一种用于低压直流配电设备的配电控制方法及系统与流程
本发明涉及低压直流配电控制，具体为一种用于低压直流配电设备的配电控制方法及系统。
背景技术：
1、随着新能源技术的发展，低压直流配电设备可以将电池组的高压直流电转换为适合车载电子设备使用的低压直流电，在新能源汽车、数据中心、太阳能发电系统等领域有着广泛的应用。低压直流配电设备主要包括直流变压器(dc-dc转换器)、直流断路器、直流接触器、直流保护设备、直流配电柜等。这些设备的设计、制造和运行都需要遵循相关的标准和规范，以确保电力系统的安全稳定运行。直流变压器是低压直流配电设备的核心部分，它将高压直流电转换为低压直流电。根据不同的工作原理，直流变压器可以分为开关型和非开关型两种。开关型直流变压器通过高频开关技术实现电压的变换，具有效率高、体积小、重量轻等优点。非开关型直流变压器则是通过磁放大器或饱和电抗器等元件实现电压的变换，具有结构简单、可靠性高的优点。直流断路器和直流接触器是低压直流配电设备的控制和保护设备。直流断路器主要用于切断故障电路，防止故障扩大。直流接触器则用于远程控制电路的通断。直流保护设备主要包括过流保护器、短路保护器、过压保护器等。它们可以在电路出现异常时迅速切断电源，保护用电设备和电力系统的安全。直流配电柜是低压直流配电设备的载体，它将各种设备集成在一起，方便安装、操作和维护。直流配电柜的设计需要考虑到设备的散热、防护等级、电磁兼容性等因素。
2、目前，传统低压直流配电设备内部结构复杂，配电控制系统过载能力较低，配电速度受高压直流电波动的影响较大，不能及时响应调整低压直流电的电能质量，系统运行稳定性差，容易出现过载短路、运行异常等故障。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于低压直流配电设备的配电控制方法及系统，具备针对性调整电能质量配电效率高，稳定配电出线安全稳定性高等优点，解决了传统用于低压直流配电设备的配电控制系统不能及时响应调整电能质量，系统运行稳定性差容易故障的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于低压直流配电设备的配电控制方法，所述用于低压直流配电设备的配电控制方法通过用于低压直流配电设备的配电控制系统实现控制，所述用于低压直流配电设备的配电控制系统包括数据采集模块、负载分析模块和运行控制模块，所述用于低压直流配电设备的配电控制方法包括以下步骤：
5、步骤一、将低压直流配电设备包含的进线柜、电容补偿柜、联络柜和出线柜通过网络与配电控制系统进行互联，数据采集模块根据不同的配电步骤依次采集数据集；
6、步骤二、将高压直流电接入进线柜和电容补偿柜进行电能质量的调整，负载分析模块对应计算生成变压补偿数据组bybc和配电出线数据组pdcx；
7、步骤三、调整后的低压直流电通过联络柜和出线柜配电后输送到电气设备中，运行控制模块判断低压直流配电设备的运行状态并进行对应的控制操作。
8、优选的，所述进线柜内部固定安装有直流母线、主断路器和主变压器，所述电容补偿柜内部固定安装有并联电容器和刀熔开关，所述联络柜内部固定安装有备用电源、自动切换开关和保护装置，所述出线柜内部固定安装有断路器和接触器。
9、优选的，一种用于低压直流配电设备的配电控制系统，包括数据采集模块、负载分析模块和运行控制模块；
10、所述数据采集模块包括设备数据单元、电源数据单元、并联数据单元和配电数据单元，所述设备数据单元通过网络连接低压直流配电设备采集机械数据集，并进行编号后传输至负载分析模块，所述电源数据单元通过网络连接进线柜采集电源数据集，并进行编号后传输至负载分析模块，所述并联数据单元通过网络连接电容补偿柜采集补偿数据集，并进行编号后传输至负载分析模块，所述配电数据单元通过网络连接联络柜和出线柜采集配电数据集，并进行编号后传输至负载分析模块，所述数据采集模块通过网络连接负载分析模块；
