一种断路器控制系统及方法与流程

本发明断路器控制，尤其涉及一种断路器控制系统及方法。

背景技术：

1、断路器简单来说是一种开关装置，能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流。断路器按使用范围分为高压断路器和低压断路器。随着断路器的技术不断发展，目前的断路器不仅仅是一种开关装置，而是一种还能实现电能分配，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护的装置，内部结构可参见附图1所示。

2、由于各种能源技术的快速发展，很多场景下，并不只是单一能源进行供电，而是两种甚至多种能源系统为设备进行供电。目前当存在多种能源系统进行供电时，需要配备大型的控制设备实现综合能源的控制，这导致设备投入高、控制复杂，并且控制设备在出现故障时，维护难度高。

3、而现在的断路器的技术也在不断发展，因此如何对现有的断路器控制系统进行改进，使之能够实现对综合能源系统进行控制，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种断路器控制系统实现对综合能源系统进行高效控制，降低设备成本，降低控制难度和维护难度。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

3、第一方面，提供一种断路器控制方法，包括以下步骤：

4、s1：采集前一天白天的光伏发电功率数据和全天的负载数据，并对光伏发电系统的当前储能容量进行检测，基于前一天的光伏发电功率数据、负载数据和当前储能容量计算断路器控制系统的初始控制方案；

5、s2：采集当天的实时光伏发电功率，基于实时光伏发电功率对断路器控制系统的初始控制方案进行调节，得到调节后的控制方案；

6、s3：基于调节后的控制方案，通过断路器控制系统进行控制，实现光伏储能发电系统与市电系统之间的协同作用；

7、s4：通过电流监测模块对整个用电系统的电流进行监测，获取实时电流数据，并基于实时电流数据判断系统是否存在短路，若是，根据实时电流数据分析电流短路的线路或者设备，并通过断路器控制系统对相应的线路或者设备进行关断处理；判断系统是否存在过载，若是，实时检测所有工作中负载的功率大小，并基于预设的优先级对其中指定设备进行关断处理；若均为否，持续电流监测。

8、优选的，步骤s1中的初始控制方案包括，基于前一天的光伏发电功率数据、负载数据和当前储能容量，并剔除应急储能容量，计算光伏发电系统能够供负载正常工作的时间，计算断路器控制系统从光伏发电系统切换至市电系统的时间以及下一次从市电系统切换至光伏发电系统的时间。

9、优选的，断路器控制系统从光伏发电系统切换至市电系统的时间的计算公式如下：

10、；

11、其中， p为 tn时刻的功率值， t0为光伏发电能量计算的初始时刻， tn为光伏发电能量计算的终止时刻，wr为光伏发电系统的当前储能容量，we为应急储能容量， pl为当前所有负载的总功率。

12、优选的，步骤s2中基于实时光伏发电功率对断路器控制系统的初始控制方案进行调节的具体过程如下：

13、根据实时光伏发电功率对比前一天的同时间光伏发电功率，对从光伏发电系统切换至市电系统的时间进行提前或者推后地调整，若实时光伏发电功率对比前一天的同时间光伏发电功率更大，则对从光伏发电系统切换至市电系统的时间进行推后调整；若实时光伏发电功率对比前一天的同时间光伏发电功率更低，则对从光伏发电系统切换至市电系统的时间进行提前调整，具体推后或者提前的时间的计算公式如下：

14、；

15、其中，△t为调整的推后或者提前的时间 ，p1为当前时间的光伏发电功率， p2为前一天同时间的光伏发电功率， t0为光伏发电能量计算的初始时刻， tn为光伏发电能量计算的终止时刻。

16、优选的，步骤s6的具体过程如下：

17、s61：实时检测所有工作中负载的功率大小，并记录每个负载的重要性程度，同时根据每个负载的重要性程度设置关断优先级；

18、s62：计算超过正常负载的功率值，并得到需要关断的负载的功率值；

19、s63：基于需要关断的负载的功率值按照设置的关断优先级对其中指定设备进行关断处理。

20、第二方面，提供一种断路器控制系统，包括数据采集模块、储能容量检测模块、计算模块、电流监测模块、断路器模块、优先级设置模块和主控模块；所述数据采集模块、储能容量检测模块均与所述计算模块连接，所述电流监测模块与所述断路器模块连接，所述优先级设置模块与所述断路器模块连接，数据采集模块、储能容量检测模块、计算模块、电流监测模块、断路器模块、优先级设置模块均与所述主控模块连接；

