本實(shí)用新型涉及電網(wǎng)信息采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于大數(shù)據(jù)分析的分布式電源信息采集裝置。
背景技術(shù)：
隨著分布式電源滲透率不斷提高，對(duì)傳統(tǒng)配電網(wǎng)造成廣泛的影響，例如改變配電網(wǎng)的電壓水平、提高配電網(wǎng)的短路容量、影響網(wǎng)絡(luò)的供電可靠性以及加劇電能質(zhì)量的惡化等，在此背景下，主動(dòng)配電網(wǎng)的概念應(yīng)用而生。主動(dòng)配電網(wǎng)在運(yùn)行過程中的任務(wù)是充分合理的利用可再生能源，并向用戶提供數(shù)量充足、質(zhì)量合格的電能，同時(shí)還要可靠、安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。因此，保證配電網(wǎng)電壓質(zhì)量合格及電壓穩(wěn)定是保證配電網(wǎng)可靠運(yùn)行的保障。當(dāng)分布式電源接入主動(dòng)配電網(wǎng)時(shí)，會(huì)對(duì)其電壓分布及穩(wěn)定性造成影響，為保證配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓穩(wěn)定，需對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)無功電壓控制技術(shù)進(jìn)行研究。
申請(qǐng)?zhí)枮?01310611002.X的專利提供一種大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，總體上采用分布式架構(gòu)，包括：本地?cái)?shù)據(jù)服務(wù)器，提供本地集群數(shù)據(jù)庫，本地集群數(shù)據(jù)庫采用雙機(jī)和磁盤陣列組成高可用集群；主體數(shù)據(jù)服務(wù)器，提供集群代理服務(wù)，集群代理服務(wù)是本地集群數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)訪問代理服務(wù)?？蛇x的，大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)還包括：一個(gè)或多個(gè)客戶端，適于通過訪問所述集群代理服務(wù)來確定是否有權(quán)限訪問目標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)并獲取目標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)所屬的本地集群數(shù)據(jù)庫的位置信息，還適于直接訪問該位置信息對(duì)應(yīng)的本地集群數(shù)據(jù)庫。該發(fā)明公開的實(shí)施方式(1)采用分布式高可用集群架構(gòu)解決系統(tǒng)管理超大規(guī)模數(shù)據(jù)能力；(2)采用本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫解決高頻率數(shù)據(jù)采樣處理能力。
申請(qǐng)?zhí)枮?01510925157.X的專利公開了一種智能配電網(wǎng)規(guī)劃大數(shù)據(jù)管控系統(tǒng)及方法，包括：數(shù)據(jù)層構(gòu)建全局電網(wǎng)規(guī)劃模型；建立包含電網(wǎng)設(shè)備、圖形標(biāo)準(zhǔn)以及電網(wǎng)運(yùn)行信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)字典；應(yīng)用層對(duì)設(shè)定區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)設(shè)備及電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及實(shí)時(shí)負(fù)荷實(shí)測(cè)分析；實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)圖表的自動(dòng)填報(bào)、規(guī)劃數(shù)據(jù)智能運(yùn)算、規(guī)劃數(shù)據(jù)智能校核、規(guī)劃數(shù)據(jù)智能統(tǒng)計(jì)及匯總；業(yè)務(wù)層對(duì)規(guī)劃電網(wǎng)方案進(jìn)行評(píng)選；展示層對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)成果的集中展示、共享和信息發(fā)布。該發(fā)明以基礎(chǔ)地理信息、電網(wǎng)空間和屬性專題信息及電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)信息等多源海量數(shù)據(jù)為核心，有效整合系統(tǒng)內(nèi)規(guī)劃設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資源，建立電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)綜合信息平臺(tái)，夯實(shí)電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)信息化基礎(chǔ)。
