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蓝冠网址高温超导储能系统(1)

一、什么是超导储能系统? 超导储能系统(Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES)是利用超导线圈将电磁能直接储存起来,需要时再将电磁能返回电网或其它负载的一种电力设施,一般由超导线圈、低温容器、制冷装置、变流装置和测控系统部件组成。 超导储能系统可用于调节电力系统峰谷(例如在电网运行处于其低谷时把多余的电能储存起来,而在电网运行处于高峰时,将储存的电能送回电网),蓝冠网址也可用于降低甚至消除电网的低频功率振荡从而改善电网的电压和频率特性,同时还可用于无功和功率因素的调节以改善电力系统的稳定性。超导储能系统具有一系列其它储能技术无法比拟的优越性: (1)超导储能系统可长期无损耗地储存能量,其转换效率超过90%; (2)超导储能系统可通过采用电力电子器件的变流技术实现与电网的连接,响应速度快(毫秒级); (3)由于其储能量与功率调制系统的容量可独立地在大范围内选取,因此可将超导储能系统建成所需的大功率和大能量系统; (4)超导储能系统除了真空和制冷系统外没有转动部分,使用寿命长; (5)超导储能系统在建造时不受地点限制,蓝冠客服维护简单、污染小。 目前,超导储能系统的研究开发已经成为国际上在超导电力技术研究开发方面的一个竞相研究的热点,一些主要发达国家(例如美国、日本、德国等)在超导储能系统的研究开发方面投入了大量的人力和物力,推动着超导储能系统的实用化进程和产业化步伐。 二、开发超导储能系统的必要性 由于电力系统的“电能存取”这一环节非常薄弱,使得电力系统在运行和管理过程中的灵活性和有效性受到极大限制;同时,电能在“发、输、供、用”运行过程中必须在时空两方面都达到“瞬态平衡”,如果出现局部失衡就会引起电能质量问题(闪变),瞬态激烈失衡还会带来灾难性电力事故,并引起电力系统的解列和大面积停电事故。要保障电网安全、经济和可靠运行,就必须在电力系统的关键环节点上建立强有力的电能存取单元(储能系统)对系统给与支撑。基于以上因素,电能存取技术越来越受到各国能源部门和电力部门的重视。 超导储能系统由于其存储的是电磁能,这就保证超导储能系统能够非常迅速以大功率形式与电网进行能量交换。另外,超导储能系统的功率规模和储能规模可以做的很大,并具有系统效率高、技术较简单、没有旋转机械部分、没有动密封问题等优点。对于其它储能技术,无论其如何发展,都不可能消除能量形式转换这一过程,所以无论是现在或将来,超导储能技术将始终在功率密度和响应速度这两方面保持绝对优势。所以,作为电能存取的技术,超导储能技术的应用价值极高,在进行输/配电系统的瞬态质量管理、提高瞬态电能质量及电网暂态稳定性和紧急电力事故应变等方面具有不可替代的作用,并将为打造新的电力市场机制提供技术基础,具有广阔的应用前景。 由于电力技术的发展,长时间的电力中断事故发生几率很小,而瞬态电力故障,如闪变、电压骤升/骤降以及瞬态断电日渐突出。而瞬态电力故障对于依赖智能设备的许多商业用户和制造企业危害极大。从技术角度讲,治理瞬态电能质量问题的有效手段是利用快速响应的有功功率补偿技术。由于超导储能系统具有功率快速补偿这一独特优势,弥补了常规电力系统中缺乏电能存取的弱点,它对瞬态电能质量所有故障问题都能起到很好的改善作用。 三、超导储能系统的应用前景 超导储能系统在进行输/配电系统的瞬态质量管理、提高瞬态电能质量及电网暂态稳定性和紧急电力事故应变等方面具有不可替代的作用,并将为打造新的电力市场机制提供技术基础,具有广阔的应用前景。其应用场合主要包括: (1)可用来消除电力系统中的低频振荡,用于稳定系统的频率和电压; (2)可用于无功功率控制和功率因数的调节,以提高输电系统的稳定性和功率传输能力; (3)由于它可迅速向电网加入或吸收有功功率,具有超导储能装置的系统可看成是灵活交流输电系统; (4)如果不仅将它看成是一个储能装置,而且将它看成是系统运行和控制时的有功功率源,它将显得更有用和有效,因此可以用作超导能量管理系统; (5)在AGC系统中具有自动发电控制作用,而且局部控制错误可减到最小; (6)可用于配电系统或大的负载边以减少波动和平衡尖峰负载、控制初次功率和提高瞬态稳定性,并可得到很好的效益; (7)可用于海岛供电系统,因为海岛与大陆联网的造价高,一般采用燃气轮机独立发电并成网,超导储能装置可用来进行负载调节等; (8)可用来补偿大型电动机起动、焊机、电弧炉、大锤、扎机等波动负载从而减少电网灯光闪烁现象; (9)还可用作太阳能和风力田的储能。风力发电将产生脉动的功率输出并将为配电网带来很多问题,而超导储能装置可使风力发电系统的输出平滑而满足配电电网的要求,并为系统提供备用功率和控制频率; (10)可作为其它分布式电源系统的储能装置; (11)可用作为重要负载提供高质量电力的不间断电源,并在负荷侧发生短路时限制短路电流。 总之,现代工业的发展对供电的可靠性、电能质量提出了越来越高的要求。例如现代企业中变频调速驱动器、机器人、自动生产线、精密加工工具、可编程控制器、计算机信息系统等设备,对电源的波动和各种干扰十分敏感,任何供电质量的恶化可能会造成产品质量的下降,产生重大损失。随着我国新技术、新设备的不断引进和广泛应用,以及我国电力市场商业化运营的实施和分布式发电技术的发展,对电能质量的控制提出了日益严格的要求,对电能质量敏感的电力用户或需要特殊供电的场合也会越来越多。随着我国电网的不断扩大,也迫切需要解决大电网的稳定性问题,超导储能系统在这方面也将具有重要的应用价值。 四、1MJ高温超导储能系统简介 中国科学院电工研究所目前已经完成了1.0MJ超导储能系统的全部研制工作,完成了在北京市门头沟供电公司石龙开闭所所开展的并网运行前的最后测试工作,测试结果表明,超导储能系统已经具备了并入10.5kV配电网进行载荷试验运行的条件。

蓝冠注册变电站事故信息综合分析决策系统的功能结构(1)

