一種應用于孤立海島微電網的柴油發電系統的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種應用于孤立海島微電網的柴油發電系統，包括：控制器集成并網，并機，多機負荷分配，機組固定負荷運行，發電機功率可調，信息采集，顯示以及遠程通信，采用數字控制方式對調速器和調壓器的參數進行調整；監控系統對控制器，動力系統，油路系統等進行監測和顯示；開關裝置包括遠程通信接口，電動操作機構；保護測控裝置包括遠程通信接口，并根據柴油發電機組的狀態進行保護操作；通過規約裝換裝置將柴油發電系統的通信規約轉換為適應于孤立海島微電網的通信方式，柴油發電系統和微電網通過數據交換機進行信息交互。由于是在孤立海島微電網供電模式下對傳統柴油發電系統進行改造得到的，為微電網工程建設節省費用投資。
【專利說明】—種應用于孤立海島微電網的柴油發電系統
【技術領域】
[0001]本申請涉及電力系統【技術領域】，更具體地說，涉及一種應用于孤立海島微電網的柴油發電系統。
【背景技術】
[0002]長期以來，由于電力能源供應的限制，海島的發展受到嚴重制約。對于一些偏遠海島，目前供電的方法主要是從大陸用船運油，采用柴油機發電的模式。該供電模式容易對海島的生態環境造成影響，不利于生態海島的建設，同時島上用油的運輸、儲存環節額外增加了后期投資成本。
[0003]海島擁有豐富的風能和太陽能資源，微電網是利用風能和太陽能資源的最有效形式。在孤立海島上發展微電網供電模式，一般需要在系統中配置柴油發電機，以提高獨立微電網系統的供電可靠性。
[0004]在海島上已經配置有傳統柴油發電系統，但是傳統柴油發電機無法滿足微電網的運行要求。主要存在以下一些問題:
[0005](I)系統控制器件多。傳統柴油發電機控制系統需要通過同步器、負載分配器等多種獨立器件進行協調配合，運行控制可靠性低，無法滿足微電網控制中心對柴油發電機快速可靠的控制要求。(2)控制功能簡單。傳統柴油發電機控制系統采用模擬電路對調速器、調壓器進行控制，柴油發電機只能輸出固定的電壓和頻率，無法滿足微電網控制中心對柴油發電機不同運行模式的需求。(3)自動化水平低。傳統柴油發電機組啟動、停機、合閘、分閘、同步等功能需要通過手動操作實現，不能實現遠程操控。(4)通訊方式簡單。傳統柴油發電機對通訊沒有特殊要求，廠內的各臺機組僅通過現場總線相互聯系，不具備遠程通訊功能。(5)老舊開關裝置與保護測控裝置問題。柴發的出口斷路器、保護測控裝置等也不具備與微電網控制中心之間的遠程通信接口。
[0006]如果對老舊柴油發電系統進行更換，將造成資源的極大浪費，無疑將增加海島微電網工程建設的成本，因此，如何在傳統柴油發電系統基礎上進行改造，得到可以應用于孤立海島微電網的柴油發電系統是一個急需解決的問題。
【發明內容】
[0007]有鑒于此，本申請提供一種在傳統柴油發電系統基礎上改造得到的應用于孤立海島微電網的柴油發電系統，解決了上述技術問題。
[0008]為了實現上述目的，現提出的方案如下:
[0009]一種應用于孤立海島微電網的柴油發電系統，包括:調速器，調壓器，柴油發電機組控制器，柴油發電機組監控系統，開關裝置，保護測控裝置，通信工作站；
[0010]所述柴油發電機組控制器集成并網，并機，多機負荷分配，機組固定負荷運行，發電機功率可調，信息采集，信息顯示以及遠程通信，采用數字控制方式對所述調速器和所述調壓器的參數進行調整；[0011]所述柴油發電機組監控系統對所述柴油發電機組控制器，動力系統，勵磁系統，油路系統進行監測和顯示；
[0012]所述開關裝置包括遠程通信接口，電動操作機構；
[0013]所述保護測控裝置包括遠程通信接口，并根據柴油發電機組的狀態進行保護操作；
[0014]所述通信工作站包括規約轉換裝置和數據交換機，通過所述規約裝換裝置將柴油發電系統的通信規約轉換為適應于孤立海島微電網的通信方式，所述柴油發電系統和微電網通過所述數據交換機進行信息交互。
[0015]優選的，所述調速器和所述調壓器的參數包括:PID參數和調差率。
[0016]優選的，所述信息交互包括:
[0017]上傳柴油發電機組，開關裝置，保護監控裝置的運行狀態信息，接收微電網控制中心的控制、調節命令。
[0018]優選的，所述柴油發電系統的通信規約為:M0DBUS。
[0019]優選的，所述微電網的通信規約為:IEC61850。
[0020]優選的，所述保護操作包括:對柴油發電機組的溫度，壓力，速度進行自動調整。
[0021]優選的，所述保護操作還包括:對柴油發電機組油位過低、充電失敗、電池欠壓、啟動失敗、或停機失敗的情況進行報警。
[0022]優選的，所述保護操作還包括:當柴油發電機組超出規定閾值的高溫、超速、過頻、欠頻、過壓、欠壓、或過流的情況時進行停機操作。
