一种四路配电网供电监控调度系统的制作方法

1.本发明涉及配电网控制领域，尤其是涉及一种四路配电网供电监控调度系统。


背景技术：

2.电力调度是为了保证电网安全稳定地运行，对外可靠供电，各类电力生产工作能正常且高效率、不间断地工作而采用的一种有效管理手段，而且随着配电网络的进一步性能提升，面临电量过剩造成浪费或电量不足等方面的问题，当前大量单相负载、三相不平衡负载、无功负载及各类精密设备挂网运行，以及越来越大的电量需求，影响电能质量外还会导致配变电系统无法跟上用电负荷的增长速度；传统改造需要考虑未来负荷增长，新电能调控设备在大部分生命周期内利用率较低，造成容量浪费。
3.例如，一种在中国专利文献上公开的“一种电网调控控制系统”，其公开号为cn206834838u，通过负荷预测器对输出负荷进行预测，对传输线路的功力损耗进行预测，提高了预测的准确度，但无法及时对供电系统进行调度反馈，无法及时地对各区域用电量进行实时调度。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中，电网调度系统无法及时对供电系统进行调度反馈，无法及时对各区域用电量进行实时调度，提供了一种四路配电网供电监控调度系统，通过电路信息采集模块和线圈继电器模块对电路信息实时反馈，通过与供电系统连接，实时调度当前供电状态。
5.为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：一种四路配电网供电监控调度系统，包括处理器、供电系统、外设输入输出模块、通信模块、电路信息采集模块、线圈继电器模块和ad转换电路，所述供电系统和所述处理器连接，所述供电系统和所述处理器连接，所述外设输入输出模块和处理器连接，所述通信模块和处理器连接，所述电路信息采集模块和处理器连接，所述线圈继电器模块和供电系统、处理器连接，所述ad转换电路安装在处理器上。
6.作为优选，所述电路信息采集模块包括电流滤波放大电路、电流采样、a路电压滤波放大电路、a路电压采样、b路电压滤波放大电路、b路电压采样、负载电压滤波放大电路、负载电压采样，配电网供电监控调度系统以a路电压采样、b路电压采样、负载电压采样和电流采样四个采样通道采用15毫秒速率进行循环数据采样，并将数据输入处理器为后续供电调度做数据支持，采集的各项数据包括：供能设备内外环境温度、当前设备工作状态、各个供能方式的能量消耗占比和各个供能方式的能量存储占比，实时反馈各类存储方式下的储能占比，减少能源浪费，优化供能结构，实现合理有序用电，起到供电调度的作用。
7.作为优选，所述供电系统包括电池、超级电容、光伏电池、风力发电系统、双向dc/dc变换器、dc/dc变换器、ac/dc变换器、串联变换器、并联变换器和直流母线电容，所述超级电容引入直流母线电容，形成交流电网与直流母线的双源双通道供电体系，所述电池通过
双向dc/dc变换器接入直流母线电容，所述超级电容通过双向dc/dc变换器接入直流母线电容，所述光伏电池通过dc/dc变换器接入直流母线电容，风力发电系统通过ac/dc变换器接入直流母线电容。
8.作为优选，所述电流采样经电流滤波放大电路后再经ad转换电路与处理器进行连接，b路电压采样经b路电压滤波放大电路再经ad转换电路与处理器连接，负载电压采样经负载电压滤波放大电路后再经ad转换电路与处理器连接，a路电压采样也经a路电压滤波放大电路后再与处理器连接，建立完整的监测数据采集通道，采集数据的同时还能得到用户的工业生产需求、供冷需求、供热需求和正常供电需求，通过外设输入输出模块，提供以电能为基础的综合用能规划方法。
9.作为优选，所述线圈继电器模块包括线圈继电器、线圈控制器继电器和自锁铁芯磁线圈控制继电器，线圈继电器、线圈控制器继电器、自锁铁芯磁线圈控制继电器常开主触点和电源连接。
10.作为优选，所述处理器包括方案制定模块、数据存储模块、供电评估模块、数据输出模块和集控模块，处理器工作包括以下步骤：步骤sa1：获取电路信息采集模块采集到的电路供电信息，分析并判断当前供电环境和电路状态对供电设备供电状态的影响程度；步骤sa2：将步骤sa1中的分析结果导入数据存储模块与数据存储模块中的历史数据样本进行数据比对；步骤sa3：供电评估模块根据步骤sa2中的数据比对结果模拟出供电调度方式并将调度数据通过数据输出模块发送到集控模块；步骤sa4：集控模块根据调度数据调度电路供电。
11.作为优选，所述外设输入输出模块包括键盘输入和lcd显示器，所述通信模块包括5g通信模块、lora通信模块和rs485通信排，所述处理器和lcd显示器连接。
