專利名稱：微電網(wǎng)智能快速開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微電網(wǎng)PCC智能成套設(shè)備，主要應(yīng)用于微電網(wǎng)和大電網(wǎng)連接處， 是微電網(wǎng)和大電網(wǎng)聯(lián)結(jié)的關(guān)鍵設(shè)備，是將微電網(wǎng)保護測控和快速斷路器相結(jié)合的智能化成套設(shè)備。
背景技術(shù)：
微電網(wǎng)具有并網(wǎng)/孤網(wǎng)兩種穩(wěn)態(tài)運行模式，并網(wǎng)模式是指在正常情況下，微網(wǎng)與大電網(wǎng)連接，二者同時運行，微電網(wǎng)向大電網(wǎng)提供多余的電能或由大電網(wǎng)補充微電網(wǎng)發(fā)電量的不足；孤網(wǎng)運行是指大電網(wǎng)發(fā)生故障或電能質(zhì)量不能滿足微電網(wǎng)要求時，微電網(wǎng)與大電網(wǎng)斷開獨自運行，可見微電網(wǎng)的孤網(wǎng)運行可為系統(tǒng)提供了更高的供電可靠性和供電不可間斷性。當進行并網(wǎng)/孤網(wǎng)兩種模式間轉(zhuǎn)換時，為保證微電網(wǎng)內(nèi)電壓的連續(xù)平穩(wěn)過渡，實現(xiàn)無縫切換，以確保網(wǎng)內(nèi)重要敏感負荷的供電不受影響，對微電網(wǎng)與大電網(wǎng)連接處的開關(guān)的快速性要求較高。然而，由于現(xiàn)有技術(shù)下的各斷路開關(guān)通常采用傅立葉變換或其變種進行故障電流的計算，該種計算方法需要一個完整周波采樣才能準確計算出故障電流的大小，對于50Hz的交流電一個基波周期為20ms，所以最快的斷開動作時間也大于20ms，整組斷開動作時間有的可以達到50ms多，在時效性上無法滿足微電網(wǎng)的工作模式切換的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種微電網(wǎng)智能快速開關(guān)，該快速開關(guān)采用了一種新型簡潔的故障電流計算方法和快速操動機構(gòu)，算法將故障電流信號程序判斷處理時間縮短到3ms以內(nèi)，從而使整組斷開動作時間縮短到7ms以內(nèi)，有力保證了微電網(wǎng)在并網(wǎng)/孤網(wǎng)模式間的平穩(wěn)過渡。本發(fā)明所采用的主要技術(shù)方案是
一種微電網(wǎng)智能快速開關(guān)，包括用于驅(qū)動合分閘的操動機構(gòu)和能夠接收電流檢測裝置的電流信息、對該電流信息進行處理和邏輯分析并在判斷出電流故障后輸出控制指令控制所述操動機構(gòu)分合間動作的中央控制單元，所述中央控制單元對電流信息進行處理和邏輯分析的方式為在一個交流周期內(nèi)進行多點采樣，每獲得一個新的采樣數(shù)據(jù)后，就將該采樣數(shù)據(jù)同上一交流周期內(nèi)的同位置采樣數(shù)據(jù)進行比較，如兩者差值超過設(shè)定標準，則計算持續(xù)多個相鄰采樣點之間的一個或多個電流工程值，在所述一個或多個電流工程值超過設(shè)定的標準時，判斷為電流故障。所述處理和邏輯分析包括下列步驟
(1)采樣對所述電流信息連續(xù)采樣，每個基波電流周期內(nèi)采樣點為N個，NM；
(2)進行突變量判斷記錄連續(xù)N+1個點的采樣值，將每點采樣值與前一周期同位置的采樣值進行比較，當正負偏差超過突變量定值時，啟動步驟(3)；
(3)故障電流的快速計算繼續(xù)采樣至少M點的值
4M ^ 3,采用下式兩點法計算所述電流工程量的平方
權(quán)利要求
1.一種微電網(wǎng)智能快速開關(guān)，包括用于驅(qū)動合分閘的操動機構(gòu)和能夠接收電流檢測裝置的電流信息、對該電流信息進行處理和邏輯分析并在判斷出電流故障后輸出控制指令控制所述操動機構(gòu)分合閘動作的中央控制單元，其特征在于所述中央控制單元對電流信息進行處理和邏輯分析的方式為在一個交流周期內(nèi)進行多點采樣，每獲得一個新的采樣數(shù)據(jù)后，就將該采樣數(shù)據(jù)同上一交流周期內(nèi)的同位置采樣數(shù)據(jù)進行比較，如兩者差值超過設(shè)定標準，則計算持續(xù)多個相鄰采樣點之間的一個或多個電流工程值，在所述一個或多個電流工程值超過設(shè)定的標準時，判斷為電流故障。
