一種動態電力組網系統控制終端技術方案

本實用新型專利技術涉及一種動態電力組網系統控制終端，包括：數字輸入模塊，用于接收數字輸入信號；數字輸出模塊，用于輸出數字輸出信號以對電網側支路、換流器模塊和負荷側支路進行控制；模擬量采集模塊，用于采集電網側支路、換流器模塊和負荷側支路的模擬量信息；通信模塊，用于提供與中央控制器、電池BMS、換流器、人機交互系統的通信接口；中央處理模塊，用于完成數據的采集、通信、控制以及邏輯計算功能；電源模塊，用于為所述中央處理模塊、數字輸入模塊、數字輸出模塊、模擬量采集模塊和通信模塊提供所需的直流電。本實用新型專利技術可滿足對動態電力組網系統主體設備，上級運維平臺的通訊管理和能量管理策略開發要求。量管理策略開發要求。量管理策略開發要求。

【技術實現步驟摘要】
一種動態電力組網系統控制終端


[0001]本技術涉及多動態組網系統或裝置控制終端，特別是涉及一種動態電力組網系統控制終端。

技術介紹

[0002]動態電力組網系統指的是可對固定式或移動式電力裝置進行拓撲重構組網，實現電力電源、負荷與儲能裝置靈活接入和利用的新型電力裝置系統，是實現發電、儲能和配電動態隨機一體化的保電或供電的新形式。其典型應用場景和模式包括應急供電、電網不停電作業、重大活動保供電，配電網故障自愈管理等。動態電力組網系統在核心控制技術方面需要對動態隨機組網的電力裝置實現電力能量的互聯互通，并體現對組網裝置的協調通信管理與能量控制能力。控制過程涉及儲能、變流器等電源或變電本體管理，溫控、消防、充放電接口、EMS、人機交互實時通信管理，以及實時功率跟蹤、削峰填谷等在內的多種就地能量控制和策略管理功能；此外，還需完成與上級電力調控系統的通信，實現運行管理維護和調度策略下發功能。因此動態電力組網控制終端需要實現與各種內外部資源的組網協調控制。
[0003]動態電力組網系統的典型形式包括有：（1）移動儲能電源車；（2）交直流微電網組網，組網資源包括電網、交流負荷、光伏、直流負荷、移動電源車等；（3）多類型應急電源并聯組網模式，包括電網、分布式儲能艙、柴油發電車、電化學儲能車；（4）上述形式的更多種的并聯/串聯形式。
[0004]目前，還沒有應用于動態電力組網系統的專用控制終端。現有的，相似的主要是應用于儲能系統控制模塊。其主要包括兩種實現技術路線，一種是在傳統的EMS框架下，采用可編程控制器根據實際需求進行邏輯編寫，管理功能強大專業性強，但并不適用移動電力系統；第二種是包含執行機構的、實現微秒級并離網切換功能的控制模塊，其依賴于對換流器和斷路器的通訊和控制具體實現方式，研發周期長，實現成本高；同時控制模塊結構復雜，體積較大，對空間布局有要求，通常不能適用于移動電力緊湊空間。
[0005]現有專利文獻CN215120824U公開了一種芯片化通信管理系統，包括綜合測控保護裝置和芯片化通信管理單元，芯片化通信管理單元包括對等通訊板卡、調度通訊板卡、電源及I/0板卡和無線通信板卡。通過板卡式設計對等通訊板卡、調度通訊板卡、工控板卡、無線通信板卡集成在芯片化通信管理單元，實現了各部件的模塊化、小型化設計。其采用工控板卡處理核心計算和過程管理，對于有線通訊、無線通訊、輸出以及與調度的通訊配置獨立的板卡，單獨處理對外的通訊管理功能。其采用多板卡設計面向電網調度和網絡測控，不適用于組網裝置技術需求，設計思路也不適應組網裝置的空間設計要求。
[0006]現有專利文獻CN10903867A公開了一種微電網及儲能系統控制器，應用于配電網，所述配電網連接有儲能系統、光伏、交流負載和柴油機，包括箱體和設置在箱體內的CPU，還包括與所述CPU連接的采樣插件、開入插件、開出插件和控制面板；所述控制面板設置在所述箱體上，包括人機操作界面，用于選擇固化在所述CPU內的運行策略；所述運行策略包括
交流微網并網運行策略、儲能系統并行運行策略、交流微網離網運行策略、交流微網并網轉主動離網策略、交流微網并網轉被動離網策略、交流微網及儲能系統離網轉并網策略。其只是提供了一種涉及配網儲能系統的控制器的一般原理設計，CPU內儲存包含配電網負載和電源的投入退出策略，通過儲能系統、光伏系統以及負荷的輸入輸出值比較來實現能源管理，其設計方案和處理過程可面向微電網儲能控制的一般需求，控制器設計結構無法提供更豐富的對外通信需求。

