一種配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置制造方法
【專利摘要】一種配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置屬于配電網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置。本實(shí)用新型提供一種數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確、速度快的配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置。本實(shí)用新型配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置包括發(fā)電設(shè)備終端和調(diào)度中心端；所述的發(fā)電設(shè)備終端包括傳感器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、DSP微處理器、FPGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片和4G通信模塊，所述調(diào)度中心端包括工控機(jī)和4G通信模塊，所述傳感器的輸出端與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端相連，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與DSP微處理器的輸入端相連，DSP微處理器的輸出端與FPGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片的輸入端相連。
【專利說明】—種配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于配電網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，如何根據(jù)光伏設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)度，使現(xiàn)有工程發(fā)揮最大效益，越來越受到重視，以往光伏發(fā)電調(diào)度的特點(diǎn)是忽略光伏發(fā)電設(shè)備間的協(xié)調(diào)控制過程，由調(diào)度運(yùn)行人員憑借主觀判斷控制決策配電網(wǎng)內(nèi)各個(gè)光伏發(fā)電的運(yùn)行，因此，對配電網(wǎng)內(nèi)各光伏設(shè)備的電氣參數(shù)及氣象環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測參數(shù)對光伏設(shè)備輸出功率進(jìn)行控制，提高電力系統(tǒng)可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型就是針對上述問題，提供一種數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確、速度快的配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案，本實(shí)用新型配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置包括發(fā)電設(shè)備終端和調(diào)度中心端；所述的發(fā)電設(shè)備終端包括傳感器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、DSP微處理器、FPGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片和4G通信模塊，所述調(diào)度中心端包括工控機(jī)和4G通信模塊，所述傳感器的輸出端與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端相連，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與DSP微處理器的輸入端相連，DSP微處理器的輸出端與FPGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片的輸入端相連，F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片的輸出端與發(fā)電設(shè)備的控制單元和4G通信模塊的輸入端相連，發(fā)電設(shè)備的控制單元與人機(jī)交互信息顯示單元相連；
[0005]所述傳感器包括電流互感器、電壓互感器、功率變送器、溫度傳感器、濕度傳感器，電流互感器輸出端口、電壓互感器輸出端口、功率變送器輸出端口、溫度傳感器輸出端口、濕度傳感器輸出端口分別與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端口相連。
[0006]作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述傳感器選用DHC03B型電流互感器、DH51D6V0.4B型電壓互感器、SSET CE-C03型功率變送器、HE-200紅外溫度傳感器和STYB3100111A50型濕度傳感器。
[0007]作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用TLC2543串行A/D轉(zhuǎn)換器，4G通信傳輸單元采用ME3760型號的LTE模塊，DSP微處理器選用TMS320F2812芯片，F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片選用EPM7064SLC44芯片，發(fā)電設(shè)備的控制單元采用51單片機(jī)ST89C51芯片，人機(jī)交互信息顯示模塊為HG1286402C型號的液晶顯示模塊；電流互感器、電壓互感器、功率變送器、濕度傳感器、濕度傳感器輸出端分別經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換電路后連接到A/D轉(zhuǎn)換器 TLC2543 的輸入端 AIN0-AIN4，A/D 轉(zhuǎn)換器 TLC2543 的輸出端 E0C、I/O、IN、OUT、CS分別連接到DSP芯片TMS320F2812的XA1-XA5引腳，TMS320F2812的XD0-XD7引腳分別與 FPGA 芯片 EPM7064SLC44 的 1017-1021、1024-1026 引腳，F(xiàn)PGA 芯片 EPM7064SLC44 的104-106、108、109、1011、1012、1014 引腳分別與單片機(jī) STC89C51 芯片的 P0.0-P0.7 相連，單片機(jī)STC89C51芯片的Pl.0-P1.7與液晶顯示模塊的D0-D7連接，單片機(jī)STC89C51芯片的P2.0-P1.4與液晶顯示模塊的RS、RW、CS1、CS2、EN相連接，STC89C51芯片的RXD、TXD與發(fā)電自動控制裝置相連，F(xiàn)PGA芯片EPM7064SLC44的1037引腳與4G通信模塊ME3760的DATA端相連，4G通信模塊的ATNl端通過天線將數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)方調(diào)度終端的UN0-3072系列Pentium M嵌入式工控機(jī)。