2.如權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)智能快速開關(guān)，其特征在于所述處理和邏輯分析包括下列步驟(1)采樣對所述電流信息連續(xù)采樣，每個基波電流周期內(nèi)采樣點為N個，NM；(2)進行突變量判斷記錄連續(xù)N+1個點的采樣值，將每點采樣值與前一周期同位置的采樣值進行比較，當正負偏差超過突變量定值時，啟動步驟(3)；(3)故障電流的快速計算繼續(xù)采樣至少M點的值 Si，M > 3，采用下式兩點法計算所述電流工程量的平方
3.如權(quán)利要求2所述的微電網(wǎng)智能快速開關(guān)，其特征在于所述操動機構(gòu)為快速永磁操動機構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的微電網(wǎng)智能快速開關(guān)，其特征在于所述快速永磁操動機構(gòu)包括用于快速分閘的斥力線圈和斥力金屬盤以及用于合閘與分合閘保持的雙穩(wěn)態(tài)永磁機構(gòu)，所述斥力金屬盤固定連接至用于驅(qū)動滅弧裝置動作的操動機構(gòu)輸出軸。
5.如權(quán)利要求4所述的微電網(wǎng)智能快速開關(guān)，其特征在于還包括用于檢測線路電流的電流檢測裝置，所述中央控制單元設(shè)有用于接收所述電流信息的檢測信號輸入接口電路， 所述電流檢測裝置的輸出端連接至所述檢測信號輸入接口電路的輸入端。
6.如權(quán)利要求5所述的微電網(wǎng)智能快速開關(guān)，其特征在于所述檢測信號輸入接口電路設(shè)有用于對所述電流信息進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的高速、高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
7.如權(quán)利要求6所述的微電網(wǎng)智能快速開關(guān)，其特征在于所述電流檢測裝置包括A、B、 C三相電流互感器，或者包括A、B、C三相電流互感器和零序電流互感器。
8.如權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的微電網(wǎng)智能快速開關(guān)，其特征在于所述中央控制單元還設(shè)有能夠與外界能量管理用主機之間雙向通信的數(shù)字通信電路，所述數(shù)字通信電路用于上傳所述快速開關(guān)的各種狀態(tài)信息和接收來自所述主機的各種調(diào)度指令。
9.如權(quán)利要求8所述的微電網(wǎng)智能快速開關(guān)，其特征在于所述中央控制單元還設(shè)有能夠接收遙控信號的遙控信號輸入接口電路。
10.如權(quán)利要求9所述的微電網(wǎng)智能快速開關(guān)，其特征在于還設(shè)有用于從線路上取電并將其轉(zhuǎn)換成所述遙控信號輸入接口電路和斥力線圈供電線路用電的電壓或電流變換單兀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微電網(wǎng)智能快速開關(guān)，包括用于驅(qū)動合分閘的操動機構(gòu)和能夠接收電流檢測裝置的電流信息、對該電流信息進行處理和邏輯分析并在判斷出電流故障后輸出控制指令控制所述操動機構(gòu)分合閘的中央控制單元，在所述處理和邏輯分析步驟中采用了突變量啟動、兩點計算的全新的快速出口算法，使整個出口時間可以控制在3ms左右，同時所述操動機構(gòu)設(shè)有用于快速分閘的斥力線圈和斥力金屬盤，使整組斷開動作時間縮短到7ms以內(nèi)，從軟、硬件兩方面實現(xiàn)了快速動作、快速保護出口、快速切除故障的目的，可有力地保證微電網(wǎng)在并網(wǎng)或孤網(wǎng)運行狀態(tài)下的可靠性以及在并網(wǎng)/孤網(wǎng)模式間的平穩(wěn)過渡，在滿足微電網(wǎng)特殊使用要求的前提下顯著降低了設(shè)備成本。
文檔編號H02J13/00GK102290868SQ20111025828
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者祝振鵬 申請人:北京新能匯智微電網(wǎng)技術(shù)有限公司