变电站事故信息综合分析辅助决策系统的功能结构分为故障信息综合展示,全景事故反演,事故分析辅助决策专家系统三个部分。 1事故信息综合展示 a) 变电站采用的故障数据类型 (1) 保护录波简报:保护录波简报利用保护的录波数据提取相关故障特征量(如故障时间、故障相别及类型、跳闸相别、故障距离等),蓝冠注册它由录波文件的录波头文件、配置文件和数据文件3个部分聚合而成。 (2) 保护告警/动作事件:包括重要继电器的启动、出口和返回时间。 (3) 断路器状态:包含断路器状态、跳闸、闭锁信息。保护动作、断路器跳闸等开关量变位数据应带准确时标。 (4) 隔离开关状态:隔离开关状态是形成网络拓扑,进而进行故障分析的重要依据。 (5) 保护定值:这是执行继电器特性分析、保护定值在线校核等功能的重要基础。 (6) 保护通道信息:快速保护往往需要对侧的通道信息才能完成正确的保护装置逻辑判断与执行。 (7) PMU动态数据/故障测距数据:故障前后一周波的电压、电流相量。故障类型(单相、多相、发展性故障)。 b) 事故信息综合展示的功能 目前的变电站自动化系统能够收集这些故障数据,但是没有提供集中展示功能。故障时有的数据被先后送上来,还有些是工程人员手动从装置调取的,蓝冠网址这些数据分散地展示给工程人员。本工程变电站事故信息综合分析辅助决策系系统设计了集中展示的功能,让用户可以在同一界面中查看某次故障的所有故障信息。可以通过画面展示了某次故障的动作报告信息(厂站名称\间隔名称\保护启动时间\动作元件名称\动作相别\动作相对时间\动作的故障参数),故障时的定值信息(定值名称\定值范围)和故障时刻录波曲线。 2变电站全景数据分析系统 随着电网规模的不断扩大和电网调度运行工作日益精细化,变电站原有的PDR功能已经不能满足需求,变电站自动化系统原有的事故追忆功能完全依赖开关变位和总事故信号的触发,记录可靠性较差,数据断面记录间隔为2~10s,仅能保存时长为5 min的事故,无法记录和再现较长时间的电网运行状况,同时PDR仅提供稳态数据记录分析功能,无法准确反映事故的暂态变化过程和反映系统稳定特征的动态信息参量,信息量非常不完整。在实际的变电站运行过程中,PDR功能实用性较差。因此在变电站自动化系统中开发全景数据分析系统取代原有事故追忆功能势在必行。 全景数据分析系统是对变电站自动化系统原有PDR功能的改进、提高和创新。系统分为统一断面全景数据采集、全景数据展现和全景数据回放两大部分。 a)统一断面全景数据采集 统一断面全景数据采集作为智能变电站SCADA的基本功能,实时采集和按照统一断面存储系统的稳态、暂态和动态数据。为了全面、精确进行全景数据回放和全景数据展现,实时采集需要存储的数据量非常庞大,因此必须对采集到的实时数据进行压缩,避免占用过多的CPU和内存资源。数据存储按照稳态、暂态、动态量不同分别存储到商业数据库中,并建立快速索引字段,便于高速查询、检索。 b)全景数据展示和全景数据回放 全景分析系统对全景数据提供了曲线、表格和图形等展现方式以全方位展示变电站的全景数据。主要包括: (1) 模拟量曲线。本功能提供了曲线的展示方式,可清晰的展现数据的变化趋势和变化范围。通过在统一视图中显示多条相关曲线可以方便的显示故障和非故障情况下相关量之间的关系。 (2) 数字点SOE列表。本功能提供了SOE列表浏览方式。系统能够自动选取在指定时间段内开关量发生变化的厂站。列表按照时间进行排序,时间精度准确到毫秒。 (3) 断面图形和数据反演。本功能提供了间隔为1 s的自动连续数据反演和人工数据反演。通过基于变电站图的数据反演用户能够准确的了解历史任意时刻电网的运行情况,再现故障和分析事故的产生、发展和恢复的全过程。 (4) 全景数据回放是通过故障时刻和故障特征量进行检索,以获取存储到商业数据库中各个断面的全景数据,并以可视化方式进行全景回放。界面包括最近一月\一季度\最近一年\设定时间。事故列表相关数据(表格,曲线,相关事件,重演等画面),故障全景回放界面元素.重演控制面板包括:重演进度\开始时间\当前时间\结束时间\参数设置:重演模式,重演速度等。 3变电站事故分析辅助决策专家系统

蓝冠智能电网之电力通信

智能电网对通信网络的需求 智能电网业务需要全面而完整地信息采集以及与用户的交互,要实现这些数据传递必须要有可靠的安全的通信信息网络的支撑。 建立实用通信模型 基础电网物理架构的电压等级有特高压、超高压、高压、中压和低压等多个等级,区域覆盖有跨省的区域互联、省内电力输送、市到县到企业或小区配送,调度节点有发电侧升压变电站、多等级的高压变电站、中压配电变压器等;依存于电力架构的通信信息网涉及到不同电压适配、不同区域传输、不同节点组网、不同组网成本等等;不同环节所使用的通信网络技术也不尽相同,如光纤通信、无线通信、IP 通信、电力线载波通信、工业总线通信等。因而,蓝冠每个电力环节需要有与其匹配且实用的网络建设 模型,只有建立实用统一的通信网络模型才能更好地、规模地得到推广和应用。 建立互通通信标准 智能电网是将智能化的二次设备IED 的采集数据通过通信网络传送到控制中心进行分析和控制。在这里,通信网络首先要把智能化二次设备互联起来(可采用以太通信方式或工业总线方式),因此需要明确并制定网络设备和二次设备间的互通标准。另外一方面,通信网络技术多样,标准或非标准的都有可能采用,如低压电力载波技术缺乏统一标准,在用电信息采集系统中集中器和采集器则必须使用同一厂商的设备,在一定程度上会限制该种技术的推广和应用。 建立完善通信安全架构 智能电网的各个环节部署着大量的传感器和计量单元,蓝冠平台官网使得网络安全环境更加复杂。首先是智能业务中心存在大量安全隐患的新建系统;其次是智能配用电领域大量智能终端的应用,给黑客提供了利用某些软件入侵机会操纵和关闭某些功能;原有的电力通信协议如104 等对安全考虑薄弱;新通信技术的采用如EPON、WiFi、无线等也引入到安全风险。因此以上从中心系统、通信规约、终端仿冒和通信网络等多方面和整体考虑,形成满足智能电网新形势要求的、完善的通信安全架构,保证智能电网有序的、安全的建设和运行。 建立低成本、广覆盖的通信网络 智能电网的各个环节都需要信息的检测,因而对于覆盖电网的通信网络更需要考虑低成本和广覆盖,尤其是智能配用电环节。以一个中小城市为例,城市面积约10 公里*10 公里,电力用户有10 万户左右,配变约1000 个,开闭所、环网柜以及柱上开关等约有100 个,需要采集的信息点达到10 万个之多,覆盖整个城区。如何构建低成本、广覆盖的城市配电信息通信网络是大家必须考虑的问题,其中低成本的含义还包括建设成本和运维成本。

蓝冠网址智能电网技术支撑(1)

