一种分布式电源管理系统的制作方法

1.本发明涉及电力调控技术领域，具体的，涉及一种分布式电源管理系统。


背景技术：

2.目前500kv站直流系统采用集中式布置，系统中蓄电池组通过54只2v蓄电池串联达到dc110v电压，与充电机组输出端并联于直流母线上，通过直流馈线开关为直流负荷提供可靠性稳定的直流电源；串联型直流电源系统蓄电池组主要问题有：蓄电池串行连接，可靠性不高；单一电池故障造成整个蓄电池组无法输出，直流母线存在开路风险，且新旧电池不能混用，系统可靠性难以保证。核容维护工作量大串联型蓄电池组不能在线维护及核容，仅可通过人工方式进行，变电站多为无人值班，蓄电池运维工作量大、耗时长，运维不便。按照dl/t724蓄电池运行规程要求，蓄电池组需要按照0.1c放电倍率进行核容，人工在现场放电，当需要10小时来计算蓄电池组容量，放电完成后需要对蓄电池进行充电，全程核容做完需要20小时以上，站用直流核容会耗费大量人力。常规直流系统核容需要配置核容放电仪，蓄电池核容时候采用核容放电仪进行，此仪器以发热形式损耗蓄电池组能量，以110v/500ah电池组为例，一次核容则损失110v
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500ah＝55000vah，即55度电。常规直流系统用于500kv站时，若用于分区域的分布式直流系统场景时，则每个区域的一段直流母线蓄电池组需要配置54只2v蓄电池串联达到dc110v电压，500kv站要求直流双母线布置，则整体使用电池节数较多。
3.在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决现有分布式电源难以远程监测和远程调控的技术问题，提出了一种分布式电源管理系统，通过并联设置的蓄电池组互为主备，可以保证直流母线在交流侧故障时能够正常运行，同时设置的边缘服务器用于对蓄电池的状态进行实时监控和分析，并辅助电力精准调控，显著提高电力远程监测和远程调控的效力。
5.本发明实施例中提供的一种技术方案是，一种分布式电源管理系统，设置于换流站内，包括交流配控单元、变换集成单元、直流配控单元、蓄电池巡检仪、边缘控制器以及监控平台；所述交流配控单元的输出端分别为所述直流配控单元和所述变换集成单元的输入端，用于将三相交流转换成直流；所述直流配控单元的输出端与直流母线电连接，用于直流输出调控；所述变换集成单元的输出端作为所述直流配控单元的输人端，用于蓄电池组的充电；所述蓄电池巡检仪、交流配控单元、变换集成单元、直流配控单元均受控于所述边缘控制器；所述蓄电池巡检仪用于对蓄电池组进行核容；所述边缘控制器用于接收所述监控平台的测试和监测指令，所述监控平台用于对换流站各设备状态进行监控。
6.作为优选，所述变换集成单元包括有若干个并联设置的变换集成子单元，若干个所述变换集成子单元互为主备。
7.作为优选，所述变换集成子单元包括有第一dc/dc变换器、第二dc/dc变换器以及蓄电池组，所述第一dc/dc变换器用于所述交流配控单元的输出电源转换成所述蓄电池组的充电电源，所述第二dc/dc变换器用于将所述蓄电池组的输出电源转换成所述直流母线的供电电源，所述第一dc/dc变换器、第二dc/dc变换器均受控于所述边缘控制器。
8.作为优选，所述边缘控制器包括有定时器、巡检编码表、巡检指令库，所述巡检编码表与所述蓄电池组的编号对应，所述定时器用于设置所述蓄电池组的核容周期，所述巡检指令库与所述定时器联动，根据所述定时器的核容周期进行蓄电池状态测试和状态采集，所述蓄电池巡检仪接收所述巡检指令库的操作指令信息进行蓄电池核容。
9.作为优选，所述边缘控制器还包括有比对单元和存储单元，所述存储单元存储有按巡检周期采集的蓄电池状态测试信息和状态值；所述比对单元依次调取蓄电池状态测试信息和状态值与对应的蓄电池状态测试信息和状态值进行比较，若比较值的偏差大于设定值，则将对应蓄电池的状态测试信息和状态值发送至所述监控平台；若比较值的偏差为正常范围，则将对应蓄电池的状态测试信息和状态值从存储单元中删除。
10.作为优选，将对应蓄电池的状态测试信息和状态值发送至所述监控平台，包括如下步骤：获取巡检编码表，若蓄电池检测的状态值异常，则对应巡检编码表中的对应编码位赋值1，若蓄电池检测的状态值正常，则对应巡检编码表中的对应编码位赋值0，生成状态真值表；将所述状态真值表发送至所述监控平台。
11.作为优选，所述巡检指令库包括计划巡检指令库和非计划巡检指令库，所述计划巡检指令库存储与有每个蓄电池组巡检任务对应的触发时刻和巡检时长；所述非计划巡检指令库用于接收所述监控平台的巡检指令按照定相巡检编码进行对应蓄电池的状态巡检。
