蔡大華

(南京工業(yè)職業(yè)技術學院,江蘇南京 210002)

風、光、市電‘三電’智能監(jiān)控技術的研究

蔡大華

(南京工業(yè)職業(yè)技術學院,江蘇南京 210002)

本文介紹‘三電’智能監(jiān)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(shù)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(huán)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(fā)電供電、光伏發(fā)電供電以及市電供電。風光發(fā)電應用系統(tǒng),是利用太陽能電池方陣、風力發(fā)電機(將交流電轉化為直流電)將發(fā)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?yōu)榻涣麟?通過輸電線路送到用戶負載處。但風力及光伏發(fā)電受環(huán)境及氣候影響很大,影響供電的穩(wěn)定性及安全性。隨著我國經濟高速發(fā)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(fā)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(jiān)控要求

供電運行數(shù)據(jù)是整個配電網數(shù)據(jù)的重要組成部分,其中包括電壓、電流、有功(無功)、功率因數(shù)、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(fā)電的影響。這些數(shù)據(jù)正常與否是供電運行是否良好的重要反映。對重要運行數(shù)據(jù)采取實時監(jiān)控,可以及時了解設備運行狀況,對運行數(shù)據(jù)異常能及時發(fā)現(xiàn)這些故障隱患,尤其是早期發(fā)現(xiàn),早采取措施,將減少維修成本,縮短停電時間,保障供電穩(wěn)定及安全,有很多經濟及社會意義。

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

3 ‘三電’智能監(jiān)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(lián)網通信中,傳感器依托網絡和通信技術實現(xiàn)感知信息的傳遞和協(xié)同。通過射頻信號自動識別對象,完成獲取相關數(shù)據(jù)后,再將采集來的數(shù)據(jù)通過優(yōu)化后經無線電波或互聯(lián)網傳輸給信息處理中心,進而通過互聯(lián)網實現(xiàn)更大范圍的跟蹤、監(jiān)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(jù)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(lián)網或電信與監(jiān)控中心主控器相連。監(jiān)控中心對各觀測點參數(shù)狀態(tài)顯示,并可以根據(jù)需要加聲光報警裝置,提高運行狀態(tài)監(jiān)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(xù)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(wěn)定可靠、使用方便、顯示直觀等優(yōu)點

每個控制點可以設置如下觀測點:

(1)運行數(shù)據(jù)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(fā)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(shù)據(jù)通信、存儲、處理;顯示狀態(tài),設置輸入參數(shù);完成人機對話。(2)結構:微型處理器、顯示屏;互聯(lián)網絡驅動模塊。

4 結語

隨著人們對環(huán)境要求越來越高,采用光、風發(fā)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(xiàn)場施工布線;智能控制器集數(shù)據(jù)參數(shù)采集、處理、實時顯示、參數(shù)設定、人機對話及報警等功能,實現(xiàn)監(jiān)控的實時性、快速性。通過互聯(lián)網能方便實現(xiàn)遠距離傳輸,監(jiān)控,進一步拓展監(jiān)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(tǒng)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(tǒng)原理與實例開發(fā)》.北京大學出社,2006.