[0023]優選的，所述保護測控裝置還將保護操作上傳到微電網控制中心。
[0024]優選的，所述柴油發電系統和微電網通過光纖通信通道進行通信。
[0025]從上述的技術方案可以看出，本申請公開的應用于孤立海島微電網的柴油發電系統是在傳統柴油發電系統基礎上改造得到的，對傳統柴油機發電機組控制器、開關裝置、保護監測裝置以及通信網絡進行改造，結合柴油發電機監控系統和通訊工作站實現了與微電網的信息交互，參與到了微電網運行控制中，保證了孤立海島微電網的穩定、可靠、經濟運行，降低了微電網建設的成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本申請實施例公開的一種應用于孤立海島微電網的柴油發電系統結構圖。【具體實施方式】
[0028]下面將結合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。[0029]在孤立海島微電網供電模式下對傳統柴油發電系統進行改造得到應用于孤立海島微電網的柴油發電系統，為孤立海島微電網工程建設節省費用投資，提高經濟性，有助于微電網供電模式在孤立海島中的推廣應用。
[0030]本實施例公開了一種應用于孤立海島微電網的柴油發電系統。
[0031]參見圖1所示，本實施例公開的柴油發電系統，包括:調速器，調壓器，柴油發電機組控制器，柴油發電機組監控系統，開關裝置，保護測控裝置，通信工作站；
[0032]柴油發電機組控制器集成并網，并機，多機負荷分配，機組固定負荷運行，發電機功率可調，信息采集，信息顯示以及遠程通信等功能。柴油發電機組控制器采用數字控制方式對調速器和調壓器的參數進行調整。通過對柴油發電機組控制器的改造，減少了控制的中間環節，提高了控制的可靠性。同時將傳統的模擬控制方式改造為數字控制方式，對調速器和調壓器的主要參數如PID參數、調差率等進行調整，使控制更精確，滿足微電網控制中心對柴油發電機組可控、可調的要求。
[0033]柴油發電機組監控系統對柴油發電機組控制器，動力系統，勵磁系統，油路系統進行監測和顯示。柴油發電機監控系統對柴油發電機組自動監測和控制。柴油發電機監控系統設有本地和遠端的切換開關，當切換開關切到本地時，可通過柴油發電機監控系統對柴油發電機組控制器，動力系統，勵磁系統，油路系統進行控制。當切換到遠端時，微電網控制中心發出命令對柴油發電機組控制器，動力系統，勵磁系統，油路系統進彳丁控制。
[0034]開關裝置包括遠程通信接口，電動操作機構。進而可以和微電網控制中心進行通信，開關裝置可以為斷路器。
[0035]保護測控裝置，具備遠程通信接口，根據發電機的狀態進行保護操作。保護測控裝置對柴油發電機組的溫度、壓力、速度等情況進行自動調整。對柴油發電機組油位過低、充電失敗、電池欠壓、啟動失敗、停機失敗等情況進行報警。對柴油發電機組超出規定閾值的低油位、高溫、超速、過頻、欠頻、過壓、欠壓、過流等故障情況進行停機操作，還可以把自動調整、報警、停機等保護操作通過光纖通道上傳到微電網控制中心。
[0036]通信工作站包括數據交換機和規約轉換裝置，通過所述規約裝換裝置將柴油發電系統的通信規約轉換為適應于孤立海島微電網的通信方式，所述柴油發電系統和微電網通過所述數據交換機進行信息交互。柴油發電系統與數據交換機之間采用MODBUS通信規約，通過規約轉換裝置將MODBUS通信規約裝換為IEC61850規約與微電網控制中心通信，滿足微電網控制中心對通信系統快速可靠的要求。
[0037]本申請針對傳統柴油發電系統不能應用于孤立海島微電網的問題，在傳統柴油發電系統的基礎上，對柴油發電機組控制器，調速器，調壓器，通信，開關裝置，保護監控裝置等進行改造，結合柴油發電機組監控系統和通信工作站，得到了一種應用于孤立海島微電網的柴油發電系統，為孤立海島微電網工程建設節省費用投資，提高經濟性，有助于微電網供電模式在孤立海島中的推廣應用。
[0038]本申請公開的在傳統柴油發電系統的基礎上改造得到的應用于孤立海島微電網的柴油發電系統，能夠實現與微電網控制中心之間的“四遙”功能。柴油發電機組可以通過光纖通道，接受微電網控制中心傳過來的控制指令，包括機組啟動/停機、緊急停車以及機組運行模式的切換(定功率控制、定電壓頻率控制)等，滿足微電網控制中心的“遙控”要求。柴油發電機組通過光纖通道向微電網控制中心上傳機組運行狀態(運行/停機)、啟動方式(自動/手動)、控制方式(遠端/本地)、運行模式(定功率控制、定電壓頻率控制)、變壓器狀態、保護動作/告警信息、斷路器位置等信號，滿足微電網控制中心對現場運行信息的“遙信”要求。柴油發電機組通過光纖通道向微電網控制中心上傳機組三相電壓、電流、頻率、轉速、有功功率、無功功率、功率因數、啟動蓄電池電壓、機油壓力、水溫、運行時間等運行參數，滿足微電網控制中心對設備運行狀態量的“遙測”要求。柴油發電機組能夠通過光纖通道接受微電網控制中心的遠程調節命令，實現機組定功率控制運行模式下的有功功率、無功功率、功率因數設定以及定電壓頻率模式下的電壓、頻率設定，滿足微電網控制中心的“遙調”要求。