11、所述负载分析模块包括变压补偿单元和配电出线单元，所述负载分析模块通过网络连接数据库采集参考数据集，并进行编号后缓存至负载分析模块，所述变压补偿单元根据机械数据集、电源数据集、补偿数据集和参考数据集，计算生成变压补偿数据组bybc，并通过网络传输至配电出线单元，所述配电出线单元根据变压补偿数据组bybc、机械数据集、电源数据集、配电数据集和参考数据集，计算生成配电出线数据组pdcx，所述负载分析模块通过网络连接运行控制模块；
12、所述运行控制模块包括独立控制单元和循环控制单元，所述独立控制单元根据电源数据集、补偿数据集和配电数据集对比参考数据集，判断低压直流配电设备的运行状态并进行对应的控制操作，所述循环控制单元根据变压补偿数据组bybc、配电出线数据组pdcx对比参考数据集，判断低压直流配电设备的运行状态并进行对应的控制操作。
13、优选的，所述设备数据单元根据机械数据集特征对低压直流配电设备包含的进线柜、电容补偿柜、联络柜和出线柜机械数据进行编号，所述机械数据集编号为jjx、jbc、jll和jcx。
14、优选的，所述电源数据单元根据电源数据集特征对进线柜直流母线承载的电流数据进行编号，所述电源数据集编号为y1、y2、y3、...yn，所述并联数据单元根据补偿数据集特征对电容补偿柜并联电容器负载补偿的电流数据进行编号，所述补偿数据集编号为b1、b2、b3、...bn，所述配电数据单元根据配电数据集特征对联络柜电源切换数据和出线柜配电数据进行编号，所述配电数据集编号为x表示联络柜切换电源的种类数据，y表示出线柜配电的负载数据。
15、优选的，所述参考数据集由参考变压算法模型、参考配电算法模型、参考电源负载阈值、参考补偿波动阈值、参考配电负载阈值、参考转换执行差值和参考配电执行差值组成，所述负载分析模块根据参考数据集特征对其进行编号，所述参考数据集编号为ckby、clpd、ckdyyz、ckbcbd、ckpdyz、ckzhcz和ckpdcz。
16、优选的，所述变压补偿单元根据机械数据集、电源数据集、补偿数据集和参考数据集，计算生成变压补偿数据组bybc，其计算公式如下：
17、
18、公式中，bybc表示变压补偿数据组，∑ckby(yn+jjx+jbc)表示将高压直流电数据、进线柜变压器机械数据和电容补偿柜并联电容器机械数据代入参考变压算法模型计算得出的待转换电压数据，(bn-1，bn，bn+1)表示当前运行状态下低压直流配电设备已转换电压数据、正在转换电压数据和即将转换电压数据。
19、优选的，所述配电出线单元根据变压补偿数据组bybc、机械数据集、电源数据集、配电数据集和参考数据集，计算生成配电出线数据组pdcx，其计算公式如下：
20、
21、公式中，pdcx表示配电出线数据组，yn±bybc表示高压直流电进行电能转换后预估的低压直流电数据，表示将低压直流电预估数据、联络柜机械数据和出线柜机械数据代入参考配电算法模型计算得出的待配电负载数据，表示当前运行状态下低压直流配电设备已配电出线数据、正在配电出线数据和即将配电出线数据。
22、优选的，所述独立控制单元将电源数据集对比参考电源负载阈值ckdyyz，补偿数据集对比参考补偿波动阈值ckbcbd，配电数据集对比参考配电负载阈值ckpdyz，判断低压直流配电设备进线柜、电容补偿柜、联络柜和出线柜的运行状态并进行对应的控制操作，所述电源数据集超出参考电源负载阈值ckdyyz时，判断进线柜负载异常并单独控制主断路器切断电流，所述补偿数据集超出参考补偿波动阈值ckbcbd时，判断电容补偿柜负载异常并单独控制刀熔开关切断电流，所述配电数据集超出参考配电负载阈值ckpdyz时，判断联络柜和出线柜负载异常，独立控制单元通过网络控制联络柜自动切换开关，启动备用电源和保护装置，并控制出线柜断路器切断电流。
