[發明專利]一種分布式儲能用電網狀態感知裝置

有效

• 申請號: 201810167674.9
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108459238B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 張恒旭;李昊
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 37221 濟南圣達知識產權代理有限公司
• 代理人: 董雪

本發明公開了一種分布式儲能用電網狀態感知裝置，包括：電能獲取單元、電能轉換單元、模數轉換單元、微處理器、通信單元、狀態顯示單元、調試單元、電源單元。微處理器通過內置定時器控制模數轉換單元完成電壓A相、電壓B相、電壓C相、電流A相、電流B相和電流C相共計6路模擬輸入量的同步采樣，通過并行接口接收模數轉換單元的轉換結果，并對轉換結果進行組包操作，組包后的數據包通過通信單元發送至服務器主站。本發明的有益效果是：高頻率實時采集并上傳電網三相原始電壓信息和三相原始電流信息，數據采集頻率在線或離線可調，為分布式儲能裝置控制策略的制定提供數據源。

技術領域

本發明涉及一種分布式儲能用電網狀態感知裝置。

背景技術

進入新世紀以來，為應對能源危機和日益嚴峻的環境問題，世界各國將目光投向了開發和利用清潔環保的可再生能源，可再生能源發電逐步成為繼火電、水電之后的第三大電源。然而，可再生能源固有的波動性和間歇性會影響電網安全、偏重于高壓輸電網，中低壓電網投資建設規模相對偏低，尤其是許多農村供電設施經常出現滿載、超載現象。隨著分布式能源開發利用規模的進一步增加，分布式能源發電能力與電網接納能力間的矛盾將愈加突出。亟待通過合理規劃電網、采取必要支撐措施等方法，提高電網對分布式能源的接納能力。

在眾多可行方案中，儲能技術是支撐電網靈活高效運行，輔助可再生能源接納的重要手段。通過平抑功率和能量，儲能系統可有效應對可再生能源的波動性和隨機性，特別適合用于支撐電網消納可再生能源。與分布式能源分散接入電網相似，分布式儲能系統通過協調控制分散安裝于配電網多處的儲能裝置，實現配電網各發電電源和用電負荷之間的最優匹配，顯著改善電網電能質量，提高供電可靠性和電網運行經濟性。同時，分布式儲能系統可減小配電網局部輸電阻塞對儲能作用能力發揮的限制，盡可能發掘儲能系統功能，實現多點多項盈利，加速儲能設備投資回收。

然而，儲能系統需要根據電力系統狀態實時調整其充放電功率，進而實現儲能裝置的設計目標，任何儲能應用場景下的各種儲能系統控制方式的實施都必須建立在準確而實時的電力系統狀態監測數據基礎之上。通常，為完成儲能系統調度控制，需要監控的電力系統實時運行狀態信息包括：頻率、電壓有效值及相位、電流有效值及相位、有功功率、無功功率、功率因數值等。此外，為分析電網動態行為，還需要對電網電磁暫態或機電暫態過程中的電壓電流及功率變化曲線進行錄波，進而為后續分析提供依據。傳統電力系統的狀態監測技術已經發展的十分成熟，SCADA系統及EMS系統通常以秒級速率采集電網狀態，廣域測量系統能夠以毫秒級的速率采集電網的相量信息，故障錄波器還可以在故障情況下以微妙級的速率記錄故障波形，但上述監測手段或是因為時間分辨率不夠，或是面向電力系統高壓輸電線路，與分布式儲能系統控制所需要的電網狀態監測需求有較大偏差。

目前尚無一種切合分式儲能系統調控需要的專用電網狀態感知裝置，滿足其高精度及高時間分辨率的電網狀態監測及動態過程電氣量波形錄制等功能需求，設計一種分布式儲能用電網狀態感知裝置是十分必要的。

發明內容

本發明的目的就是解決上述問題，提供了一種分布式儲能用電網狀態感知裝置，它具有測量精度高、實時性好、采樣速率可調、傳輸穩定、與服務器應用程序無縫集成的優點。該裝置是分布式儲能系統獲取電網實時運行狀態的重要組件，進而為分布式儲能系統調度控制提供基礎，實現了電網三相電壓和三相電流的實時監測，監測頻率在線或離線可調，能與服務器主站進行信息雙向通信。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案，包括：

本發明公開了一種分布式儲能用電網狀態感知裝置，包括：電能獲取單元、電能轉換單元、模數轉換單元、微處理器、通信單元、狀態顯示單元、調試單元和電源單元；

所述電能獲取單元、電能轉換單元和模數轉換單元依次串聯連接，所述微處理器與模數轉換單元、狀態顯示單元、通信單元、調試單元和電源單元分別連接，所述電源單元還與模數轉換單元、微處理器和通信單元分別連接；