12.作为优选，所述直流配控单元包括有第三dc/dc变换器以及切换单元，所述切换单元的输入端口受控于电力电子开关器件，所述电力电子开关器件根据所述蓄电池的编码地址进行逻辑控制；所述第三dc/dc变换器用于将所述交流配控单元的输出电源转换成所述直流母线的供电电源，所述第三dc/dc变换器受控于所述边缘控制器。
13.作为优选，所述电力电子开关器件根据所述蓄电池的编码地址进行逻辑控制，包括：第三dc/dc变换器未接收到所述交流配控单元的输出电源信号，所述边缘控制器获取蓄电池的状态真值表，根据状态真值表获取对应的正常蓄电池及其对应的编码地址；所述边缘控制器根据所述编码地址进行电力电子开关动作，使得正常蓄电池作为所述直流母线的供电电源。
14.作为优选，还包括：边缘控制器实时监控所述正常蓄电池的电源输出值；若所述正常蓄电池的电源输出值小于直流母线的额定运行值，则所述边缘控制器根据状态真值表获取与当前蓄电池相邻的正常蓄电池作为直流母线的供电电源。
15.本发明的有益效果：本发明一种分布式电源管理系统，通过并联设置的蓄电池组互为主备，可以保证直流母线在交流侧故障时能够正常运行，同时设置的边缘服务器用于对蓄电池的状态进行实时监控和分析，并辅助电力精准调控，显著提高电力远程监测和远程调控的效力；通过设置电力巡检表，可以根据巡检表以及对应的巡检周期进行主动巡检，并对巡检结果进行分析比较，对异常的蓄电池的编码地址进行编排得到状态真值表，监控平台根据状态真值表可以定位对应的蓄电池组，提高定位精准度和效率；其次，可以根据监
控平台收到的直流母线异常供电信息进行被动巡检，可以快速锁定正常的蓄电池组，通过调控正常的蓄电池组参与电力供应，可以保障直流母线的运行稳定性。
16.上述发明内容仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
17.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。
18.图1为本发明的一种分布式电源管理系统的结构示意图。
19.图中标记说明：1-交流配控单元、2-变换集成单元、3-直流配控单元、4-蓄电池巡检仪、5-边缘控制器、6-监控平台、21-蓄电池组。
具体实施方式
20.为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，本领域普通技术人员在没有做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。
21.在更加详细地讨论示例性实施例之前，应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作(或步骤)可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤；所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
22.实施例：如图1所示，一种分布式电源管理系统，设置于换流站内，包括交流配控单元1、变换集成单元2、直流配控单元3、蓄电池巡检仪4、边缘控制器5以及监控平台6；所述交流配控单元的输出端分别为所述直流配控单元和所述变换集成单元的输入端，用于将三相交流转换成直流；所述直流配控单元的输出端与直流母线电连接，用于直流输出调控；所述变换集成单元的输出端作为所述直流配控单元的输人端，用于蓄电池组21的充电；所述蓄电池巡检仪、交流配控单元、变换集成单元、直流配控单元均受控于所述边缘控制器；所述蓄电池巡检仪用于对蓄电池组进行核容；所述边缘控制器用于接收所述监控平台的测试和监测指令，所述监控平台用于对换流站各设备状态进行监控。
23.本实施例中，交流配控单元的输入为交流电，例如输入可以为2路三相交流电源(三相五线)，其中一路出现故障时可以自动切换到另一路输入供电，当两路供电电源都故障时，则需要蓄电池组参与供电；例如，直流母线电压需要dc110v，正常情况下，将边缘控制器控制所述交流配控单元和直流配控单元，将交流电转换成dc110v；当两路供电电源都故障时，通过控制变换集成单元将蓄电池组的输出电压调控成dc110v进行供电；蓄电池巡检仪可以根据主动指令和被动指令对蓄电池的状态值进行检测，进行必要的保护并将相关状态及告警信息通过上告到监控平台。
24.变换集成单元包括有若干个并联设置的变换集成子单元，若干个所述变换集成子单元互为主备。
25.可以理解的是，变换集成子单元并联设置，各变换集成子单元之间电气隔离，可以进行单独控制和独立充放电，保证了分布式电源管理系统的健壮性。
