本發明專利技術公開了一種適用于智能配電設備的微能量優化管理系統包括：微能量源采集單元，分別與DC/DC系統電源單元、操作用儲能模塊的輸入端相連；DC/DC系統電源單元，分別與CPU、系統用儲能模塊、無線通訊模塊相連；CPU，分別與操作用儲能模塊、系統用儲能模塊、無線通訊模塊相連；操作用儲能模塊還與配電開關機構分合閘單元相連；系統用儲能單元還分別與故障指示單元、無線通訊模塊相連；其充分利用智能配電網技術，實現了對微能量的高效采集與儲存，優化了能量的分配，解決了微能量情況下控制器的取電問題，集能量優化管理系統、微能量存儲算法、能量分配算法于一體，實現整個配電開關設備功能及能效極大化，可靠且實用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及微能量的取電技術及微能量的存儲與分配技術，尤其涉及一種可廣泛應用于10kv配電自動化的微能量管理系統及其儲存、分配方法。
技術介紹
隨著配電網自動化的建設與發展，配電設備可靠性和低功耗的需求愈專利技術顯，由此催生基于新式能源或微能量的配電自動化產品，如以電流互感器感應取電、光伏發電等為電源，以超級電容為儲能元件的自動化產品，該類產品因取電電源相比傳統電源PT取電而言，成本低，應用前景較好，但因其電源功率小且產品能量管理方式粗獷，沒有從自動化系統層面制定產品低功耗策略，無完整且實用的能量存儲與分配方法，一定程度上制約了該型自動化產品的應用。傳統微電源產品的電源系統主要存在以下3個問題:1)其能量存儲采用功率電阻串聯方式限流，防止負載沖擊影響系統電源電壓的同時，能量消耗嚴重。 2)功能單一，無法兼具指示功能、通信功能及分合閘功能，大多采用微能量取電的自動化廣品在配電網自動化廣品系列中定位低端。 3)能量管理方式粗獷，沒有從自動化系統層面制定低功耗策略，無法建立一套完整且實用的能量存儲與分配方法。 上述缺陷將對目前提倡的功耗低、功能全、能效高、可靠性強提出了挑戰。因此，實現微能量的優化管理、高效存儲以及合理的分配將是未來急需解決的關鍵技術和發展趨勢。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提供了適用于智能配電設備的微能量優化管理系統，其充分利用智能配電網技術，實現了對微能量的高效采集與儲存，優化了能量的分配，解決了微能量情況下控制器的取電及能耗高、功能單一、可靠性低的問題。 本專利技術為解決其技術問題所采用的技術方案是:一種適用于智能配電設備的微能量優化管理系統，其特征在于包括:微能量源采集單元、DC/DC系統電源單元、CPU、操作用儲能模塊、系統用儲能模塊、無線通訊模塊、配電開關機構分合閘單元及故障指示單元，所述微能量源采集單元分別與DC/DC系統電源單元、操作用儲能模塊的輸入端相連，用于從配電開關取電設備取電，為系統提供能量始源；所述DC/DC系統電源單元的輸出端分別與CPU、系統用儲能模塊、無線通訊模塊微的輸入端相連，用于轉換電壓，為下級各單元提供電源； 所述CPU分別與操作用儲能模塊、系統用儲能模塊、無線通訊模塊相連，是系統的數據處理中心，用于采集系統信息，控制操作用儲能模塊、系統用儲能模塊、配電開關機構分合閘單元、故障指示單元及無線通信模塊的運行；所述操作用儲能模塊還與配電開關機構分合閘單元相連，為配電開關機構分合閘單元提供操作用能量；所述系統用儲能單元還分別與故障指示單元、無線通訊模塊相連，用于采集儲存微能量，實現系統在微能量源消失后，后備工作電源的提供，保障整個系統在配電線路掉電后正常運行，并為故障指示單元和無線通信單元提供能量；所述配電開關機構分合閘單元，用于保證本體開關的分合閘，實現負荷側配電線路停供電；所以故障指示單元，用于以指示配電線路工況變化情況；所述無線通信模塊，用于CPU系統與主站或監控平臺進行信息交互。 