1:通信技术 建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础,没有这样的通信系统,任何智能电网的特征都无法实现,蓝冠网址因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持,因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。同时通信系统要和电网一样深入到千家万户,这样就形成了两张紧密联系的网络—电网和通信网络,只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。下图显示了电网和通信网络的关系。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后,它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率,繁荣电力市场,抵御电网受到的攻击,从而提高电网价值。 高速双向通信系统的建成,蓝冠客服智能电网通过连续不断地自我监测和校正,应用先进的信息技术,实现其最重要的特征—自愈特征。它还可以监测各种扰动,进行补偿,重新分配潮流,避免事故的扩大。高速双向通信系统使得各种不同的智能电子设备(IEDs)、智能表计、控制中心、电力电子控制器、保护系统以及用户进行网络化的通信,提高对电网的驾驭能力和优质服务的水平。 在这一技术领域主要有两个方面的技术需要重点关注,其一就是开放的通信架构,它形成一个“即插即用”的环境,使电网元件之间能够进行网络化的通信;其二是统一的技术标准,它能使所有的传感器、智能电子设备(IEDs)以及应用系统之间实现无缝的通信,也就是信息在所有这些设备和系统之间能够得到完全的理解,实现设备和设备之间、设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能。这就需要电力公司、设备制造企业以及标准制定机构进行通力的合作,才能实现通信系统的互联互通。 2:量测技术 参数量测技术是智能电网基本的组成部件,先进的参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息,以供智能电网的各个方面使用。它们评估电网设备的健康状况和电网的完整性,进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。 未来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统,取而代之的是可以使电力公司与用户进行双向通信的智能固态表计。基于微处理器的智能表计将有更多的功能,除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外,还有储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率,并通知用户实施什么样的费率政策。更高级的功能有用户自行根据费率政策,编制时间表,自动控制用户内部电力使用的策略。 对于电力公司来说,参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支持,包括功率因数、电能质量、相位关系(WAMS)、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据。新的软件系统将收集、储存、分析和处理这些数据,为电力公司的其他业务所用。 未来的数字保护将嵌入计算机代理程序,极大地提高可靠性。计算机代理程序是一个自治和交互的自适应的软件模块。广域监测系统、保护和控制方案将集成数字保护、先进的通信技术以及计算机代理程序。在这样一个集成的分布式的保护系统中,保护元件能够自适应地相互通信,这样的灵活性和自适应能力极大地提高可靠性,因为即使部分系统出现了故障,其他的带有计算机代理程序的保护元件仍然能够保护系统。 3:设备技术 智能电网要广泛应用先进的设备技术,极大地提高输配电系统的性能。未来的智能电网中的设备将充分应用在材料、超导、储能、电力电子和微电子技术方面的最新研究成果,从而提高功率密度、供电可靠性和电能质量以及电力生产的效率。 未来智能电网将主要应用三个方面的先进技术:电力电子技术、超导技术以及大容量储能技术。通过采用新技术和在电网和负荷特性之间寻求最佳的平衡点来提高电能质量。通过应用和改造各种各样的先进设备,如基于电力电子技术和新型导体技术的设备,来提高电网输送容量和可靠性。配电系统中要引进许多新的储能设备和电源,同时要利用新的网络结构,如微电网。 经济的FACTS装置将利用比现有半导体器件更能控制的低成本的电力半导体器件,使得这些先进的设备可以广泛的推广应用。分布式发电将被广泛地应用,多台机组间通过通信系统连接起来形成一个可调度的虚拟电厂。超导技术将用于短路电流限制器、储能、低损耗的旋转设备以及低损耗电缆中。先进的计量和通信技术将使得需求响应的应用成为可能。 新型的储能技术将被应用为分布式能源或大型的集中式电厂。大型发电厂和分布式电源都有其不同的特性,它们必须协调有机的结合,以优化成本,提高效率和可靠性,减少环境影响。

蓝冠平台官网智能电网用户端能源管理系统技术与应用(1)

智能电网是当前国际国内新技术和新产业发展热点。国家电网公司正在建设全国统一的坚强智能电网,其基本特征是电力系统的运营实现信息化、自动化、互动化和市场化,真正实现电能的高效利用。 根据智能电网研究框架体系,智能电网建设主要抓住发电、输电、变电、配电、用电和调度六个环节。“配用电”环节即为电网的用户端,蓝冠平台官网按用户属性来分主要有三类:建筑楼宇,如宾馆、商场、体育馆、学校、写字楼、政府机关等;工矿企业,如冶金、造纸、轻纺、机械、电子、煤矿等;基础设施,如机场、港口、铁路、公路、水利等。用户端消耗着整个电网80%的电能,抓电网用户端智能化建设,对用户可靠、安全、节约用电有十分重要意义。用户端环节建设内容主要为:构建智能用电服务体系;全面推广应用智能电表、智能用电管理终端等智能设备;实现电网与用户的双向互动,提升用户服务质量;建设智能用电小区和电动汽车充电站。用户端急需解决的研究内容主要包括:先进的表计,智能楼宇、智能电器、增值服务、客户用电系统、需求侧管理等课题。 能源管理系统构架及目标 智能电网用户端从用户侧一端来讨论配电和用电系统的智能化和信息化,其范围指电力公司计费电表出口以下,从电力变压器到用电设备之间,对电能进行传输、分配、控制、保护和能源管理的所有设备及系统。 随着科学技术的发展以及人民物质生活水平的提高,用电设备如电梯、水泵、照明、空调系统、家用电器等越来越多,用电负荷快速增长,蓝冠注册设备的能效提高以及不同设备之间的匹配需要科学的管理,用户端的能源管理因此受到越来越多的关注。 一般的智能电网用户端能源管理系统主要包括三方面的内容:计算机管理系统、通信网络、传感(计量)元件。传感(计量)元件采集各种电量数据并通过通信网络传输到计算机管理系统,管理系统将分布采集的数据汇总、分析、报表等,出现故障状况时根据预先设定的条件进行预警、报警甚至自动完成某些操作功能。高级的管理系统还包含智能控制设备,能自动检测电网及用电设备的各种情况并据此对有关负荷进行自动控制,包括对储能设备、可再生能源设备的控制。 建设智能电网用户端能源管理系统有三个目标: 1)电能监测与节能优化:对用电系统各个环节特别是重点耗能设备用电情况进行实时检测计量、数据采集、汇总分析、纵横比较等,发现电能使用不合理之处,通过人工干预或自动控制的方法进行改进,优化用能设备,提高电能的使用效率。 2)用户端与电网公司管理系统的互动:在智能电网中,电网公司为提高电力设施的负荷率要求用户端某些设备能够需求响应,其使用能够尽量避开用电高峰而在用电低谷时使用,帮助电网削峰填谷。 3)管理分布式能源设备的接入:用户端储能设备、电动汽车以及可再生能源设备接入电网可能对电网产生重大冲击,这些设备也可能将电能输送的电网,所以需要一个很好的能源管理系统进行管理。 用户端能源管理系统功能 1.主控制系统功能 主控制系统作为专家决策系统,是一个SCADA软件,将各个子系统的数据接入,并根据各种不同的情况决定各个子系统的控制。 配电监控子系统功能 它由多种独立的功能模块组成,包括保护设备定值在线管理、事件报警管理、录波数据管理等。 配电监控子系统采集和处理的基本数据:模拟量(遥测)包括功率、电流、电压、变压器温度、系统频率等。数字量(遥信)包括开关位置信号、事故信号、微机保护信号、以及设备工作状态等。 3.智能表计子系统功能 智能表计子系统能够海量数据的采集、交换、通信、存储与共享;企业用能实时监控、分析和报表系统,故障报警和快速定位;用户端电网谐波检测和分析;能耗监测、分析、评估,能耗分项计算以及碳排放计算;根据电力公司的需量限制对实际用电负荷进行预警和控制。通过智能表计实现智能电网中“双向”互功功能,智能仪表通过网络通讯设备实时通讯,提供用户的能源需求数据给智能电网,同时将智能电网的不同时间段的电能信息传递给用户端,让用户直接选择电能消费。

蓝冠智能电网涉及的关键技术及应用(1)