[0039]微電網控制中心根據本申請提供的應用于孤立海島微電網的柴油發電系統上送過來的“遙測”和“遙信”量信息，獲知當前不同柴油發電機組實際運行狀態，并綜合微電網系統內其它分布式電源、儲能系統以及當前負荷數據，形成對柴油發電機組的最優控制、調節策略，通過“遙控”和“遙調”命令下發到現場執行。
[0040]在傳統柴油發電系統基礎上經改造得到的本申請的應用于孤立海島微電網的柴油發電系統具備了“四遙”功能，能夠與微電網控制中心進行有效的交互；并通過與微電網中其它分布式電源以及儲能系統的協調配合，可以作為孤立海島微電網供電系統中一個重要的組成部分，參與到微電網運行控制中，保證微電網的穩定、可靠、經濟運行。本申請對孤立海島上建設微電網工程具有一定的借鑒和現實推廣意義，能夠提高工程建設的經濟性，有助于微電網供電模式在孤立海島中的推廣應用。
[0041]最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另 一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
[0042]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種應用于孤立海島微電網的柴油發電系統，其特征在于，包括:調速器，調壓器，柴油發電機組控制器，柴油發電機組監控系統，開關裝置，保護測控裝置，通信工作站； 所述柴油發電機組控制器集成并網，并機，多機負荷分配，機組固定負荷運行，發電機功率可調，信息采集，信息顯示以及遠程通信，采用數字控制方式對所述調速器和所述調壓器的參數進行調整； 所述柴油發電機組監控系統對所述柴油發電機組控制器，動力系統，勵磁系統，油路系統進行監測和顯示； 所述開關裝置包括遠程通信接口，電動操作機構； 所述保護測控裝置包括遠程通信接口，并根據柴油發電機組的狀態進行保護操作； 所述通信工作站包括規約轉換裝置和數據交換機，通過所述規約裝換裝置將柴油發電系統的通信規約轉換為適應于孤立海島微電網的通信方式，所述柴油發電系統和微電網通過所述數據交換機進行信息交互。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述調速器和所述調壓器的參數包括:PID參數和調差率。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述信息交互包括: 上傳柴油發電機組，開關裝置，保護監控裝置的運行狀態信息，接收微電網控制中心的控制、調節命令。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述柴油發電系統的通信規約為:MODBUS。
5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述微電網的通信規約為:IEC61850。
6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述保護操作包括:對柴油發電機組的溫度，壓力，速度進行自動調整。
7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述保護操作還包括:對柴油發電機組油位過低、充電失敗、電池欠壓、啟動失敗、或停機失敗的情況進行報警。
8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述保護操作還包括:當柴油發電機組超出規定閾值的高溫、超速、過頻、欠頻、過壓、欠壓、或過流的情況時進行停機操作。
9.根據權利要求6-8任意一項所述的系統，其特征在于，所述保護測控裝置還將保護操作上傳到微電網控制中心。
10.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述柴油發電系統和微電網通過光纖通信通道進行通信。
【文檔編號】H02J3/00GK103595044SQ201310614197
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】孫景釕, 吳哲, 陳榮柱, 周宗庚, 趙深, 江涌, 楊振, 林世溪, 林群, 林厚飛, 劉光漲, 金建新, 蔡軾, 李琦, 鄭圣, 周毅, 項燁鋆, 趙碚, 徐歡 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司, 國網浙江省電力公司溫州供電公司