風、光、市電‘三電’智能監控技術的研究

蔡大華

(南京工業職業技術學院,江蘇南京 210002)

風、光、市電‘三電’智能監控技術的研究

蔡大華

(南京工業職業技術學院,江蘇南京 210002)

本文介紹‘三電’智能監控的要求及實施的方法,提出基于無線傳感網技術的在線檢測風光電的相關參數及故障自動切換的方法,給出了檢測點的物理量及控制器的組成、功能,具有技術新、價格低、可靠性高等特點,有一定的實用性。

三電 傳感網 控制器

1 引言

隨著能源危機日益臨近,以及人們對環境污染的重視,新能源已經成為今后世界上的主要能源之一。所謂‘三電’是風力發電供電、光伏發電供電以及市電供電。風光發電應用系統,是利用太陽能電池方陣、風力發電機(將交流電轉化為直流電)將發出的電能存儲到蓄電池組中,當用戶需要用電時,逆變器將蓄電池組中儲存的直流電轉變為交流電,通過輸電線路送到用戶負載處。但風力及光伏發電受環境及氣候影響很大,影響供電的穩定性及安全性。隨著我國經濟高速發展,人民的生活水平提高,用電量日益增加,對用電質量及安全要求越來越高。采用‘三電’合一的供電方式,可以避免風力及光伏發電不能滿足供電要求時,能自動切入市電供電,從而保證用電負載的正常工作。如何保障三電有效、實時的切換,保證用戶的用電需求安全,是本文研究的主要內容。

2 ‘三電’智能監控要求

供電運行數據是整個配電網數據的重要組成部分,其中包括電壓、電流、有功(無功)、功率因數、有功(無功)電量等,此外還有光照強度及風力大小對光伏及風力發電的影響。這些數據正常與否是供電運行是否良好的重要反映。對重要運行數據采取實時監控,可以及時了解設備運行狀況,對運行數據異常能及時發現這些故障隱患,尤其是早期發現,早采取措施,將減少維修成本,縮短停電時間,保障供電穩定及安全,有很多經濟及社會意義。

根據供電線路運行情況,采用電壓、電流變送器、功率因數變送器等測試線路的工作電壓、電流、功率因數作為監控數據;其它物理量如光照、風力、溫度、濕度等的模數傳感器模塊、無線數據采集傳輸模塊和微處理器模塊三大功能模塊構成,實現由無線傳感器節點采集、微處理器對前端的網絡數據處理發布、網絡遠端的檢測系統(PC機)對數據分析和處理完整功能的物聯網系統。

3 ‘三電’智能監控方法

傳感網絡是一種全新網絡技術,它綜合了傳感器、微處理器及通訊等技術,在物聯網通信中,傳感器依托網絡和通信技術實現感知信息的傳遞和協同。通過射頻信號自動識別對象,完成獲取相關數據后,再將采集來的數據通過優化后經無線電波或互聯網傳輸給信息處理中心,進而通過互聯網實現更大范圍的跟蹤、監控,傳感網絡將給生產控制及生活方式帶來根本性的變化。

采用已經技術成熟且價格適中的無線傳感器可以根據需要增加測試點,不用另外布線,通過無線通信模塊將測試點信號傳輸至控制器,再通過互聯網或電信與監控中心主控器相連。監控中心對各觀測點參數狀態顯示,并可以根據需要加聲光報警裝置,提高運行狀態監控的實時性、快速性。對于線路電壓低于10%或線路電流超過10%到達設定時間后,或線路故障斷電,可以將風、光電切除,而將市電自動切入,保證電網的安全及供電的連續性。

對備用市電電源的投入保護裝置將包括CPU模塊、繼電器模塊、交流電源模塊、人機對話模塊等構成,具有抗干擾性強、穩定可靠、使用方便、顯示直觀等優點

每個控制點可以設置如下觀測點:

(1)運行數據測試:電壓、電流、有功功率等;(2)光照測試:室外太陽光測試;(3)風力測試:風力發電風力強度的測試;(4)濕度測試:觀測點的濕度測試;(5)溫度測試:電氣設備及線路的溫度測試。

控制器:

(1)功能:各控制點的數據通信、存儲、處理;顯示狀態,設置輸入參數;完成人機對話。(2)結構:微型處理器、顯示屏;互聯網絡驅動模塊。

4 結語

隨著人們對環境要求越來越高,采用光、風發電應用的范圍及比例會逐步提高。采用無線傳感網絡模塊可以減少現場施工布線;智能控制器集數據參數采集、處理、實時顯示、參數設定、人機對話及報警等功能,實現監控的實時性、快速性。通過互聯網能方便實現遠距離傳輸,監控,進一步拓展監控范圍。

[1]曾令琴.供配電技術.高等教育出版社,2008.

[2]陳家瑂.共配電系統及其電氣設備.中國水電水力出版社,2004.

[3]楊宗德《.嵌入式ARM系統原理與實例開發》.北京大學出社,2006.