1 智能电网技术概况 智能电网是为了实现能源替代和兼容利用,蓝冠它需要在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上,整合系统中的数据,优化电网的运行和管理。它主要是通过终端传感器将用户之间、用户和电网公司之间形成即时连接的网络互动,从而实现数据读取的实时(real-time)、高速(high-speed)、双向(two-way)的效果,整体性地提高电网的综合效率。它可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合,遇到电力供应的高峰期之时,能够在不同区域间进行及时调度,平衡电力供应缺口,从而达到对整个电力系统运行的优化管理;同时,智能电表也可以作为互联网路由器,推动电力部门以其终端用户为基础,进行通信、运行宽带业务或传播电视信号。 2009年6月27~28日,蓝冠平台官网第一届智能电网研究论坛在天津大学召开。论坛共安排了十四个学术报告,从智能电网的基本理念、技术组成、设备需求等多个角度对我国智能电网的建设和发展进行了探讨。天津大学余贻鑫院士的报告为“智能电网的原动力、技术组成和实施路线”。报告中提出,系统安全稳定运行、需求侧管理、分布式电源等是推进智能电网建设的原动力。智能电网是综合应用通讯、高级传感器、分布式计算等技术,提高输配电网络的安全性、可靠性和效率。 华中科技大学程时杰院士在“储能技术及其在智能电网中的应用”的报告中指出,在可再生能源发电所占比例较大的电力系统中,储能技术的应用是解决如何保证系统正常运行这个难题的一条可行的途径。并提出了智能电网对储能系统的基本要求,即足够大的储能容量、足够快的功率响应速度、足够大的交换功率、足够高的储能效率、足够小的放电周期、足够长的使用寿命、足够小的运行费用。 天津大学电气与自动化工程学院院长王成山教授作了“分布式电源、微网、智能配电系统”的报告,分别对分布式电源、微网和智能配电系统的关键技术、应用以及存在的问题进行了介绍,并分析了三者之间的关系。山东理工大学徐丙垠教授的“智能配电网中的配电自动化技术”、加拿大卑诗省水电公司栾文鹏的“高级量测系统”、国家电网需求侧管理中心陈江华的“我国需求侧管理实践成效与展望”、ABB公司刘前进的“智能电网—远景,技术与应用”等,都从不同角度分析和探讨了智能电网的技术特点、实现方式和发展前景。 2 智能电网的关键技术 我国数字化电网建设涵盖了发电、调度、输变电、配电和用户各个环节,包括:信息化平台、调度自动化系统、稳定控制系统、柔性交流输电,变电站自动化系统、微机继电保护、配网自动化系统、用电管理采集系统等。实际上,目前我国数字化电网建设可以算是智能电网的雏形。 2.1 参考量测技术 参数量测技术是智能电网基本的组成部件,先进的参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息,以供智能电网的各个方面使用。它们评估电网设备的健康状况和电网的完整性,进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。 未来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统,取而代之的是可以使电力公司与用户进行双向通信的智能固态表计。基于微处理器的智能表计将有更多的功能,除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外,还有储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率,并通知用户实施什么样的费率政策。更高级的功能有用户自行根据费率政策,编制时间表,自动控制用户内部电力使用的策略。 对于电力公司来说,参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支持,包括功率因数、电能质量、相位关系(WAMS)、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据。新的软件系统将收集、储存、分析和处理这些数据,为电力公司的其他业务所用。 未来的数字保护将嵌入计算机代理程序,极大地提高可靠性。计算机代理程序是一个自治和交互的自适应的软件模块。广域监测系统、保护和控制方案将集成数字保护、先进的通信技术以及计算机代理程序。在这样一个集成的分布式的保护系统中,保护元件能够自适应地相互通信,这样的灵活性和自适应能力极大地提高可靠性,因为即使部分系统出现了故障,其他的带有计算机代理程序的保护元件仍然能够保护系统。 2.2 智能电网通信技术 建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础,没有这样的通信系统,任何智能电网的特征都无法实现。因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持,因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。同时通信系统要和电网一样深入到千家万户,这样就形成了两张紧密联系的网络 —电网和通信网络,只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后,它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率,繁荣电力市场,抵御电网受到的攻击,从而提高电网价值。 适用于智能电网的通信技术需具备以下特征:一是具备双向性、实时性、可靠性特征,出于安全性考虑理论上应是与公网隔离的电力通信专网。二是具备技术先进性,能够承载智能电网现有业务和未来扩展业务。三是最好具备自主知识产权,可具有面向电力智能电网业务的定制开发和业务升级能力。 作为国家电网公司从事骨干信息通信网络建设、运行管理的直属公司,国网信息通信有限公司高度重视智能电网建设工作,积极开展相关前期研究工作,并着力推进有关信息通信技术(ICT)的软硬件产品研发,开展新一代电力信息通信(ICT)网络模式研究,加快信息通信产业化发展。 电力客户用电信息采集系统是智能电网的重要组成部分,信通公司积极参与其中与信息通信专业相关的研究,向国家电网公司提交了通信专题技术报告。同时,积极推进产业化进程,进一步完善了用电信息采集主站软件平台、基于电力线宽带通信技术的采集器等产品。 智能电网客户服务是智能电网用电环节的重要组成部分,是实现电网与客户之间实时交互响应,增强电网综合服务能力,满足互动营销需求,提升服务水平的重要手段。信通公司将智能电网客户服务试点分别设立在北京莲香园小区和阜成路95号院。其中,阜成路95号院试点以光纤入户为主要特点,以机顶盒和电视机为展现手段,实现三表抄收和查询、物业、配送、网络增值等一系列特色服务,体现出良好的交互性和智能化特色。 2.3 信息管理系统 智能电网中的信息管理系统应主要包括采集与处理、分析、集成、显示、信息安全等五个功能。(1)信息采集与处理。主要包括详尽的实时数据采集系统、分布式的数据采集和处理服务、智能电子设备(intelligent electronic device,IED)资源的动态共享、大容量高速存取、冗余备用、精确数据对时等。(2)信息分析。对经过采集、处理和集成后的信息进行业务分析,是开展电网相关业务的重要辅助工具。纵向包括“发电–输电–配电–需求侧”四级产业链业务分析和“国家–大区–省级–地县”四级电网信息分析。横向包括发电计划、停电管理、资产管理、维护管理、生产优化、风险管理、市场运作、负荷管理、客户关系管理、财务管理、人力资源管理等业务模块分析。(3)信息集成。智能电网的信息系统在纵向上要实现产业链信息集成和电网信息集成,横向上要实现各级电网企业内部业务的信息集成。(4)信息显示。为各类型用户提供个性化的可视化界面,需要合理运用平面显示、三维动画、语音识别、触摸屏、地理信息系统(GIS)等视频和音频技术。(5)信息安全。智能电网必须明确各利益主体的保密程度和权限,并保护其资料和经济利益。因此,必须研究复杂大系统下的网络生存、主动实时防护、安全存储、网络病毒防范、恶意攻击防范、网络信任体系与新的密码等技术。