12.因此，本发明的有益效果如下所示：电网调度系统及时对供电系统进行调度反馈，实时对各区域用电量进行实时调度；引入供能评估折算系数，形成动态可变的加权因素，结合综合能源中配用的不同层级来建立综合能效评估统一模型，针对不同的供能目标用户，增减加权组成元素，做到电网调度控制状态下的各地区供电平衡。
附图说明
13.图1是本发明的调度系统结构示意图；图2是本发明的配电网供电质量监控装置布点示意图；图3是本发明的风力发电系统结构示意图；图4是本发明的光伏发电系统主电路示意图。
具体实施方式
14.下面将结合附图和具体实施例，对本发明做进一步具体的描述。
15.实施例一
如图1所示，一种四路配电网供电监控调度系统，包括处理器、供电系统、外设输入输出模块、通信模块、电路信息采集模块、线圈继电器模块和ad转换电路，所述供电系统和所述处理器连接，所述供电系统和所述处理器连接，所述外设输入输出模块和处理器连接，所述通信模块和处理器连接，所述电路信息采集模块和处理器连接，所述线圈继电器模块和供电系统、处理器连接，所述ad转换电路安装在处理器上。
16.电路信息采集模块包括电流滤波放大电路、电流采样、a路电压滤波放大电路、a路电压采样、b路电压滤波放大电路、b路电压采样、负载电压滤波放大电路、负载电压采样，配电网供电监控调度系统以a路电压采样、b路电压采样、负载电压采样和电流采样四个采样通道采用15毫秒速率进行循环数据采样，并将数据输入处理器为后续供电调度做数据支持，采集的各项数据包括：供能设备内外环境温度、当前设备工作状态、各个供能方式的能量消耗占比和各个供能方式的能量存储占比，实时反馈各类存储方式下的储能占比，减少能源浪费，优化供能结构，实现合理有序用电，起到供电调度的作用。
17.供电系统包括电池、超级电容、光伏电池、风力发电系统、双向dc/dc变换器、dc/dc变换器、ac/dc变换器、串联变换器、并联变换器和直流母线电容，所述超级电容引入直流母线电容，形成交流电网与直流母线的双源双通道供电体系，所述电池通过双向dc/dc变换器接入直流母线电容，所述超级电容通过双向dc/dc变换器接入直流母线电容，所述光伏电池通过dc/dc变换器接入直流母线电容，风力发电系统通过ac/dc变换器接入直流母线电容。
18.模拟滤波器用于对所述放大后的待测电流进行滤波；a/d转换器用于对所述滤波后的待测电流进行采样而得到采样电压。电流增益控制器连接于所述a/d转换器的输出端及所述可编程增益放大器之间，用于判断所述a/d转换器输出的采样电压所处于的电压区间，并根据所述采样电压所处的电压区间控制调节所述可编程增益放大器的增益值，建立完整的监测数据采集通道。
19.外设输入输出模块包括键盘输入和lcd显示器，通信模块包括5g通信模块、lora通信模块和rs485通信排，处理器和lcd显示器连接。
20.电路采样模块实行多路电压数据实时采样、运算、分析数据筛选，rs485通信端口排及rs485智能电容接口，可对安装在附近的用电设备进行有线数据交互，保证了通信速度与数据完整；控制继电器组的设置，可更好的控制安装于附近用电设备的启动、停运指令，命令传达更快，保证数据筛选操作更及时，正确率更高。a路电压采样、b路电压采样、负载电压采样分路建立，可在20毫秒内完成采样和数据阀值对比等运算，筛选异常数据更快、通道更准确。
21.监控系统的工作原理：配网供电质量监控装置以a路电压采样、b路电压采样、负载电压采样115、电流采样四个通道采用20毫秒速率进行循环数据采样，同时按设定时间，分别从有载调压控制器、rs485智能电容、剩余电流动作断路接收数据，当监控装置采样数据出现异常时，处理器将提取各用电设备推送的数据进行综合分析，在排除电子元件出现误差故障时，及时给出初步结论；然后同步，利用5g通信模块和lora通信模块，安装于同供电区域内分支线的监控装置数据，再进行分段数据运算、分析，结果与异常数据比较；当结果相同时，处理器启动低压线路电压自动调压程序，调压步骤从rs485智能电容投或切、有载调压变压器分接头上调或下调档位、低压线路用户改接顺序进行，rs485智能电容投切则按低压线路未端安装有
rs485智能电容的配网供电质量监控柜开始，逐步向上延伸至公变安装点；在整个调压过程中，则充分利用各监控装置5g通信模块和lora通信模块的优越条件，各监控装置之间数据交换达到了首尾呼应，从而避免以往人工现场测量、制订方案、确定方案、出具工作票、现场作业、再测量、评估等流程，如果评估结果未达到要求，重复需以上步骤的传统作业方式。