作為上述方案是進一步改進，所述操作用儲能模塊包括操作用儲能單元及分別與(PU相連的第一、第四控制單元，所述操作用儲能單元的輸入端通過第一控制單元與微能量源采集單元的輸出端相連，所述操作用儲能單元的輸出端通過第四控制單元與配電開關機構分合閘單元相連。 作為上述方案是進一步改進，所述系統用儲能模塊包括分別與CPU相連的系統用儲能單元、第二、第五控制單元，所述系統用儲能單元的輸入端通過第二控制單元與DC/DC系統電源單元的輸出端相連，所述系統用儲能單元的輸出端通過第五控制單元與故障指示單元相連。 作為上述方案是進一步改進，所述無線通訊模塊包括無線通訊單元及分別與CPU相連的第三、第六控制單元，所述無線通訊單元的第一輸入端通過第三控制單元與DC/DC系統電源單元的輸出端相連，第二輸入端通過第六控制單元與系統用儲能單元相連。 一種微能量存儲方法，其特征在于包括以下步驟:1)微能量源采集單元從配電開關取電設備采集微能量源；2 )把采集到的微能量源能量通過DC/DC系統電源單元轉換成系統可用的電壓電源，供給 CPU ；3)CPU控制開啟第一控制單元，使操作用儲能單元進入充電模式；4)操作用儲能單元進行充電并隨時檢測操作用儲能電壓的狀態值Ua；5)將CPU內設定的操作用儲能電壓閥值U0與檢測到的電壓狀態值Ua進行比較；6)如果Ua< U0,則返回步驟5繼續充電，且采用恒壓方式進行充電；如果Ua > U0,則關閉第一控制單元，操作用儲能模塊停止充電，開啟第二控制單元，使系統用儲能模塊進入充電模式；7)系統用儲能單元進行充電并隨時檢測系統用儲能電壓的狀態值Ub；8)將CPU內設定的操作用儲能電壓閥值U1與檢測到的電壓狀態值Ub進行比較；9)如果Ub< U1，則返回步驟7繼續充電，且采用恒壓方式進行充電；如果Ub > U1，則采用涓流間隙式充電方式進行充電，并采用PWM控制技術開啟第三控制單元，使無線通訊單元開通，CPU通過無線通信單元與主站或監控平臺進行信息交互。 一種微能量分配方法，包括以下步驟:1)當開關設備檢測到10kv配電線路發生故障且微能量源消失時，系統用儲能模塊切換至放電模式，為CPU系統供電； 2)CPU控制操作用儲能模塊切換至放電模式，為配電開關機構分合閘單元保護動作供能，冋時開啟故障指不功能；3)CPU控制無線通訊模塊開啟，并通過無線通訊單元向主站或監控平臺上傳線路故障;4)若檢測到配電線路故障解除且微能量源恢復，則CPU系統進入微能量存儲算法模式；5)若配電線路故障未解除，系統用儲能電源降至設定的電壓閥值U2時，CPU系統進入關機模式。 本專利技術的有益效果是:本專利技術的微能量優化管理系統、存儲與分配方法，其充分利用智能配電網技術，構建了能量優化管理系統，實現了對微能量的高效采集與儲存，優化了能量的分配，解決了微能量情況下控制器的取電問題，使得該方法集能量優化管理系統、微能量存儲算法、能量分配算法于一體，實現整個配電開關設備功能及能效極大化，可靠且實用，其主要體現在以下3個方面:1、實現了控制器功耗低與功能全的一體化設計，以配電線路提供的微能量為控制器工作及儲能提供能量，同時引入微能量存儲算法及能量分配算法，優先保證控制器CPU系統工作及配電開關分合閘，擁有故障指示功能，可實時直觀顯示配電線路運行工況變化，兼具可與主站或監控平臺進行無線通信功能；2、建立了能量優化管理系統和能量極大化利用的能量管理架構，利用這種可靠高效的方法，克服了自動化功能與功耗相對立的矛盾；3、降低了產品的成本，具備可推廣條件。 