蓝冠网址磁悬浮飞轮储能技术UPS及连续供电

1、前言 现代信息社会,对于信息时效性要求极高,一旦信息中断,会带来不可估量的直接经济损失和社会负面影响。近年来,电信运营商、大型数据中心、政府重要部门及大型生产企业等单位,对正常的电力保障供应要求越来越高,蓝冠网址因而对于为机房设备及生产设备提供的UPS电源系统(即不间断电源系统)保障的要求越来越苛刻。因此,要求必须提供365*24小时连续不断的、可靠、安全、高效的电力供应保障。 传统UPS电源系统利用了化学蓄电池储能技术,即利用化学蓄电池作为电能的储存装置,而化学蓄电池存在着诸如占地面积大、故障率高、维护周期密集、维护成本高、使用寿命短、受充放电次数的限制,对环境的污染严重以及对工作温度及其它工作环境指标要求高等问题。由于人们现在对节能减排的要求,对环境保护的要求,蓝冠客服及对化学蓄电池性能特点的要求不断提高,在许多领域中,人们已经不能接受化学蓄电池的弊端,而逐渐将目光放在更加先进的储能技术方式上,以替代传统的化学蓄电池储能技术。 如何在取消传统化学蓄电池的使用而使UPS电源系统更加安全可靠?如何取消传统化学蓄电池的使用而使UPS电源系统更加环保、节能、低耗?如何取消传统化学蓄电池的使用而使UPS电源系统的投入费用和运行维护费用更加节省同时还能够节省大量的占地空间?这些是摆在UPS电源系统使用者和UPS电源系统制造商面前的新课题。 在这种新形势下,美国ActivePower公司采用了无需传统化学蓄电池、绿色环保的磁悬浮飞轮储能技术,使UPS电源系统的体积大大减小,可靠性、安全性大大提高。这样既能够满足客户对UPS电源系统整体解决方案的要求,也能满足客户对移动性的要求,填补了市场的空白,成为了市场的新宠。下面我们就处于国际领导地位的美国ActivePower公司的免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统为大家做一个详细的介绍: 2、免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统工作原理 磁悬浮飞轮储能技术是一种技术上更为先进,成熟,应用前景广阔并有很大市场发展潜力,绿色环保的电能存储技术。磁悬浮飞轮储能技术已经越来越受到人们的重视,越来越广泛地应用于国内外的许多行业中。 虽然目前化学蓄电池储能技术已经发展得非常成熟,同时也为UPS电源行业做出了巨大的贡献,但是,随着技术上的不断革新,随着UPS电源使用者对UPS电源可靠性和可用性等要求的不断提高,化学蓄电池作为UPS电源的储能装置在使用过程中逐渐暴露出了很多问题。据业界统计,UPS电源的故障70%是由化学蓄电池所引起的。我们大家知道,发电机启动是靠几节化学蓄电池提供启动电流的,而发电机启动失败,90%也是由于化学蓄电池所引起。化学蓄电池存在着诸如占地面积大、故障率高、维护周期密集等等的问题,它已经成为传统化学蓄电池式UPS电源供电系统中最不可靠的3个部分之一。 以上提到的种种问题已经越来越受到UPS电源使用者和UPS电源制造商的广泛关注和重视。因此,针对以上提到的问题,美国ActivePower公司利用了磁悬浮飞轮储能技术替代了传统的化学蓄电池储能技术为客户的关键应用系统提供最可靠、最环保的优质电力。 (1)磁悬浮飞轮储能技术工作原理 磁悬浮飞轮储能技术是以高速旋转的飞轮铁芯作为机械能量储存的介质,飞轮等器件被密闭在一个真空容器内,大大减少了风阻,同时为了减少运转时的损耗,提高飞轮的转速和飞轮储能装置的效率,在飞轮储能装置内部使用磁悬浮技术对飞轮加以控制,并利用电动机/发电机和能量转换控制系统来控制电能的输入和输出。图1为磁悬浮飞轮储能装置的结构示意图。 图1:磁悬浮飞轮储能装置的结构示意图 在市电正常的情况下,磁悬浮飞轮储能装置相当于一台电动机,其将外界输入的电能,通过电力电子装置驱动飞轮转动,由此将电能转化为飞轮转动的动能(机械能)储存起来,在正常待机时,使飞轮的转速达到7700转/每分钟。 在市电异常或停电的情况下,磁悬浮飞轮储能装置相当于一台发电机,当外界需要电能时,飞轮转动的动能转化为电能,再通过电力电子装置变成不同负载所需要的不同频率、不同电压等级的电能,输出到外部负载,以满足不同负载的需求。 一旦市电恢复正常,则立即对磁悬浮飞轮储能装置进行“充电”,使飞轮的转速达到7700转/每分钟。 (2)免蓄电池磁磁悬浮飞轮储能UPS电源系统工作原理 免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统是一种采用磁悬浮飞轮储能技术,在线互动式的UPS电源系统。图2为免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统工作原理框图。 在市电正常的情况下,直接由市电向负载供电,同时利用飞轮装置储存能量;在市电偏低或偏高的情况下,通过UPS内部稳压线路稳压后向负载供电。 在市电异常或停电的情况下,UPS将储存在飞轮里的机械能转化为电能,向外界负载供电,同时在规定时间内,转为后备发电机向外界负载供电。一旦市电恢复正常,则立即切换到市电向外界负载供电。 免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统提供电压控制、停电保护以及瞬间断电保护等等功能,提供良好的稳定的电源,能在关键负载、电网电压下降、波动或停电情况下进行相应的保护。 图2:免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统工作连接框图 (3)GenSTART产品介绍 在图3的免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统工作连接框图中可以看到,在UPS电源系统和柴油发电机之间有一个GenSTART产品(可选配置),叫做增强型发电机启动模块,它相当于一个整流设备,从UPS电源系统获得一个交流的能量,为柴油发电机提供高达1725安培(24VDC)的备份用的启动电流,这样与原有负责柴油发电机启动的蓄电池组提供的启动电流形成启动电流1+1的冗余备份关系,因此提高了油机自动启动的可靠性,从而大大提高了油机供电系统以及整个供电系统的可靠性和安全性。通过在UPS电源系统和柴油发电机之间加装GenSTART产品,可以提高柴油发电机启动成功率达到50倍。 3、免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统特点和优势 (1)高可靠性、高安全性 对于UPS的使用者来讲,最重要的莫过于UPS的可靠性和安全性。免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统的高可靠性和高安全性主要体现在以下几个方面: ①飞轮储能UPS电源系统是一种在线互动式的UPS电源系统,与传统蓄电池式UPS电源系统相比,飞轮储能UPS电源系统的设计理念更为简单、实用、有效。传统蓄电池式UPS电源系统要不断的通过整流器和逆变器转换电能,因此易造共用点的故障,降低了系统的可靠性。而飞轮储能UPS电源系统是一种在线互动式的UPS电源系统,它不仅大大提高了UPS电源系统整机效率,而且通过相应技术先进的自动稳压和滤波电路能够保证为负载提供稳定而纯净的交流电,从而大大提高了整个供电系统的可靠性和安全性; ②飞轮储能UPS电源系统采用无蓄电池储能技术。目前,传统蓄电池式UPS电源系统最大的薄弱环节就是蓄电池组,据统计,在传统蓄电池式UPS电源系统返修的过程当中,UPS故障70%由蓄电池引起。而飞轮储能UPS电源系统采用创新的免蓄电池磁悬浮飞轮绿色储能技术,免去了传统蓄电池式UPS电源系统因蓄电池而带来的不可靠性和不稳定性,因此大大提高了供电系统的可靠性和安全性; ③飞轮储能UPS电源系统工作寿命长达20年,在工作寿命期间系统工作是稳定、可靠而安全的; ④飞轮储能UPS电源系统采用集整流和逆变于一体的IGBT装置,其平均故障间隔时间(MTBF)达65年,正是通过选择这种高可靠性的器件,从而大大提高了飞轮储能UPS电源系统的可靠性; ⑤飞轮储能UPS电源系统有着强大的瞬间断电保护能力。当市电输入出现断点时,由于飞轮储能UPS电源系统内的飞轮是在线运行状态,此时高速旋转的飞轮立刻转入发电机工作输出状态,向负载进行供电,因此输出并没有出现断点,完全满足了不间断供电。当市电输入频繁出现市电断点时,反复的对飞轮储能装置进行充放电,对飞轮储能装置不会产生任何的影响。而对于传统蓄电池式UPS电源系统来讲,当市电输入频繁出现断点时,蓄电池会频繁的处于充放电状态,这样大大降低了蓄电池的性能和使用寿命。所以飞轮储能UPS电源系统对瞬间断电起到了良好的保护作用,大大提高了整个供电系统的可靠性和安全性; ⑥飞轮储能UPS电源系统自动稳压功能强大。飞轮储能UPS电源系统内部的自动稳压调整电路,可以在市电输入+/-15%的变化范围内,将UPS电源系统输出稳定到+/-1%。这样,我们能够保证在交流输入不稳定的情况下,保证向负载提供稳定而可靠的电力; ⑦飞轮储能UPS电源系统滤波功能强大。系统内部采用有源动态滤波器,既能够有效的防止电网干扰,避免市电谐波对负载和UPS电源系统产生影响,也能够有效消除负载和UPS电源系统自身产生的谐波,使其不污染电网。 (2)高可用性 ①高效率、低能耗。飞轮储能UPS电源系统采用在线互动式UPS的设计方式,使系统效率达到98%,尤其在轻载(20%~30%)环境下,也能够达到96%以上的系统效率,由于其系统效率很高,所以较之传统蓄电池式UPS电源系统大大节省了UPS运转耗电量; ②功率因数高。0.99的高输入功率因数,对电网有功功率的吸收能力强,对电网影响的程度轻,有效利用电网效能,减少无功损耗,节约电能,降低电网的谐波污染及空间辐射干扰,输出功率因数达到0.9,有着很强的带载能力; ③系统采用高集成度模块化设计、可扩容,支持N+X冗余备份连接,单机支持120-1500kVA的配置,提供N+X冗余备份连接技术,通过并联方式单系统容量最大可至3MVA; ④完善的自动本地与远程监控。支持干节点、MODEM、RS-232/485接口、以太网&SNMP等监控方式;系统可选的监控软件为操作员提供了与飞轮储能UPS电源系统进行人机对话的界面,允许操作者启动和停止UPS,改变运行参数和操作模式,显示系统错误和遥测数据。可实时监控如下信息:输入输出电压,功率因素,输出电流,飞轮温度、线圈温度、轴承温度、轴承压力、飞轮速率,放电数量、真空度等。对市电、柴油发电机组,UPS,切换柜供电状况实时进行监控;并可将故障以短信方式、拨电话号码、上网发邮件等方式自动汇报给用户的运行维护人员,实现完善的故障回报功能; ⑤适应极其恶劣的工作环境。设备正常运行温度范围:–20°C~50°C之间; ⑥系统噪音低:在一米内小于70dbA;…