[0008]另外，本實(shí)用新型所述信號轉(zhuǎn)換電路采用TLC4501芯片。(設(shè)置信號轉(zhuǎn)換電路，保證信號采集的頻帶寬度、轉(zhuǎn)換速率和電壓增益，同時(shí)降低輸入失調(diào)電壓和電流以及溫度漂移)。
[0009]其次，本實(shí)用新型所述TLC4501芯片I腳分別與電阻R3 —端、電阻R2 —端、電容Cl 一端相連，電阻R3另一端與所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端相連，電容Cl另一端分別與電阻R2另一端、TLC4501芯片2腳、電阻Rl —端、二極管D2陽極、二極管Dl陰極、傳感器的輸出端相連，二極管Dl陽極分別與地線、二極管D2陰極、電阻Rl另一端、TLC4501芯片3腳相連。
[0010]電流、電壓、功率、溫度、濕度信息經(jīng)過各傳感器，進(jìn)行同步采樣、保持、A/D轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字信號后，送入DSP芯片，信息數(shù)據(jù)由DSP的并行數(shù)據(jù)輸出接口送到FPGA的數(shù)據(jù)輸入口，再由FPGA將數(shù)據(jù)送到4G通信模塊，為與遠(yuǎn)方調(diào)度端的工控機(jī)通訊做好準(zhǔn)備；工控機(jī)接收電流、電壓、功率、溫度、濕度信息數(shù)據(jù)，并通過4G通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?G通信模塊，然后由4G模塊將計(jì)算結(jié)果送到FPGA，由FPGA將數(shù)據(jù)送至單片機(jī)STC89C51，由單片機(jī)通過TXD 口對發(fā)電控制裝置發(fā)出控制信號，并在人機(jī)交互信息顯示單元進(jìn)行顯示。
[0011]本實(shí)用新型有益效果。
[0012]DSP微處理器和FPGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片相結(jié)合，提高了數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性和全面性，提高數(shù)據(jù)采集速度和精度。本實(shí)用新型通過配電網(wǎng)內(nèi)發(fā)電設(shè)備間的控制，有效避免了發(fā)電設(shè)備對電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊，大大提高發(fā)電設(shè)備發(fā)電并網(wǎng)效率，降低了發(fā)電并網(wǎng)成本，提高了配電網(wǎng)和發(fā)電設(shè)備可靠性，實(shí)現(xiàn)了以較高精度和較短響應(yīng)時(shí)間的優(yōu)勢對配電網(wǎng)中的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型保護(hù)范圍不僅局限于以下內(nèi)容的表述。
[0014]圖1是本實(shí)用新型電路原理框圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖所示，本實(shí)用新型配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置包括發(fā)電設(shè)備終端和調(diào)度中心端；所述的發(fā)電設(shè)備終端包括傳感器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、DSP微處理器、FPGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片和4G通信模塊，所述調(diào)度中心端包括工控機(jī)和4G通信模塊，所述傳感器的輸出端與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端相連，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與DSP微處理器的輸入端相連，DSP微處理器的輸出端與FPGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片的輸入端相連，F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片的輸出端與發(fā)電設(shè)備的控制單元和4G通信模塊的輸入端相連，發(fā)電設(shè)備的控制單元與人機(jī)交互信息顯示單元相連。
[0017]上述傳感器選用DHC03B型電流互感器、DH51D6V0.4B型電壓互感器、SSET CE-C03型功率變送器、HE-200紅外溫度傳感器和STYB3100111A50型濕度傳感器。
[0018]上述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器選用TLC2543 A/D轉(zhuǎn)換芯片。
[0019]上述DSP微處理器選用TMS320F2812芯片。
[0020]上述FPGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片選用EPM7064SLC44芯片。
[0021]上述發(fā)電設(shè)備控制單元為51單片機(jī)ST89C51芯片。
[0022]上述4G通信模塊為ME3760型號LTE模塊。
[0023]人機(jī)交互信息顯示模塊為HG1286402C型號的液晶顯示模塊。
[0024]電流互感器、電壓互感器、功率變送器、濕度傳感器、濕度傳感器輸出端分別經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換電路后連接到A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543的輸入端AIN0-AIN4，如圖2所示，A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543 的輸出端 E0C、I/O、IN、OUT、CS 分別連接到 DSP 芯片 TMS320F2812 的 XA1-XA5 引腳，TMS320F2812 的 XD0-XD7 引腳分別與 FPGA 芯片 EPM7064SLC44 的 Ι017_Ι021、Ι024_Ι026引腳，F(xiàn)PGA 芯片 EPM7064SLC44 的 104-106、108、109、1011、1012、1014 引腳分別與單片機(jī)STC89C51芯片的P0.0-Ρ0.7相連，單片機(jī)STC89C51芯片的P1.0-Ρ1.7與液晶顯示模塊的D0-D7連接，單片機(jī)STC89C51芯片的Ρ2.0-Ρ1.4與液晶顯示模塊的RS、RW、CS1、CS2、EN相連接，STC89C51芯片的RXD、TXD與發(fā)電自動控制裝置相連，F(xiàn)PGA芯片EPM7064SLC44的1037引腳與4G通信模塊ΜΕ3760的DATA端相連，4G通信模塊的ATNl端通過天線將數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)方調(diào)度終端的UN0-3072系列Pentium M嵌入式工控機(jī)。