23、优选的，所述循环控制单元将变压补偿数据组bybc对比参考转换执行差值ckzhcz，配电出线数据组pdcx对比参考配电执行差值ckpdcz，判断低压直流配电设备的运行状态并进行对应的控制操作，所述变压补偿数据组bybc中两组数据差值大于参考转换执行差值ckzhcz时，判断进线柜和电容补偿柜为超负荷运行状态，并对应调整主变压器和并联电容器的运行参数，所述配电出线数据组pdcx中两组数据差值大于参考配电执行差值ckpdcz时，判断联络柜和出线柜为超负荷运行状态，并对应调整备用电源、自动切换开关、保护装置和断路器的运行参数。
24、与现有技术相比，本发明提供了一种用于低压直流配电设备的配电控制方法及系统，具备以下有益效果：
25、1、本发明通过将低压直流配电设备包含的进线柜、电容补偿柜、联络柜和出线柜通过网络与配电控制系统进行互联，数据采集模块设置设备数据单元、电源数据单元、并联数据单元和配电数据单元，根据不同的配电步骤依次采集机械数据集、电源数据集、补偿数据集和配电数据集，将高压直流电接入进线柜和电容补偿柜进行电能质量的调整，负载分析模块设置变压补偿单元和配电出线单元，变压补偿单元计算生成变压补偿数据组bybc，统计多个阶段的变压补偿数据并测算后续待转换数据，根据电流波动实时调整电能质量，后续供电更稳定，针对性调整电能质量配电效率高。
26、2、本发明通过配电出线单元计算生成配电出线数据组pdcx，统计多个阶段的配电出线数据并预估后续配电出线数据，调整后的低压直流电通过联络柜和出线柜配电后输送到电气设备中，稳定配电出线安全稳定性高，运行控制模块设置独立控制单元和循环控制单元，独立控制单元将电源数据集对比参考电源负载阈值ckdyyz，补偿数据集对比参考补偿波动阈值ckbcbd，配电数据集对比参考配电负载阈值ckpdyz，判断低压直流配电设备进线柜、电容补偿柜、联络柜和出线柜的运行状态并进行对应的控制操作，循环控制单元将变压补偿数据组byvbc对比参考转换执行差值ckzhcz，配电出线数据组pdcx对比参考配电执行差值ckpdcz，判断低压直流配电设备的运行状态并进行对应的控制操作，避免防止过流、短路等故障导致设备异常过载，提高整体系统过载能力的同时，合理优化配电，有效提高了能源利用效率。
技术特征：
1.一种用于低压直流配电设备的配电控制方法，其特征在于：所述用于低压直流配电设备的配电控制方法通过用于低压直流配电设备的配电控制系统实现控制，所述用于低压直流配电设备的配电控制系统包括数据采集模块、负载分析模块和运行控制模块，所述用于低压直流配电设备的配电控制方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于低压直流配电设备的配电控制方法，其特征在于：所述进线柜内部固定安装有直流母线、主断路器和主变压器，所述电容补偿柜内部固定安装有并联电容器和刀熔开关，所述联络柜内部固定安装有备用电源、自动切换开关和保护装置，所述出线柜内部固定安装有断路器和接触器。
3.一种用于低压直流配电设备的配电控制系统，其特征在于：包括数据采集模块、负载分析模块和运行控制模块；
4.根据权利要求3所述的一种用于低压直流配电设备的配电控制系统，其特征在于：所述设备数据单元根据机械数据集特征对低压直流配电设备包含的进线柜、电容补偿柜、联络柜和出线柜机械数据进行编号，所述机械数据集编号为jjx、jbc、jll和jcx。