蓝冠注册电力管线MPS项目数据整合技术的实现

随着社会的不断进步,科技的不断发展,信息电力已经成为了在电力管理上的一个新目标,对于电力基础设施的建立与管理,要实现信息化电力的预想,向全社会推行这一新型的措施,本地区也积极响应,市电力公司发出了建立电力信息化的决策,蓝冠注册要求凭借电力信息化的作用去促进市区工业化发展的进程,并且对于全市的电力系统进行了统一的编制以及管理,对于这些较为分散的基础电力设备,市电力公司统一利用了最先进的ArcGIS系列的软件,把收集的所有数据通过SAP软件进行整理并且计算,在于ERP平台上的其他相关信息达到共享的目的。帮助建立整个市的电力输送配电方面的完整的生产管理系统PMS,这个系统可以包括整个市在用电方面的一切项目建设,比如配电、电缆、事故维修等等方面,它可以有效的把这些相关的信息快速的反馈到电力的网络上,以达到立即解决的作用。在这样一个有效的网络平台上,我们可以对于全部的有关电力方面的信息以及资源进行汇总,并且进行有效的分析,分析后所得的数据以及反馈的意见,蓝冠网址可以为电力企业的改革以及重大的决策提供一个非常好的依据,这样可以保证电力系统的安全性并且可以促使其健康的运作,保证笨地区的用电安全,为用户提供一个更加好的服务,同时也可以使得本地的电力企业更快速的和国际接轨,促进电力信息化的建设,并且向国际先进水平发展。 电力管线MPS项目的介绍 本市的电力公司要建立起电力数据库,用来处理输配电时一些数据的情况,并且对于数据进行统一的处理,以此来用作生产管理方面使用,在电力管线的设计图纸上是以采集为主的数据入库,对已有的数据进行采集实现数字化,同时需要注意的是要结合实际的测量,要对于电力管线,特别是地下的管线进行有效数据的测量,利用物探的技术特点来对于管线进行有效的探查,这是为了能够获取更加准确的数据,因为只有保证数据是实际准确有效的,才可以进行有效的基础数据库的建立,这些都是建立数据库的关键。而市电力公司则需要依靠这些数据库中的有效数据来进行生产管理方面的工作。 对于全市的电力管线数据进行收集整理并且一齐入库的工作,这要求必须首先要有一份非常详细的策划方案,来考虑到方方面面需要注意的问题,尤其是对于一些地下管线,这可能会为社会的功能造成一些阻碍,其次,在施工的时候要求非常细致,在数据的质量上一定要有保障,因为这关系着之后整个数据系统的建立,是否能够使得数据库发挥真正的调节完善等作用,数据的真实性是关键。要求结合实际进行设计,策划方案必须是有效的并且是符合实际的,可现实操作的。 收集数据的流程 一般来说关于电力管线的数据的收集方法有三种内业采集、外业测量、物探技术,通过这三种有效的采集手段,可以收集到电缆等设备的有效信息,可以通过AutoCAD的平台系统,将相关的数据以及因素通过制图来表现出来,并且利用一些相关的软件系统来对于有效数据的采集以及其相关属性的辨别输入,要建立起它们之间的各个实体设备的关系网,并且组建交换格式时必须要把收集到的有效数据变为Shape文件的形式,将收集到的有效的数据准确的输入数据库,利用PMS数据来实现入库的有效操作,更新PMS老设备要用新录入的数据来替换,同时需要注意的是台账的对接工作以保证其有效衔接,完成上述工作才可以使使得数据库健康有效的运行。 电力行业信息化的问题 3.1数据库建设 数据库的主要功能就是作为实际工作中的提供有效数据来源,帮助维护电力系统的整体健康运行,是一个用于有效数据交换以及收集的一个系统平台,系统的正常运行,才能保证人们实际生活中在配电方面的正常。那么系统的建设需要注意一下几点: A将多个独自项目的有效数据进行整合统一,并且录入统一数据平台,使其可以一同为数据中心服务,以此达到整个电力行业资源的共享以及统一进行数据管理工作,方便决策者们做出有效的判断。 B对于数据库中的有效资源加以利用,并为电力的发展做出贡献。 C利用数据的分析整合,使其成为决策的一个有力的依据,为管理者的工作进行辅助作用。 3.2电力企业流程整合与流程中心建设 电力企业的流程中心是一个非常重要的环节,它是组合优化每个部门在业务方面工作关系的关键,可以说是一个逻辑的集结点,帮助整个企业的健康运作。建立流程平台是为了将整个工作进行合理化的记录,以此来帮助之后的评鉴之用,对于这些工作进行绩效的考核有利于整个工作流程的提升并且可以帮助整个系统的优化建设,使得价值链更加的完整,管理更加的有效,建设流程的内容: A对于系统真个流程进行有效的整合,建立起完善的流程平台来进行管理方面的工作,并且利用有效的数据依据来进行帮助。 B流程其实和业务是两个概念,要有效的辨识,为客户设计出更简单易懂的界面,将整个建构的程序简化加速,以此来保证能够适应流程变化的速度。 3.3数据库的整合与建设 不管对于任何的企业与行业来说,一个高效统一的信息化平台是非常有用的,是整个企业运行的一个重要的依据,并且会为决策管理者提供有效的数据,那么对于电力企业来说电力信息化是非常重要的一个尝试,是能够更加有效的帮助电力行业发展的关键,而电力行业的数据库系统的组成是由三个部分,有基础数据系统平台、实际应用工作平台、决策依据管理平台。这三个有效的平台都分别包括了低下很多的子平台,像是基础数据系统平台是由网络系统、数据平台以及相当的有效机制比如数据在录入时必须要转换格式的机制,以及在信息化交流通信时的机制等组成的,而实际应用工作平台则是由很多的子系统构成的,像是财务方面的,人力资源方面的等等组成,同时还包括在生产管理方面需要运用的有效系统。而决策依据管理平台就是整个公司在运行时的管理方面的信息系统,它主要是由工作业务的整体流程系统来控制各个子系统来运行的,并且利用相关的决策系统起到辅助的作用。 结语 电力管线MPS项目数据整个技术的实现对于整个电力行业的发展来说是非常有利的,它可以帮助电力行业或者电力企业快速的达到信息化的阶段,可以有效的进行资源共享,以此帮助电力行业的发展,并且使之能够与国际的先进水平接轨,达到整个全球信息化的效果,同时,在电力企业管理方面也是帮助很大的,它可以为决策者提供一个有效的依据,并且可以做好管理生产方面的工作。 参考文献: [1] 张小桃,王爱军.电力经济与信息化管理 [M].上黄河水利出版社,2005. [2] DL/Z398-2010电力行业信息化标准体系[M].中国电力出版社,2010. [3] 倪吉祥.电力监管信息化建设[M].经济科学出版社,2006. [4] 张世翔,普通高等教育“十一五”规划材料电力企业信息化[M]. 中国电力出版社.2008. [5] 郑培瑞,电力电子分析与IsSpice[M]. 科学出版社.2007. [6] 史兴华,供电企业实时/历史数据库PI典型应用案例[M]. 中国电力出版社.2009.