26.所述变换集成子单元包括有第一dc/dc变换器、第二dc/dc变换器以及蓄电池组，所述第一dc/dc变换器用于所述交流配控单元的输出电源转换成所述蓄电池组的充电电源，所述第二dc/dc变换器用于将所述蓄电池组的输出电源转换成所述直流母线的供电电源，所述第一dc/dc变换器、第二dc/dc变换器均受控于所述边缘控制器。
27.可以理解的是，当蓄电池组的额定充放电电压为dc12v时，需要将交流配控单元输出的高压直流通过第一dc/dc变换器转换成蓄电池组的额定充放电电压；进一步的，当需要蓄电池组参与供电时，假设直流母线的运行电压为dc110v，则需要将蓄电池组的放电电压通过第二dc/dc变换器转换成dc110v。
28.边缘控制器包括有定时器、巡检编码表、巡检指令库，所述巡检编码表与所述蓄电池组的编号对应，所述定时器用于设置所述蓄电池组的核容周期，所述巡检指令库与所述定时器联动，根据所述定时器的核容周期进行蓄电池状态测试和状态采集，所述蓄电池巡检仪接收所述巡检指令库的操作指令信息进行蓄电池核容。
29.可以理解的是，通过在并联型直流系统中各组件独立配置12v蓄电池组，组件采用间歇性调控输出电压方式，实现蓄电池在线0.1c10全容量核容功能，解决自动核容管理问题。通过自动核容，提前发现落后蓄电池，其核容结果保存在边缘控制器中，并标定正常蓄电池和异常蓄电池。本技术设置的一种分布式电源管理系统可以根据核容周期自动对蓄电池进在线行全容量核容，并且每次只允许一个电池进行核容，利用系统母线负载进行核容，电池核容完成后自动转入均充管理阶段，核容过程中间隔半小时记录核容数据(蓄电池电压、电流等)，蓄电池电压低于11v后每10分钟记录一次核容数据，并把核容数据(包括电压、电流、核容时间、核容后的物理容量)存储至边缘控制器的存储单元中，通过系统n+x冗余设计，即使现场一个模块因核容出现问题退出运行也不影响整个系统的运行。通过自动核容能够及时发现容量落后电池，当核容后的蓄电池容量《80％标称容量时，监控及时发出告警，提醒运维人员对蓄电池进行更换，减小了系统的维护工作量，提高了直流系统运行可靠性。
30.所述边缘控制器还包括有比对单元和存储单元，所述存储单元存储有按巡检周期采集的蓄电池状态测试信息和状态值；所述比对单元依次调取蓄电池状态测试信息和状态值与对应的蓄电池状态测试信息和状态值进行比较，若比较值的偏差大于设定值，则将对应蓄电池的状态测试信息和状态值发送至所述监控平台；若比较值的偏差为正常范围，则将对应蓄电池的状态测试信息和状态值从存储单元中删除。
31.可以理解的是，通过边缘控制器对蓄电池的状态测试信息和状态值进行比较分析，然后将比较结果发送至监控平台，可以更加高效直观的展示现场信息，同时，将异常蓄电池的状态测试信息和状态值从存储单元中删除，可以减小信息冗余。
32.将对应蓄电池的状态测试信息和状态值发送至所述监控平台，包括如下步骤：获取巡检编码表，若蓄电池检测的状态值异常，则对应巡检编码表中的对应编码位赋值1，若蓄电池检测的状态值正常，则对应巡检编码表中的对应编码位赋值0，生成状态
真值表；将所述状态真值表发送至所述监控平台。
33.巡检指令库包括计划巡检指令库和非计划巡检指令库，所述计划巡检指令库存储与有每个蓄电池组巡检任务对应的触发时刻和巡检时长；所述非计划巡检指令库用于接收所述监控平台的巡检指令按照定相巡检编码进行对应蓄电池的状态巡检。
34.直流配控单元包括有第三dc/dc变换器以及切换单元，所述切换单元的输入端口受控于电力电子开关器件，所述电力电子开关器件根据所述蓄电池的编码地址进行逻辑控制；所述第三dc/dc变换器用于将所述交流配控单元的输出电源转换成所述直流母线的供电电源，所述第三dc/dc变换器受控于所述边缘控制器。
35.作为本实施例的一种补充实施方式，电力电子开关器件根据所述蓄电池的编码地址进行逻辑控制，包括：第三dc/dc变换器未接收到所述交流配控单元的输出电源信号，所述边缘控制器获取蓄电池的状态真值表，根据状态真值表获取对应的正常蓄电池及其对应的编码地址；所述边缘控制器根据所述编码地址进行电力电子开关动作，使得正常蓄电池作为所述直流母线的供电电源。
36.作为本实施例的一种补充实施方式，还包括：边缘控制器实时监控所述正常蓄电池的电源输出值；若所述正常蓄电池的电源输出值小于直流母线的额定运行值，则所述边缘控制器根据状态真值表获取与当前蓄电池相邻的正常蓄电池作为直流母线的供电电源。
37.以上所述之具体实施方式为本发明一种分布式电源管理系统的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。