22.处理器包括方案制定模块、数据存储模块、供电评估模块、数据输出模块和集控模块，处理器工作包括以下步骤：步骤s1：配网供电质量监控装置以a路电压采样、b路电压采样、负载电压采样、电流四个通道采用20毫秒速率进行循环数据采样，通过四路电压数据实时采样、运算、分析筛选异常数据；步骤s2：当监控装置采样数据出现异常时，微处理器将提取各用电设备推送的数据进行综合分析，在排除电子元件出现误差故障时，及时给出初步结论，rs485通信端口排及智能电容接口，可对安装在附近的用电设备进行有线数据交互，保障数据完整性和信息交互的高速通信；步骤s3：进行数据同步，利用5g通信模块和lora通信模块招测安装于同供电区域内分支线的监控装置数据，再进行分段数据运算、分析，结果和异常数据比较；步骤s4：当结果和异常数据相同时，微处理器启动低压线路电压自动调压程序，调压步骤从智能电容投或切、有载调压变压器分接头上调或下调档位、低压线路用户改接顺序进行，智能电容投切则按低压线路未端安装有智能电容的配网供电质量监控柜开始，逐步向上延伸至公变安装点。
23.实施例二如图2所示，0.4kv线路智能电容布局，如供电半径0.6公里的公变，主杆线电杆基数为13～15基左右，按照去取首基和未基，再减4基，然后剩余基数除以2计算，最终确定智能电容安装基位，即13基主杆线分支杆，安装地点分别为a路公变内，1、5、9、13基位，b路公变内；15基主杆线分支杆安装地点分别为a路公变内，1、5、10、15基位，b路公变内。根据智能电容布点位置，然后再以确定基号加2进行配网供电质量监控装置安装布局（柜内不安装智能电容组），即13基主杆线2、7、11基位安装，15基主杆线分支杆安装地点分别为2、7、12基位安装。
24.实施例三如图3或图4所示分别为风力发电系统和光伏发电系统，将风力发电系统和光伏发电系统接入供电监控调度系统，通过运行风险评估模块和设备输出模块的综合评估和控制，对综合能源站用电、冷、热等多能源综合供能设备进行监控与数据分析，保证供能过程的最优解，做到降低供能成本，提高供能效率。
25.具体包括以下步骤：步骤sa1：获取电路信息采集模块采集到的电路供电信息，分析并判断当前供电环境和电路状态对供电设备供电状态的影响程度；步骤sa2：将步骤sa1中的分析结果导入数据存储模块与数据存储模块中的历史数据样本进行数据比对；步骤sa3：供电评估模块根据步骤sa2中的数据比对结果模拟出供电调度方式并将调度数据通过数据输出模块发送到集控模块；
步骤sa4：集控模块根据调度数据调度电路供电。
26.风机通过整流电路以及boost升压电路将功率输出到低压直流母线，光伏板通过boost升压电路将功率输出到低压直流母线，根据锂电池充电特性控制低压直流母线输出电压和电流对锂电池充电，市电通过正激开关电源也可对锂电池进行充电，锂电池输出通过推挽升压变换为高压直流，高压直流经过最后的逆变电路输出为220v/50hz电源输出给负载。
27.其中，风光互补系统包括太阳能蓄电池、蓄能电池、风力发电机、负载以及上述设备之间的连接装置、配置电路、比较电路、检测电路、取样电路、驱动电路和开关电路、鉴别电路、开关电路和各个设备以及电路之间相互连接的单片机，所述风光互补系统还包括判断装置、采样装置、取样比较装置、驱动装置、执行装置，系统整体执行包括以下步骤：步骤sb1：通过采样装置对所述电池电压进行数据采样，包括电池的电压、电流、功率、频率、当日发电量、总发电量等各项数据；步骤sb2：将数据传输到取样比较装置，根据所述设置电路中预设的负载输出时间以及所述蓄电池电压计算出实际的负载输出时间，并同时开启驱动装置对负载输出时间进行计时，将负载输出时间输入执行装置；步骤sb3：对输入的负载输出时间进行判断，判断所述蓄电池是否欠压或输出时间已到，若蓄电池没有欠压且输出时间没有到，则返回步骤s2，若电池欠压或输出时间已到则关闭负载。
28.设置电路包括拨码开关，整体系统装置通过拨码开关设置和调整负载输出状态，采用自带ad采样的单片机采样电池电压和太阳能板电压，当采样的太阳能板电压低于5v时，表示天已黑，已到达可灯亮时间；此时单片机取出拨码开关所预设的值计算出总的负载输出时间，然后同时开启负载并计时；这样就可以使电池工作在一个正常的电压范围内，避免蓄电池因过放电、过载而造成的寿命缩短。
29.所述主站监控层包括主站服务器，以及监控工作站，监控工作站接收到主站服务器传送的数据后进行数据储存与分析并显示分析结果；所述信号处理层根据监控工作站的分析结果发出报警信号，实现实时监控。
30.以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。