蓝冠智能功率模块IGBT—IPM及其应用(1)

在大功率电力电子器件应用中,蓝冠IGBT已取代GTR或MOsF龃成为主流。心盯的优点在予输入阻抗高、开关损耗小、饱和压降低、通断速度快、热稳定性能好、耐高压且承受大电流、驱动电路简单。目前,由妇BT单元构成的功率模块在智能化方面得到了迅速发展,智能功率模块(IPM)不仅包括基本组合单元和驱动电路,还具有保护和报警功能。IPM以其完善的功能和高可靠性创造了很好的应用条件,利用IPM的控制功能,与微处理器相结合,可方便地构成智能功率控制系统。IGBT一IPM模块适用变频器、直流调速系统、DC—DC变换器以及有源电力滤波器等,蓝冠平台官网其中富士R系列IGBT一IPM是应用较广泛的产品之一。 2 IGBll_IPM的结构 IPMⅡ模块有6单元或7单元结构,用陶瓷基板作绝缘构造,基板可直接安装在散热器上,控制输入端为2.54 m标准单排封装,可用一个通用连接器直接与印刷电路板相连。主电源输入(P,N)、制动输出(B)及输出端(u,v,w)分别就近配置,主配线方便;主端子用M5螺钉,可实现电流传输。 IPM的结构框图如图l所示,其基本结构为IGBT单元组成的三相桥臂;内含续流二极管、制动用IG明和制动用续流二极管;内置驱动电路、保护电路和报警输出电路。IPM共有6个主回路端(P,N,B,u,v,w)、16个控制端,其中vccu、vccv、vccw分别为u、v、w相上桥臂控制电源输入的+端,GNDU、GNDV、GNDW分别为对应的一端;Vinu、vinV、vinW分别为上桥臂u、v、w相控制信号输入端,vcc、GND为下桥臂公用控制电源输入;vinX、vinY、vinZ分别为下桥臂x、Y、z相控制信号输入端;vinDB为制动单元控制信号输入端;ALM为保护电路动作时的报警信号输出端。 图1 IPM结构框图 R系列IGBT—IPM产品包括:中容量600v系列50A~150A、1200v系列25A~75A;大容量600v系列200A~300A、1200v系列100A一150A。共计20多个品种。 3功能特点 3.1 IGBT驱动功能 全部IGBT的驱动功能为内置。采用软开关控制,分别使用单独门极电阻,根据驱动元件的特性,可独立地控制各自的开关山/dl。单电源驱动无需反偏电源,共需4组独立驱动电源,上桥臂侧3组独立,下桥臂侧1组公用。由于设计为低阻抗接地方式,可防止因噪声而产生的误导通。 3.2过电流保护功能 通过检测IGBT集电极电流进行过电流保护,如集电极电流超过容许值6—8 ps,则软关断IGBT,由于有6—8ps的保护动作延时,瞬间过电流及噪声不会导致误动作。同时还具有防止误动作闭锁功能,在保护动作闭锁期间,即使有控制信号输入,IGBT也不工作。 3.3短路保护功能 过电流保护动作时,短路保护将联动,能抑制因负载短路及桥臂短路的峰值电流。短路保护及过电流保护实际上均是对IGBT的集点极电流进行检测,无论哪个IGBT发生异常都可保护,由于电流检测内置,故无需另加检测元件。 3.4控制电源欠电压保护 当控制电源电压Vcc下降到容许的下限值时,如果输入信号为ON,则IGBT软关断,输出警报。欠压保护采用滞环控制方式,即当Vcc恢复至上限值时,如输入信号为OFF,则解除报警。 3.5管壳及关芯温度过热保护 从用与IGBT、续流二极管管芯装在同一陶瓷基板上的测温元件检测基板温度,同时采用与IGBT管芯在一起的测温元件检测IGBT管芯温度。当检测出的温度超越保护温度值并持续1ms后,过热保护动作,IGBT 被软关断,在2ms的闭锁期间停止工作。 306警报输出功能 在下桥臂侧各种保护动作闭锁期间,输出报警信号,如控制输入为ON状态,即使闭锁期已结束,报警输出功能也不复位,等到控制输入变为OFF时,报警复位,保护动作解除。 3.7制动用IGBT及续流二极管 在制动单元中使用的IGBT及续流二极管为内置,外界耗能电阻即可构成制动回路,小号减速时的回馈能量,抑制直流测电压的升高。 4 IGBT一IPM的应用 IGBT一IPM既可以用于单相电路也可用于三相电路,用户只需在主接线端接上电源及负载,并向模块提供控制电源及驱动信号,配线即告完成,电路即可工作。为了提高模块的整体应用性能,且便于连接微处理器.驱动信号一般由光耦外围电路产生。 4.1外围驱动电路 外围驱动电路主要是使控制输入信号通过光电耦合器传送,设计时可选择HcPI一1505、HC-PL_4506、TLP一759、TLP559等型号的光电耦合器,并使光耦与IPM控制端子间的布线最短,布线阻抗最小。 以上推荐型号的光电耦合器均为发光二极管驱动方式,dv/dt的耐量小,故采用光耦阴极接限流电阻的驱动电路形式,完整的外围驱动电路如图2所示。