[0025]電流、電壓、功率、溫度、濕度信息經(jīng)過各傳感器，進(jìn)行同步采樣、保持、A/D轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字信號后，送入DSP芯片，信息數(shù)據(jù)由DSP的并行數(shù)據(jù)輸出接口送到FPGA的數(shù)據(jù)輸入口，再由FPGA將數(shù)據(jù)送到4G通信模塊，為與遠(yuǎn)方調(diào)度端的工控機(jī)通訊做好準(zhǔn)備；工控機(jī)接收電流、電壓、功率、溫度、濕度信息數(shù)據(jù)，并通過4G通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?G通信模塊，然后由4G模塊將計(jì)算結(jié)果送到FPGA，由FPGA將數(shù)據(jù)送至單片機(jī)STC89C51，由單片機(jī)通過TXD 口對發(fā)電控制裝置發(fā)出控制信號，并在人機(jī)交互信息顯示單元進(jìn)行顯示。
[0026]可以理解的是，以上關(guān)于本實(shí)用新型的具體描述，僅用于說明本實(shí)用新型而并非受限于本實(shí)用新型實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本實(shí)用新型進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置，其特征在于包括發(fā)電設(shè)備終端和調(diào)度中心端；所述的發(fā)電設(shè)備終端包括傳感器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、DSP微處理器、FPGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片和4G通信模塊，所述調(diào)度中心端包括工控機(jī)和4G通信模塊，所述傳感器的輸出端與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端相連，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與DSP微處理器的輸入端相連，DSP微處理器的輸出端與FPGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片的輸入端相連，F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片的輸出端與發(fā)電設(shè)備的控制單元和4G通信模塊的輸入端相連，發(fā)電設(shè)備的控制單元與人機(jī)交互信息顯示單元相連； 所述傳感器包括電流互感器、電壓互感器、功率變送器、溫度傳感器、濕度傳感器，電流互感器輸出端口、電壓互感器輸出端口、功率變送器輸出端口、溫度傳感器輸出端口、濕度傳感器輸出端口分別與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置，其特征在于所述傳感器選用DHC03B型電流互感器、DH51D6V0.4B型電壓互感器、SSET CE-C03型功率變送器、HE-200紅外溫度傳感器和STYB3100111A50型濕度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置，其特征在于所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用TLC2543串行A/D轉(zhuǎn)換器，4G通信傳輸單元采用ME3760型號的LTE模塊，DSP微處理器選用TMS320F2812芯片，F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)計(jì)算芯片選用EPM7064SLC44芯片，發(fā)電設(shè)備的控制單元采用51單片機(jī)ST89C51芯片，人機(jī)交互信息顯示模塊為HG1286402C型號的液晶顯不|旲塊； 電流互感器、電壓互感器、功率變送器、濕度傳感器、濕度傳感器輸出端分別經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換電路后連接到A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543的輸入端AIN0-AIN4，A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543的輸出端 EOC、I/O、IN、OUT、CS 分別連接到 DSP 芯片 TMS320F2812 的 XA1-XA5 引腳，TMS320F2812的 XD0-XD7 引腳分別與 FPGA 芯片 EPM7064SLC44 的 1017-1021、1024_1026 引腳，F(xiàn)PGA 芯片EPM7064SLC44 的 104-106、108、109、1011、1012、1014 引腳分別與單片機(jī) STC89C51 芯片的P0.0-P0.7相連，單片機(jī)STC89C51芯片的P1.0-P1.7與液晶顯示模塊的D0-D7連接，單片機(jī)STC89C51芯片的Ρ2.0-P1.4與液晶顯示模塊的RS、RW、CS1、CS2、EN相連接，STC89C51芯片的RXD、TXD與發(fā)電自動控制裝置相連，F(xiàn)PGA芯片EPM7064SLC44的1037引腳與4G通信模塊ME3760的DATA端相連，4G通信模塊的ATNl端通過天線將數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)方調(diào)度終端的UN0-3072系列Pentium M嵌入式工控機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置，其特征在于所述信號轉(zhuǎn)換電路采用TLC4501芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種配電網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)備協(xié)調(diào)同步裝置，其特征在于所述TLC4501芯片I腳分別與電阻R3 —端、電阻R2 —端、電容Cl 一端相連，電阻R3另一端與所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端相連，電容Cl另一端分別與電阻R2另一端、TLC4501芯片2腳、電阻Rl —端、二極管D2陽極、二極管Dl陰極、傳感器的輸出端相連，二極管Dl陽極分別與地線、二極管D2陰極、電阻Rl另一端、TLC4501芯片3腳相連。
【文檔編號】H02J3/40GK203942293SQ201420395226
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】齊偉夫, 盛光, 金正元, 何琛, 何家福, 高楠 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司沈陽供電公司