【附圖說明】為了更清楚地說明本專利技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本專利技術的一部分實施例，而不是全部實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得的其他設計方案和附圖:圖1為本專利技術較佳實施例的微能量優化管理系統示意圖；圖2為本專利技術較佳實施例的微能量存儲方法流程圖；圖3為本專利技術較佳實施例的微能量分配方法流程圖。 【具體實施方式】以下將結合實施例和附圖對本專利技術的構思、具體結構及產生的技術效果進行清楚、完整本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種適用于智能配電設備的微能量優化管理系統，其特征在于：包括微能量源采集單元、DC/DC系統電源單元、CPU、操作用儲能模塊、系統用儲能模塊、無線通訊模塊、配電開關機構分合閘單元及故障指示單元；所述微能量源采集單元分別與DC/DC系統電源單元、操作用儲能模塊的輸入端相連；所述DC/DC系統電源單元的輸出端分別與CPU、系統用儲能模塊、無線通訊模塊微的輸入端相連；所述CPU分別與操作用儲能模塊、系統用儲能模塊、無線通訊模塊相連；所述操作用儲能模塊還與配電開關機構分合閘單元相連；所述系統用儲能單元還分別與故障指示單元、無線通訊模塊相連。
【技術特征摘要】
1.一種適用于智能配電設備的微能量優化管理系統，其特征在于:包括微能量源采集單元、DC/DC系統電源單元、CPU、操作用儲能模塊、系統用儲能模塊、無線通訊模塊、配電開關機構分合閘單元及故障指示單元；所述微能量源采集單元分別與DC/DC系統電源單元、操作用儲能模塊的輸入端相連；所述DC/DC系統電源單元的輸出端分別與CPU、系統用儲能模塊、無線通訊模塊微的輸入端相連；所述CPU分別與操作用儲能模塊、系統用儲能模塊、無線通訊模塊相連；所述操作用儲能模塊還與配電開關機構分合閘單元相連；所述系統用儲能單元還分別與故障指示單元、無線通訊模塊相連。2.根據權利要求1所述的一種適用于智能配電設備的微能量優化管理系統，其特征在于所述操作用儲能模塊包括操作用儲能單元及分別與CPU相連的第一、第四控制單元，所述操作用儲能單元的輸入端通過第一控制單元與微能量源采集單元的輸出端相連，所述操作用儲能單元的輸出端通過第四控制單元與配電開關機構分合閘單元相連。3.根據權利要求1所述的一種適用于智能配電設備的微能量優化管理系統，其特征在于所述系統用儲能模塊包括分別與CPU相連的系統用儲能單元、第二、第五控制單元，所述系統用儲能單元的輸入端通過第二控制單元與DC/DC系統電源單元的輸出端相連，所述系統用儲能單元的輸出端通過第五控制單元與故障指示單元相連。4.根據權利要求1所述的一種適用于智能配電設備的微能量優化管理系統，其特征在于所述無線通訊模塊包括無線通訊單元及分別與CPU相連的第三、第六控制單元，所述無線通訊單元的第一輸入端通過第三控制單元與DC/DC系統電源單元的輸出端相連，第二輸入端通過第六控制單元與系統用儲能單元相連。5.一種基于權利要求1所述微能量優化管理系統的微能量存儲方法，其特征在于包括以下步驟: I)微能量源采集單元從配電開關取電設備采集微能量源； 2 )把采集到的微能量源能量通過DC/DC系統電源單元轉換成系統可用的電壓電源，供給 CPU ； 3)操作用儲能模...
【專利技術屬性】
技術研發人員：魏浩銘，郭上華，石明豐，
申請(專利權)人：珠海許繼電氣有限公司，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44
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