本實(shí)用新型涉及一種港口供電系統(tǒng)隨機(jī)功率潮流協(xié)調(diào)控制器。

背景技術(shù)：

通常港口的主要用電負(fù)載為裝卸類機(jī)械設(shè)備，為滿足貨物的裝卸要求，該類設(shè)備在裝卸作業(yè)中啟動和制動頻繁，啟動時耗電功率大，制動時產(chǎn)生回饋能量注入電網(wǎng)，導(dǎo)致港口供電系統(tǒng)電網(wǎng)功率沖擊巨大，電網(wǎng)波動嚴(yán)重，影響電網(wǎng)的可靠安全運(yùn)行，同時影響同一電網(wǎng)下其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。尤其在島嶼港口，一般供電系統(tǒng)采用跨海電纜長距離輸電，其供電系統(tǒng)電網(wǎng)容量相對較小，裝卸類機(jī)械設(shè)備對電網(wǎng)的功率沖擊尤為明顯。

一般港口供電系統(tǒng)由兩段高壓母線分別經(jīng)兩個主變壓器和兩個斷路器得到兩段中壓母線，兩段中壓母線之間通過斷路器并網(wǎng)，港口的裝卸類機(jī)械設(shè)備（如橋吊等負(fù)載）由兩段中壓母線供電。其中高壓母線電壓一般為110KV，中壓母線電壓一般為10KV。

如洋山深水港供電系統(tǒng)由43km跨海電纜長距離輸電，其供電系統(tǒng)是個弱小的配電系統(tǒng)，電網(wǎng)的抗干擾能力較弱。在裝卸類機(jī)械設(shè)備對電網(wǎng)功率的沖擊下，10kV供電系統(tǒng)電網(wǎng)曾多次在峰值負(fù)載較大時發(fā)生低頻功率振蕩，嚴(yán)重影響整個供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種港口供電系統(tǒng)隨機(jī)功率潮流協(xié)調(diào)控制器，本控制器用于協(xié)調(diào)由于裝卸類機(jī)械設(shè)備運(yùn)行對供電系統(tǒng)的功率沖擊，實(shí)施電網(wǎng)的削峰填谷，保證了港口供電系統(tǒng)電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行，確保電網(wǎng)下其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型港口供電系統(tǒng)隨機(jī)功率潮流協(xié)調(diào)控制器包括電壓信號采集單元、電流信號采集單元、開關(guān)信號采集單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字信號處理單元、控制單元和逆變控制模塊，所述電壓信號采集單元通過電壓互感器采集電網(wǎng)的電壓信號并經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)換單元傳輸至所述數(shù)字信號處理單元，所述電流信號采集單元通過電流互感器采集用電設(shè)備的電流并經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)換單元傳輸至所述數(shù)字信號處理單元，所述開關(guān)信號采集單元采集用電設(shè)備斷路器的開關(guān)信號并經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)換單元傳輸至所述數(shù)字信號處理單元，所述控制單元連接所述數(shù)字信號處理單元的I/O端口，所述數(shù)字信號處理單元的控制端口連接所述逆變控制模塊。

進(jìn)一步，本控制器還包括故障報警模塊，所述故障報警模塊連接所述數(shù)字信號處理單元的I/O端口。

進(jìn)一步，本控制器還包括監(jiān)控模塊，所述監(jiān)控模塊連接所述數(shù)字信號處理單元的COM端口。

進(jìn)一步，所述A/D轉(zhuǎn)換單元與數(shù)字信號處理單元之間通過系統(tǒng)總線連接。

進(jìn)一步，所述數(shù)字信號處理單元的控制端口與逆變控制模塊之間通過CAN總線連接。

進(jìn)一步，所述電壓信號采集單元的電壓采樣率和電流信號采集單元的電流采樣率為每周波100點(diǎn)，所述開關(guān)信號采集單元的開關(guān)信號采樣率為100點(diǎn)/秒。

由于本實(shí)用新型港口供電系統(tǒng)隨機(jī)功率潮流協(xié)調(diào)控制器采用了上述技術(shù)方案，即本控制器的電壓信號采集單元通過電壓互感器采集電網(wǎng)的電壓信號并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換單元傳輸至數(shù)字信號處理單元，電流信號采集單元通過電流互感器采集用電設(shè)備的電流并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換單元傳輸至數(shù)字信號處理單元，開關(guān)信號采集單元采集用電設(shè)備斷路器的開關(guān)信號并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換單元傳輸至數(shù)字信號處理單元，控制單元連接數(shù)字信號處理單元的I/O端口，數(shù)字信號處理單元的控制端口連接逆變控制模塊。本控制器用于協(xié)調(diào)由于裝卸類機(jī)械設(shè)備運(yùn)行對供電系統(tǒng)的功率沖擊，實(shí)施電網(wǎng)的削峰填谷，保證了港口供電系統(tǒng)電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行，確保電網(wǎng)下其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