蓝冠网址电力线宽带通信技术在智能电网用电信息采集系统中的应用探讨

按照国家电网公司2009年发布的 “建设坚强智能电网”规划,我国智能电网建设将包含发电、输电、变电、配电、用电和调度共六个环节,具有信息化、数字化、自动化、互动化的技术特征,到2020年,中国电网的资源配置能力、安全稳定水平,蓝冠网址电网与电源和用户之间的互动性得到显著提高。可见,如何有效搭建用户与电网之间沟通桥梁,提供安全可靠的用电信息采集服务,是实现电网数字化、自动化、互动化的基础,同时也是电力公司增强电网综合服务能力,满足互动营销需求,提升服务水平的必然要求,可以预见用电信息采集系统将在我国智能电网配用电部分建设中起到至关重要的作用。 用电信息采集系统依托光纤、无线和电力线载波等通信技术构筑的网络,通过采集器、集中器、智能表计、用户智能交互终端等设备,在用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接,从而实现电力、信息、应用数据的高速传输和远程家电控制等功能。相对其它通信技术,宽带电力线通信技术采用低压电力线作为传输介质,具有线路资源丰富、传输速率高、网络建设成本低等技术优势,有望在未来用电信息采集系统的网络建设中发挥重要的作用。 1 智能电网用电信息采集系统应用现状 近年来,各地供电公司根据各自的应用需求,也陆续开展了智能电网用电信息采集系统的试点建设,在负荷预测分析、电费结算、需求侧管理、线损统计分析、反窃电分析及供电质量管理等业务中取得了一定的效果。然而,调研和分析结果表明:这些仅仅作为试点建设的智能电网用电信息采集系统规模小、分散孤立,总体采集覆盖率低,只占到电网公司经营区域内电力用户总数的不到5%,离上述的总体目标还相差甚远,无法满足公司系统各层面、蓝冠客服各专业准确掌控电力用户信息的需求。 究其原因,已经试点建设的智能电网用电信息采集系统之所以没有进行大规模的推广应用,除了受系统规划、标准建立、运行管理及资金投入等各方面因素制约以外,更重要的因素是电表数据采集系统的通信方式不能满足现实的需求。 目前,国内现有的电力用户抄表系统在从电表或采集终端到抄表集中器的本地通信方式上,大都采取的是485布线、窄带低频电力线载波或无线的通信方式。这些抄表系统或者是施工量太大,不方便大范围实施(如485布线);或者是受电力线负载特性的影响较大,而造成通信信道的不稳定不可靠(如窄带低频电力线载波)。而它们的共同弱点都是带宽过窄、速率过低、实时性差、不能实现双向快速通信等,因此已建系统的实用化程度低,无法满足供电公司建设用电信息一体化采集平台的需求,更不能满足用电预付费、断复电和防窃电等更高层面上的管理需求。因此,大多数供电公司没有把握进行大范围的推广应用,现在仍以现场人工抄表为主。 因此,供电公司要打造适合于各层面、各专业共享的用电信息一体化采集平台,能够满足线损的统计与计算、供电用户用电负荷曲线分析和异常用电情况查询,实现对电力用户的远程通断电控制和预付费管理等更高的管理需求,就必须升级智能电网用电信息采集系统的通信方式,以确保系统的数据通信是实时的、快速的、可靠的、稳定的。而如同其它工商业用户信息与控制网络一样,网络宽带化将是是智能电网用电信息采集系统发展的必然方向。 2 电力线宽带通信的技术特点 电力线宽带通信(Broadband Power Line Communication,简称BPLC)技术,是以太网技术发展的分支。它采用先进的OFDM通信编码技术,利用覆盖范围最为广泛的电力线作为高速数据通信的载体,可以免布线、低成本地实现用户的数据终端接入宽带通信网络,适应了现代节约型社会的建设需求。国内宽带PLC的应用起始于1999年原国家电力公司的科技项目,并在2001年由原国电通信中心组织开始采用BPLC产品,在北京居民区进行电力线上网试验,随后在北京正式开展电力线上网商业化试运营,在上海、南京、深圳等各地大中城市,也都相继出现了推广电力线上网的企业,使得全国的电力线上网用户达到了近十万户。 国家电网公司“电力用户智能电网用电信息采集系统建设领导小组”颁布的建设模式及技术方案研究报告中,将电力线宽带载波技术列为居民用户用电信息采集本地通信的主要通信方式之一,指出“宽带通信占用频带宽,数据传输速率高,数据容量大,双向传输,无需另外铺设通信线路,安装方便、可以方便地将电力通信网络延伸到低压用户侧,实现对用户电表的数据采集和控制”,认为“相对窄带载波通信,宽带载波安全性更好,通信可靠性更高,这种模式适合用户电表集中的城市台区,能够通过网络实现预付费功能。” 国家电网公司对该技术的科学评价,将极大地推动基于电力线宽带通信技术的电力用户智能电网用电信息采集系统的大规模推广应用。 电力线宽带通信技术充分利用现有的配电网络线路,无需布线,可以较大程度上节省网络建设投资,符合我国建设节约型社会的宗旨,也是低成本实现用户终端宽带网络化重要手段之一。因为传统的以太网建设需要敷设大量的光纤和双绞线,安装大量的网络交换设备。尽管光纤和双绞线可靠性高,但施工量太大,而且安装技术要求高,造成初装成本高,目前尚不适宜于电力用户计量终端网络的建设。电力线宽带通信以电力线为载体,覆盖范围广、无需布线、建设投资小,而且终端连接方便,接入电源就等于接入网络。因此,利用供电公司380V/220V低压供电网络,完全可以建立起从局端直达每个低压用户的端到端的宽带通信网络,既可以为供电公司远程用电管理的各种应用提供统一的宽带通信平台,又可以为其它基于互联网的社区、楼宇与家庭的诸多应用提供经济实惠的宽带传输手段。 3 电力线宽带通信在抄表领域与其它通信方式的比较 3.1 抄表领域的主要通信方式 在抄表领域,本地通信信道的主要方式包括RS-485总线、窄带电力线载波、宽带电力线载波和短距离无线等。 (1)RS-485总线。RS-485是一种双向、半双工通信的工业总线标准,允许多个驱动器和接收器挂接在总线上,数据信号采用差分传输方式,具有较高共模范围(-7V至+12V)。其优势在于资源消耗小,易于实现,成本低廉,信号传输可靠性高,因此得到了广泛的应用。但每条RS-485总线上的终端数量有限,多台设备共存时需要分级转发,因此系统安装调试复杂;因终端共用总线,任何一个节点故障都会导致总线无法通信,因此故障排查工作量大;RS-485总线的实现需要敷设专用线路,施工量大,容易遭受外部电磁干扰和人为破坏。 (2)窄带载波通信方式。低压窄带载波通信技术是指载波信号频率范围≤500kHz的低压电力线载波通信,数据传输速率较低。采用这种通信方式时无需另外铺设通信线路,安装方便、可以方便地将电力通信网络延伸到低压用户侧,实现对用户电表的数据采集和控制,适应性好。因为电力线信道具有信号衰减大、噪声源多且干扰强、受负载特性影响大特性,从而降低了低压窄带载波通信的可靠性,使其推广应用遭遇一些技术障碍,需要在应用时采用软、硬件技术结合完成组网优化。因此低压窄带载波通信方式适用于电能表安装位置分散、布线困难、用电负载特性变化较小的台区,例如城乡公变台区供电区域、别墅区等。 (3)电力线宽带通信方式。低压电力线宽带通信技术指载波信号频率范围>1MHz的低压电力线载波通信。低压电力线宽带通信占用频带宽,数据传输速率高,数据容量大,双向传输,无需另外铺设通信线路,安装方便、可以方便地将电力通信网络延伸到低压用户侧,实现对用户电表的数据采集和控制,适应性好。因其采用较高频率的载波信号,在电力线中信号衰减较快,因此在长距离通信中,可通过在适当条件下加装中继方式实现可靠传输。电力线宽带通信所使用的频段在电力线上干扰较少,通信可靠性更高、更稳定,安全性更好,这种模式适合用户电表集中的城市社区,能够通过网络实现预付费功能。 (4)无线通信方式。无线通信的频段是工业科学医疗(ISM)频段微功率,包括433MHz、868MHz(欧洲)、915MHz(美国)和2.4GHz,节点间的通信方式包括点对点、固定中继和自组网等类型。无线通信方式主要包括ZIGBEE、微蜂窝及由这些技术衍生出来的类ZIGBEE等方式。无线通信的优点在于安装简便,无需布线,适应性强。但因其标准不统一,实现方式各异,性能参差不齐。除了距离衰减外,建筑物、天气、空间电磁干扰等外部环境变化都会对无线通信造成影响,因此无线通信方式在抄表领域的应用也必须根据现场环境,采用中继、转发、组网等方式来实现数据的传输,使其推广受到阻碍,更适合于作为其他本地通信方式的补充形式。