申請(qǐng)?zhí)枮?01510695185.7的專利屬于信息技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)信息運(yùn)維主動(dòng)預(yù)警方法體系包括狀態(tài)預(yù)警、閾值預(yù)警、快變預(yù)警、趨勢(shì)預(yù)警、評(píng)價(jià)預(yù)警和關(guān)聯(lián)預(yù)警，實(shí)現(xiàn)了信息運(yùn)維主動(dòng)預(yù)警方法與信息運(yùn)維體系的有效結(jié)合；實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)信息運(yùn)維領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了信息運(yùn)維數(shù)據(jù)的高效統(tǒng)計(jì)分析、挖掘分析和實(shí)時(shí)流處理，有效挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)預(yù)警，提升信息運(yùn)維的效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有分布式電源分散式調(diào)壓技術(shù)存在的缺陷，提供基于大數(shù)據(jù)分析的分布式電源信息采集裝置，安全性、可靠性高。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：基于大數(shù)據(jù)分析的分布式電源信息采集裝置，包括采樣單元、保護(hù)單元和通信單元；所述采樣單元包括設(shè)置于分布式電源上的計(jì)量電壓互感器、計(jì)量電流互感器，所述保護(hù)單元包括漏電保護(hù)器和智能電容器，所述通信單元包括信號(hào)采集器以及分別與所述信號(hào)采集器連接的有線通信模塊、無線通信模塊。
進(jìn)一步地，所述信號(hào)采集器包括數(shù)據(jù)采集卡、DSP芯片、模數(shù)處理單元和存儲(chǔ)器。
進(jìn)一步地，所述漏電保護(hù)器包括電流互感器與脫扣器，所述脫扣器與所述智能電容器連接。
進(jìn)一步地，所述有線通信模塊包括專用雙絞線、音頻電纜、市話線、配電線載波、光纖通信、現(xiàn)場(chǎng)供電總線和RS-485總線。
進(jìn)一步地，所述無線通信模塊包括近程無線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)，所述近程無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)采用電力載波傳輸，所述遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)采用長距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。
進(jìn)一步地，所述遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)包括GSM短信收發(fā)模塊，所述GSM短信收發(fā)模塊連接定向增益天線。
進(jìn)一步地，所述無線通信模塊連接無線狀態(tài)量采集器。
本實(shí)用新型的有益效果在于：
本實(shí)用新型具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，所提供電壓、電流信號(hào)為系統(tǒng)化、模塊化的采集，可以通過信號(hào)采集器的匯總分析，形成大數(shù)據(jù)分析的依據(jù)。信號(hào)傳輸模式支持多樣化，能夠克服通信線路故障和快速電路變化時(shí)響應(yīng)緩慢的問題。同時(shí)，由于分散式控制能夠改善電力系統(tǒng)運(yùn)行而且減少通信單元的投資，因此減少了成本，適合偏遠(yuǎn)山區(qū)等地進(jìn)行采集調(diào)壓操作，也能一定程度上克服了目前分散式調(diào)壓存在的僅基于本地信息，電網(wǎng)組件之間的通信水平有限的缺陷，從而提升了分布式技術(shù)的實(shí)用效果，進(jìn)而可以配合自動(dòng)化系統(tǒng)有效防止電壓的過調(diào)節(jié)，減少了分布式電源的調(diào)節(jié)次數(shù)，保證了分布式電源的經(jīng)濟(jì)效益。
附圖說明
下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明：
圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。
如圖1所示，基于大數(shù)據(jù)分析的分布式電源信息采集裝置，包括采樣單元1、保護(hù)單元4和通信單元8；采樣單元1包括設(shè)置于分布式電源上的計(jì)量電壓互感器2、計(jì)量電流互感器3，保護(hù)單元4包括漏電保護(hù)器和智能電容器5，通信單元包括信號(hào)采集器9以及分別與信號(hào)采集器9連接的有線通信模塊12、無線通信模塊8。
信號(hào)采集器9包括數(shù)據(jù)采集卡13、DSP芯片14、模數(shù)處理單元15和存儲(chǔ)器16。
漏電保護(hù)器包括電流互感器6與脫扣器7，脫扣器7與智能電容器5連接。
有線通信模塊12包括專用雙絞線、音頻電纜、市話線、配電線載波、光纖通信、現(xiàn)場(chǎng)供電總線和RS-485總線。
無線通信模塊8包括近程無線網(wǎng)絡(luò)10與遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)11，近程無線網(wǎng)絡(luò)10信號(hào)采用電力載波傳輸，遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)11信號(hào)采用長距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。
遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)10包括GSM短信收發(fā)模塊，GSM短信收發(fā)模塊連接定向增益天線17。
無線通信模塊連接無線狀態(tài)量采集器18。
本實(shí)用新型的采樣單元主要是為了對(duì)分布式電源中的電信號(hào)參數(shù)進(jìn)行采集，并經(jīng)處理后傳輸至中壓變電站的監(jiān)控主站內(nèi)，同時(shí)，采集到的電壓、電流信號(hào)為批量信號(hào)，也為后續(xù)調(diào)控指令的分類執(zhí)行提供大數(shù)據(jù)分析依據(jù)。
在使用本實(shí)用新型時(shí)，各執(zhí)行子站監(jiān)測(cè)本地電壓、電流情況，并根據(jù)具體原因采取不同措施：當(dāng)子站監(jiān)測(cè)到本地電壓、電流越上限時(shí)，將檢測(cè)信號(hào)通過通訊系統(tǒng)傳輸給主站，同時(shí)開始計(jì)時(shí)并繼續(xù)監(jiān)測(cè)本地電壓、電流。在進(jìn)行采集傳輸之后，分布式電源即可以通過采集信息，來進(jìn)行電量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)模式為功率因數(shù)-電壓控制模式或功率因數(shù)-電流控制模式，即PFC-VC控制模式或PFC-IC控制模式，調(diào)節(jié)對(duì)象可以是發(fā)電功率在幾千瓦至數(shù)百兆瓦的小型模塊化、分散式、布置在用戶附近的高效、可靠的發(fā)電單元，如太陽能發(fā)電(光伏電池、光熱發(fā)電)、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、潮汐發(fā)電等。
保護(hù)單元主要是對(duì)分布式電源可能產(chǎn)生的漏電狀況起監(jiān)測(cè)保護(hù)作用，包括漏電保護(hù)器和智能電容器，漏電保護(hù)器包括電流互感器與脫扣器，這樣就構(gòu)成一個(gè)電流動(dòng)作斷路器，傳統(tǒng)型的剩余電流動(dòng)作斷路器為電磁式，零序電流互感器的二次回路輸出電壓不經(jīng)任何放大，直接激勵(lì)剩余電流脫扣器，這樣就會(huì)造成保護(hù)器的靈敏度略低，且制作工藝復(fù)雜、成本高；本方案在具體實(shí)施時(shí)，可以在電流互感器的二次回路和脫扣器之間接入一個(gè)電子放大線路，互感器二次回路的輸出電壓經(jīng)過電子線路放大后再激勵(lì)剩余電流脫扣器，這樣保護(hù)器的靈敏度高、整定誤差小、制作工藝簡單、成本低。智能電容器與脫扣器連接，可以在產(chǎn)生漏電沖擊放電時(shí)，由智能電容器對(duì)電信號(hào)產(chǎn)生隔離吸收的左右，從而增加保護(hù)效果。
通信單元包括依托信號(hào)采集器而實(shí)現(xiàn)的有線通信方式和無線通信方式，主要用于聯(lián)接分布式電源之間進(jìn)行信息通信，其中有線通信方式包括專線(雙絞線或音頻電纜)、市話線、配電線載波、光纖通信、現(xiàn)場(chǎng)總線和RS-485；無線通信方式包括近程無線與遠(yuǎn)程無線。近程無線網(wǎng)絡(luò)采用電力載波傳輸，遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)采用長距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。信息傳輸方式是保證監(jiān)控信息及時(shí)傳遞的基礎(chǔ)，電力載波不依托輔助元件，可實(shí)現(xiàn)直接性的線路傳輸，很適用于小范圍內(nèi)互聯(lián)的近程無線網(wǎng)絡(luò)；遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)既可以采用GSM無線傳輸，可以與各種公用通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，抗干擾性強(qiáng)，通信質(zhì)量高，不受距離限制，也可以采用長距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，通過數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)使用一次GSM傳輸，相比于GSM無線傳輸而言，不必使用SIM卡，大大降低了長期使用費(fèi)用。無線通信模塊連接無線狀態(tài)量采集器，無線狀態(tài)量采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)的一次匯集，并傳輸至數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)的二次匯集；數(shù)據(jù)采集卡的輸出端與配電網(wǎng)控制中心的服務(wù)器連接。
在采用無線傳輸時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸?shù)姆€(wěn)定性和高效性，遠(yuǎn)程無線通信單元運(yùn)用了定向增益天線，定向增益天線為螺旋臂偶極子天線，通過同軸電纜與信號(hào)采集器相連，能起到接收并調(diào)取參數(shù)指令和傳輸電壓反饋信號(hào)的作用，從而降低了工程上調(diào)整天線之間方向性對(duì)準(zhǔn)的難度。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，使用本實(shí)用新型的方案還可以實(shí)現(xiàn)許多可選的實(shí)施例。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。