技術實現思路

[0007]本技術提供一種動態電力組網系統控制終端，解決現有技術中缺乏應用于動態電力組網系統的專用控制終端的問題，以實現多類型資源的組網需求。
[0008]本技術解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種動態電力組網系統控制終端，包括：
[0009]用于接收數字輸入信號的數字輸入模塊；
[0010]用于輸出數字輸出信號以對電網側支路、換流器模塊和負荷側支路進行控制的數字輸出模塊；
[0011]用于采集所述電網側支路、換流器模塊和負荷側支路的模擬量信息的模擬量采集模塊；
[0012]用于提供與中央控制器、電池BMS、換流器、人機交互系統的通信接口以實現多機并聯和柴油發電機配合的通信模塊；
[0013]用于完成數據的采集、通信、控制以及邏輯計算功能以實現各種內外部資源的組網協調控制的中央處理模塊，所述中央處理模塊分別與所述數字輸入模塊、數字輸出模塊、模擬量采集模塊和通信模塊連接；
[0014]用于為所述中央處理模塊、數字輸入模塊、數字輸出模塊、模擬量采集模塊和通信模塊提供所需的直流電的電源模塊。
[0015]所述通信模塊包括以下一種或多種：
[0016]串口通信模塊、網絡通信模塊、CAN通信模塊、無線通信模塊以及載波通信模塊。
[0017]所述中央處理模塊為獨立模塊，通過板對板連接器和/或板對板母座連接器對外通信。
[0018]所述板對板連接器和/或板對板母座連接器支持IEC60870
?5?
104電力規約、Modbus
?
RTU電力規約和Modbus
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TCP電力規約。
[0019]所述的動態電力組網系統控制終端還包括尾端通信模塊，所述尾端通信模塊與所述中央處理模塊連接，用于實現與配電臺區融合終端的無線通信功能。
[0020]所述的動態電力組網系統控制終端還包括加密模塊，所述加密模塊與所述中央處理模塊連接，用于實現所述動態電力組網系統控制終端的數據加密解密、與配電主站系統的雙向身份認證、以及通訊數據的完整性保護。
[0021]所述串口通信模塊為RS485模塊和/或RS232模塊。
[0022]所述網絡通信模塊為以太網通信模塊。
[0023]所述電源模塊具備以下一種或多種功能：短路保護、防接反和防浪涌。
[0024]所述中央處理模塊、數字輸入模塊、數字輸出模塊、模擬量采集模塊、通信模塊和
電源模塊設置在同一PCB結構上。
[0025]有益效果
[0026]由于采用了上述的技術方案，本技術與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：
[0027]本技術針對動態電力裝置的實際組網通信和能量管理應用需求，設計多資源接口的設備監控管理和快速能量管理功能，包括系統的監測、控制、能量策略實現等應用功能，同時可通過通信模塊應用有線或無線與儲能系統云運維平臺共同形成電網儲能應用系統數字化管控鏈路。豐富的通信管理應用模塊和通信接口可適應大量隨機性負荷、電網、分布式能源等多種資源接入需求。
[0028]本技術采用模塊設計，集約化、小型化，可廣泛適用于多種電力發儲配裝置的動態組網控制技術要求。本技術的動態電力組網控制終端為一整體PCB結構，避免了多板卡間的任何連接排線，避免了端子卡扣松動、排線斷裂等問題造成的接觸不良、通信故障等問題，其中，各個硬件功能模塊采用獨立的模塊設計，一旦本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種動態電力組網系統控制終端，其特征在于，包括：用于接收數字輸入信號的數字輸入模塊；用于輸出數字輸出信號以對電網側支路、換流器模塊和負荷側支路進行控制的數字輸出模塊；用于采集所述電網側支路、換流器模塊和負荷側支路的模擬量信息的模擬量采集模塊；用于提供與中央控制器、電池BMS、換流器、人機交互系統的通信接口以實現多機并聯和柴油發電機配合的通信模塊；用于完成數據的采集、通信、控制以及邏輯計算功能以實現各種內外部資源的組網協調控制的中央處理模塊，所述中央處理模塊分別與所述數字輸入模塊、數字輸出模塊、模擬量采集模塊和通信模塊連接；用于為所述中央處理模塊、數字輸入模塊、數字輸出模塊、模擬量采集模塊和通信模塊提供所需的直流電的電源模塊。2.根據權利要求1所述的動態電力組網系統控制終端，其特征在于，所述通信模塊包括以下一種或多種：串口通信模塊、網絡通信模塊、CAN通信模塊、無線通信模塊以及載波通信模塊。3.根據權利要求1所述的動態電力組網系統控制終端，其特征在于，所述中央處理模塊為獨立模塊，通過板對板連接器和/或板對板母座連接器對外通信。4.根據權利要求3所述的動態電力組網系統控制終端，其特征在于，所述板對板連接器和/或板對板母座連接器支持IEC60870

【專利技術屬性】
技術研發人員：高波，孫麗敬，魏琛，季宇，劉海濤，呂廣憲，
申請(專利權)人：國網上海能源互聯網研究院有限公司，
類型：新型
國別省市：