[發明專利]一種全彩陣列式LED微型模擬光伏發電監測與控制系統

在審

• 申請號: 202010522992.X
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111835282A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 李昊;吳奎華;梁榮;馮亮;楊慎全;楊波;劉淑莉;李凱;張雯;李昭;鄧少治;龐怡君;楊揚;劉釗;崔燦;綦陸杰;王耀雷;趙韌;張博頤;王延朔;劉蕊
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司經濟技術研究院;山東智源電力設計咨詢有限公司;濟南經緯電力工程咨詢有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02S50/10
• 分類號: H02S50/10;G01S19/42;G01S19/25
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 朱曉熹

本發明公開了一種全彩陣列式LED微型模擬光伏發電監測與控制系統，是電力系統微型動態模擬實驗室的重要組成，包括：全彩陣列式LED燈盤、可調直流穩壓電源、微型模擬光伏發電監測與控制一體機、標準化接線端子排和GPS模塊天線，全彩陣列式LED燈盤安裝于機柜表面，其余元件均封裝于機柜內部。該系統可工作于等時間尺度運行模式、倍速時間尺度運行模式和緩速時間尺度運行模式，依據模擬實驗要求動態仿真電力系統真實光伏發電裝置的運行和控制特性，支持GPS信號進行授時定位，能夠與服務器進行網絡數據的雙向實時傳輸。它具有模擬精度高、接口統一、集成度高、響應速度快、控制性能好、網絡傳輸穩定、操作簡便、與服務器應用程序無縫集成的優點。

技術領域

本發明涉及電力系統微型動態模擬技術領域，尤其涉及一種全彩陣列式LED微型模擬光伏發電監測與控制系統。

背景技術

隨著光伏發電技術成本不斷降低，小型化、民用化、海量分布的光伏發電裝置接入電力系統，必將對傳統電力系統的安全穩定產生影響，光伏發電物理模擬技術的發展尤為關鍵。通常光伏發電模擬方法分為數字仿真方法和物理模擬方法。

數字仿真方法是將光伏發電裝置等效為一組微分代數方程，同其它電力系統元件集成在一個虛擬的程序平臺中，用戶可以根據需要，模擬任意時間尺度的光伏發電過程。實際模擬中，程序模擬依賴于程序內含的的數學模型，在新型光伏發電材料和技術誕生的初期，由于物理特性尚不明確，數字仿真方法無法精確的仿真其動態行為。

物理模擬方法模擬光伏發電時，保留光伏電池板這一核心元件，在實驗室內利用模擬自然光燈泡照射光伏電池板，進而產生滿足實驗要求的電能。模擬用光伏發電板容量按照實際光伏發電裝置容量成比例縮小。物理模擬實驗形象直觀，物理概念清晰；然而，傳統物理模擬方法中，電力系統模擬光伏發電裝置由光伏電池板、模擬自然光燈泡、監測控制系統以及相關的輔助裝置構成。實際應用中造價高、占地廣、調控困難、維護復雜、擴展性差；模擬百kW級別發電能力的情況下，由于光伏電池板能量轉換效率較低(最高不超過15％)，導致需要的光伏電池面積較大，需要的模擬自然光燈泡容量至少是光伏電池板容量的十倍，普通實驗室內很難滿足大容量模擬自然光燈泡的散熱條件；電力系統微型動態模擬實驗中，模擬元件需要依據系統的要求，調節其輸出功率，利用模擬自然光燈泡的方法調節功率輸出的過程較為繁瑣，且時間精度較差。以上各原因都導致傳統的光伏發電物理模擬裝置難以滿足現代電力系統的模擬需求。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明一種全彩陣列式LED微型模擬光伏發電監測與控制系統。

本發明提供的全彩陣列式LED微型模擬光伏發電監測與控制系統，包括微型模擬光伏發電監測與控制一體機，其中，

所述微型模擬光伏發電監測與控制一體機包括微處理器、雙通道模塊電源、GPS授時定位模塊、繼電器單元和網絡通信單元；

所述微處理器連接網絡通信單元、所述網絡通信單元通過標準化接線端子排連接可調直流穩壓電源，所述網絡通信單元通過所述標準化接線端子排連接到服務器；

所述微處理器通過所述標準化接線端子排連接GPS授時定位模塊和全彩陣列式LED燈盤；所述微處理器通過控制線控制所述繼電器單元；

所述雙通道模塊電源包含兩個電源輸出通道，其中一個電源輸出通道向所述微處理器、所述GPS授時定位模塊、所述網絡通信單元和所述全彩陣列式LED燈盤供電，另一個電源輸出通道向所述繼電器單元供電；

所述GPS授時定位模塊通過所述標準化接線端子排連接GPS模塊天線；

所述微處理器接收所述GPS授時定位模塊的時間信息，并形成同步、倍速或者緩速于時間信息的模擬實驗時間，所述微處理器按照同步、倍速或者緩速的模擬實驗時間控制模擬進行。