器将各自检测的数据传输至网络通信层中的通讯管理机，通讯管理机将所有信息汇总之后，通过以太网一路通讯接口转发给用户管理层的监测平台。

优选的，监测平台包括ups不间断电源和并网设备电能监测平台。ups不间断电源为并网设备电能监测平台不间断供电，并网设备电能监测平台上安装电能管理软件，通过电能管理软件的人机界面和管理功能实现对微电网并网设备的实时监控和报表管理。

优选的，待测交直流母线接口变换器与智能直流电表之间还连接有直流电压互感器。待测交直流母线接口变换器的输出为高电压等级10kv，无法将智能直流电表直接接入线路，所以需要在待测交直流母线接口变换器与智能直流电表之间接入直流电压互感器。

本发明的有益效果是：通过本发明所述实时监测系统对待测交直流母线接口变换器进行检测，测量难度小，工作效率高，具有实时性，避免了采用手持式检测仪表存在的人工成本较高的问题；而且本发明所述实时监测系统整体成本较低，从而节约了投资运行成本，十分便携，观察微电网电性能十分方便，通过设置温度传感器，实现了对交直流母线接口待测交直流母线接口变换器的多方位工作状态监测，实时温度数据能够综合反映待测交直流母线接口变换器在不同环境温度下的工作状态；通过设置定位模块实时获取待测交直流母线接口变换器的位置变化信息，实时位置数据可避免待测交直流母线接口变换器或监测平台本身的丢失带来的不便以及经济损失；所述微电网交直流母线接口变换器实时监测系统具有良好的兼容性和扩展性，便于微电网其他变换器检测设备的接入。

附图说明

图1为本发明所述的一种微电网交直流母线接口变换器实时监测系统的结构示意图。

图2为本发明所述的并网设备电能监测平台的软件控制框图。

图中：1-智能交流电表；2-智能直流电表；3-定位模块；4-温度传感器；5-通讯管理机；6-监测系统；7-待测交直流母线接口变换器；8-ups不间断电源；9-并网设备电能监测平台；10-打印机；11-直流电压互感器。

具体实施方式

参照图1和图2，对本发明所述的一种微电网交直流母线接口变换器实时监测系统进行详细说明。

一种微电网交直流母线接口变换器实时监测系统，如图1所示，包括现场设备层、网络通信层和用户管理层，现场设备层中包括智能交流电表1、智能直流电表2、定位模块3和温度传感器4，网络通信层包括通讯管理机5，用户管理层设置有监测平台6，智能交流电表1连接至交流母线与待测交直流母线接口变换器7之间，智能直流电表2连接至直流母线与待测交直流母线接口变换器7之间，定位模块3和温度传感器4均设置于待测交直流母线接口变换器7上，智能交流电表1、智能直流电表2、定位模块3和温度传感器4均与通讯管理机5相连接，通讯管理机5连接至监测平台6。

智能交流电表1使用现有仪器，具体为施耐德厂家ion9000系列电能质量监测仪，智能交流电表1集电力参数测量、带数据记录、电能质量分析、波形记录、报警和i/o于一身，支持多种通讯协议，常用于检测配网进线10kv电压等级的电能质量，起到数据记录和事件记录，波形变化监视的功能，从而实现电力参数全面监视。智能直流电表2采用现有仪器，具体为安科瑞电气股份有限公司djsf1352型电子式直流电能表，智能直流电表2可测量直流系统中的电压、电流、功率以及正反向电能等，检测的结果既可用于本地显示，又能与工控设备、计算机连接，组成测控系统。定位模块3安装于待测交直流母线接口变换器7本体上，定位模块3设置为北斗定位模块3或gps定位模块3。定位模块3采用modbus通讯协议与通讯管理机5实现通信。通讯管理机5按照1hz的频率接收定位模块3的位置信息，通过定位模块3能获取待测交直流母线接口变换器7的实时位置数据。温度传感器4安装于待测交直流母线接口变换器7本体上，通过温度传感器4能获取待测交直流母线接口变换器7的实时温度数据，温度传感器4是现有仪器，采用的是安科瑞电气股份有限公司的artm-pn无线测温装置，该温度传感器4能够单独安装在高压柜、低压抽屉柜内，温度传感器4采用modbus通讯协议与通讯管理机5实现通信。网络通信层中，通讯管理机5作为现场设备层与用户管理层间的桥梁，能够根据不同的采集规约进行智能交流电表1、智能直流电表2、定位模块3、温度传感器4终端的数据采集和汇总，并转发现场设备的数据给监测平台6。通讯管理机5为现有设备，采用的是安科瑞电气股份有限公司anet智能通信管理机系列，通讯管理机5作为自动化系统网络与监测设备之间的通信接口设备，提供规约转换、透明转发、数据加密压缩、数据转换、边缘计算等多项功能。

本发明的工作原理：10kv交流母线中的电流输入到待测交直流母线接口变换器7中，经过待测交直流母线接口变换器7的变换输出为10kv的直流，智能交流电表1用于检测待测交直流母线接口变换器7的输入电流，智能直流电表2检测待测交直流母线接口变换器7的输出电流，温度传感器4采集待测交直流母线接口变换器7的设备温度，定位模块3采集待测交直流母线接口变换器7的位置信息，智能交流电表1、智能直流电表2、定位模块3和温度传感器4将各自检测的数据传输至网络通信层中的通讯管理机5，通讯管理机5将所有信息汇总之后，通过以太网一路通讯接口转发给用户管理层的监测平台6。

进一步的，作为本发明所述的一种微电网交直流母线接口变换器实时监测系统的一种具体实施方式，如图1所示，监测平台6包括ups不间断电源8和并网设备电能监测平台9。ups不间断电源8为并网设备电能监测平台9不间断供电，并网设备电能监测平台9上安装电能管理软件，通过电能管理软件的人机界面和管理功能实现对微电网并网设备的实时监控和报表管理。具体实施方式中，监测平台6中还包括打印机10，通过打印机10能打印报表，方便数据管理和查看，电能管理软件是安科瑞厂家acrel-3000，电能管理软件的具体控制流程如图2所示。

进一步的，作为本发明所述的一种微电网交直流母线接口变换器实时监测系统的一种具体实施方式，如图1所示，待测交直流母线接口变换器7与智能直流电表2之间还连接有直流电压互感器11。因为待测交直流母线接口变换器7的输出为高电压等级10kv，无法将智能直流电表2直接接入线路，所以需要在待测交直流母线接口变换器7与智能直流电表2之间接入直流电压互感器11。直流电压传感器采用安科瑞厂家actds系列，是一种利用光电隔离原理将被测直流电压转换成与原边电压成比例输出的直流电流或直流电压信号的测量模块，原副边之间高度绝缘，具有高精确度、高线性度、高集成度、体积小结构简单、长期工作稳定且适应各种工作环境的特点。

以上具体结构是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或者替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。