圖1為本實(shí)用新型控制器的原理框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型港口供電系統(tǒng)隨機(jī)功率潮流協(xié)調(diào)控制器包括電壓信號采集單元1、電流信號采集單元2、開關(guān)信號采集單元3、A/D轉(zhuǎn)換單元4、數(shù)字信號處理單元5、控制單元6和逆變控制模塊8，所述電壓信號采集單元1通過電壓互感器采集電網(wǎng)的電壓信號并經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)換單元4傳輸至所述數(shù)字信號處理單元5，所述電流信號采集單元2通過電流互感器采集用電設(shè)備的電流并經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)換單元4傳輸至所述數(shù)字信號處理單元5，所述開關(guān)信號采集單元3采集用電設(shè)備斷路器的開關(guān)信號并經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)換單元4傳輸至所述數(shù)字信號處理單元5，所述控制單元6連接所述數(shù)字信號處理單元5的I/O端口，所述數(shù)字信號處理單元5的控制端口連接所述逆變控制模塊8。

進(jìn)一步，本控制器還包括故障報警模塊7，所述故障報警模塊7連接所述數(shù)字信號處理單元5的I/O端口。當(dāng)電網(wǎng)和本控制器發(fā)生故障時，由數(shù)字信號處理單元向故障報警模塊發(fā)出故障報警信號，故障報警模塊提示相應(yīng)的故障信息并作出報警。

進(jìn)一步，本控制器還包括監(jiān)控模塊9，所述監(jiān)控模塊9連接所述數(shù)字信號處理單元5的COM端口。監(jiān)控模塊對電網(wǎng)及本控制器進(jìn)行監(jiān)控，以確保電網(wǎng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

進(jìn)一步，所述A/D轉(zhuǎn)換單元4與數(shù)字信號處理單元5之間通過系統(tǒng)總線41連接。

進(jìn)一步，所述數(shù)字信號處理單元5的控制端口與逆變控制模塊8之間通過CAN總線連接。

進(jìn)一步，所述電壓信號采集單元1的電壓采樣率和電流信號采集單元2的電流采樣率為每周波100點(diǎn)，所述開關(guān)信號采集單元3的開關(guān)信號采樣率為100點(diǎn)/秒。

本控制器對港口供電系統(tǒng)及負(fù)載進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)測分析，由電壓信號采集單元、電流信號采集單元、開關(guān)信號采集單元分別采集電網(wǎng)及用電設(shè)備的運(yùn)行信息，共同完成對電網(wǎng)和負(fù)載的工作狀態(tài)的信號采集，采集的信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳輸至數(shù)字信號處理單元，數(shù)字信號處理單元進(jìn)行邏輯分析，負(fù)責(zé)對采集信號的幅值和功率計算，并通過綜合判斷，快速向逆變控制模塊發(fā)送控制指令，數(shù)字信號處理單元計算出負(fù)載的實(shí)時功率，并根據(jù)采集到的用電設(shè)備斷路器開關(guān)信號，判斷出當(dāng)前電網(wǎng)的運(yùn)行方式，針對不同的電網(wǎng)運(yùn)行方式，計算出電網(wǎng)需要的功率變化，將變化量作為指令，通過Can端口發(fā)送給逆變控制模塊；同時電網(wǎng)設(shè)置雙向逆變器模塊和超級電容模塊，逆變控制模塊在接到操作指令后，通過雙向逆變器模塊控制超級電容模塊進(jìn)行定時定量的充放電，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的削峰填谷，對電網(wǎng)進(jìn)行隨機(jī)功率潮流協(xié)調(diào)控制，即當(dāng)負(fù)載工作突然需要大功率時，由超級電容模塊提供功率峰值的支持，當(dāng)負(fù)載產(chǎn)生回饋能量時，由超級電容模塊進(jìn)行吸收儲存。本控制器中的控制單元為一個放置于現(xiàn)場的操作控制臺，可以控制本控制器的啟動投入和停止切除以及選擇切換不同的電網(wǎng)補(bǔ)償方式。

通過本控制器可協(xié)調(diào)由于裝卸類機(jī)械設(shè)備運(yùn)行對供電系統(tǒng)的功率沖擊，儲存裝卸類機(jī)械設(shè)備制動時產(chǎn)生的回饋能量，用于電網(wǎng)的削峰填谷，保證了港口供電系統(tǒng)電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行，確保電網(wǎng)下其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。