5.根据权利要求4所述的一种用于低压直流配电设备的配电控制系统，其特征在于：所述电源数据单元根据电源数据集特征对进线柜直流母线承载的电流数据进行编号，所述电源数据集编号为y1、y2、y3、...yn，所述并联数据单元根据补偿数据集特征对电容补偿柜并联电容器负载补偿的电流数据进行编号，所述补偿数据集编号为b1、b2、b3、...bn，所述配电数据单元根据配电数据集特征对联络柜电源切换数据和出线柜配电数据进行编号，所述配电数据集编号为x表示联络柜切换电源的种类数据，y表示出线柜配电的负载数据。
6.根据权利要求5所述的一种用于低压直流配电设备的配电控制系统，其特征在于：所述参考数据集由参考变压算法模型、参考配电算法模型、参考电源负载阈值、参考补偿波动阈值、参考配电负载阈值、参考转换执行差值和参考配电执行差值组成，所述负载分析模块根据参考数据集特征对其进行编号，所述参考数据集编号为ckby、ckpd、ckdyyz、ckbcbd、ckpdyz、ckzhcz和ckpdcz。
7.根据权利要求6所述的一种用于低压直流配电设备的配电控制系统，其特征在于：所述变压补偿单元根据机械数据集、电源数据集、补偿数据集和参考数据集，计算生成变压补偿数据组bybc，其计算公式如下：
8.根据权利要求7所述的一种用于低压直流配电设备的配电控制系统，其特征在于：所述配电出线单元根据变压补偿数据组bybc、机械数据集、电源数据集、配电数据集和参考数据集，计算生成配电出线数据组pdcx，其计算公式如下：
9.根据权利要求6所述的一种用于低压直流配电设备的配电控制系统，其特征在于：所述独立控制单元将电源数据集对比参考电源负载阈值ckdyyz，补偿数据集对比参考补偿波动阈值ckbcbd，配电数据集对比参考配电负载阈值ckpdyz，判断低压直流配电设备进线柜、电容补偿柜、联络柜和出线柜的运行状态并进行对应的控制操作，所述电源数据集超出参考电源负载阈值ckdyyz时，判断进线柜负载异常并单独控制主断路器切断电流，所述补偿数据集超出参考补偿波动阈值ckbcbd时，判断电容补偿柜负载异常并单独控制刀熔开关切断电流，所述配电数据集超出参考配电负载阈值ckpdyz时，判断联络柜和出线柜负载异常，独立控制单元通过网络控制联络柜自动切换开关，启动备用电源和保护装置，并控制出线柜断路器切断电流。
10.根据权利要求8所述的一种用于低压直流配电设备的配电控制系统，其特征在于：所述循环控制单元将变压补偿数据组bydc对比参考转换执行差值ckzhcz，配电出线数据组pdcx对比参考配电执行差值ckpdcz，判断低压直流配电设备的运行状态并进行对应的控制操作，所述变压补偿数据组bybc中两组数据差值大于参考转换执行差值ckzhcz时，判断进线柜和电容补偿柜为超负荷运行状态，并对应调整主变压器和并联电容器的运行参数，所述配电出线数据组pdcx中两组数据差值大于参考配电执行差值ckpdcz时，判断联络柜和出线柜为超负荷运行状态，并对应调整备用电源、自动切换开关、保护装置和断路器的运行参数。
技术总结
本发明涉及低压直流配电控制技术领域，且公开了一种用于低压直流配电设备的配电控制方法及系统，用于低压直流配电设备的配电控制方法通过配电控制系统实现控制，配电控制系统包括数据采集模块、负载分析模块和运行控制模块，配电控制方法包括以下步骤：步骤一、将低压直流配电设备通过网络与配电控制系统进行互联，数据采集模块根据不同的配电步骤依次采集数据集；步骤二、将高压直流电接入进线柜和电容补偿柜进行电能质量的调整，负载分析模块对应计算生成变压补偿数据组Bybc和配电出线数据组Pdcx；步骤三、调整后的低压直流电通过联络柜和出线柜配电后输送到电气设备中，运行控制模块判断运行状态并对应控制。
技术研发人员：张神锋
受保护的技术使用者：南通莱隆电器成套设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23