21、所述数据采集模块，用于光伏发电系统的发电功率数据进行采集，以及对负载数据进行采集；

22、所述储能容量检测模块，用于对光伏发电系统的储能容量进行检测；

23、所述计算模块，用于基于前一天的光伏发电功率数据、负载数据和当前储能容量计算断路器控制系统的初始控制方案以及基于实时光伏发电功率对断路器控制系统的初始控制方案进行调节的时间进行计算；

24、所述电流监测模块，用于对用电负载以及线路中的电流进行实时监测；

25、所述断路器模块，用于存在过载或者短路的情况下，对线路或者负载进行关断处理；

26、所述优先级设置模块，用于根据每个负载的重要性程度设置关断优先级；

27、所述主控模块，用于对数据采集模块、储能容量检测模块、计算模块、电流监测模块、断路器模块、优先级设置模块进行控制。

28、优选的，还包括预警模块，所述预警模块与所述主控模块连接，在存在过载或者短路的情况下，主控模块控制所述预警模块进行预警处理。

29、本发明的有益效果包括：

30、本发明提供的断路器控制系统及方法，通过采集光伏发电功率数据和负载数据，对光伏发电系统的当前储能容量进行检测，计算断路器控制系统的初始控制方案；采集当天的实时光伏发电功率，对初始控制方案进行调节，实现光伏储能发电系统与市电系统之间的协同作用。通过电流监测模块对整个用电系统的电流进行监测，获取实时电流数据，若存在短路，根据实时电流数据分析电流短路的线路或者设备，并通过断路器控制系统对相应的线路或者设备进行关断处理；系统存在过载时，实时检测所有工作中负载的功率大小，对其中指定设备进行关断处理。

31、上述断路器控制系统的控制过程结合了光伏发电系统和市电系统的综合能源信息，实现对综合能源系统的高效控制，实现了光伏发电系统与市电系统之间的有机协同。

32、通过设置断路器控制系统，使得无需配置庞大的控制设备，降低设备投入成本，有效降低了控制系统的控制难度，并且整个控制系统的维护难度极低。

技术特征：

1.一种断路器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种断路器控制方法，其特征在于，步骤s1中的初始控制方案包括，基于前一天的光伏发电功率数据、负载数据和当前储能容量，并剔除应急储能容量，计算光伏发电系统能够供负载正常工作的时间，计算断路器控制系统从光伏发电系统切换至市电系统的时间以及下一次从市电系统切换至光伏发电系统的时间。

3.根据权利要求2所述的一种断路器控制方法，其特征在于，断路器控制系统从光伏发电系统切换至市电系统的时间的计算公式如下：

4.根据权利要求1所述的一种断路器控制方法，其特征在于，步骤s2中基于实时光伏发电功率对断路器控制系统的初始控制方案进行调节的具体过程如下：

5.根据权利要求1所述的一种断路器控制方法，其特征在于，步骤s6的具体过程如下：

6.一种断路器控制系统，其特征在于，包括数据采集模块、储能容量检测模块、计算模块、电流监测模块、断路器模块、优先级设置模块和主控模块；所述数据采集模块、储能容量检测模块均与所述计算模块连接，所述电流监测模块与所述断路器模块连接，所述优先级设置模块与所述断路器模块连接，数据采集模块、储能容量检测模块、计算模块、电流监测模块、断路器模块、优先级设置模块均与所述主控模块连接；

7.根据权利要求6所述的一种断路器控制系统，其特征在于，还包括预警模块，所述预警模块与所述主控模块连接，在存在过载或者短路的情况下，主控模块控制所述预警模块进行预警处理。

技术总结
本发明断路器控制技术领域，具体涉及一种断路器控制系统及方法，采集光伏发电功率数据和负载数据，对光伏储能发电系统的当前储能容量进行检测，计算断路器控制系统的初始控制方案；采集当天的实时光伏发电功率，对初始控制方案进行调节，实现光伏储能发电系统与市电系统之间的协同作用。通过电流监测模块对整个用电系统的电流进行监测，获取实时电流数据，若存在短路，根据实时电流数据分析电流短路的线路或者设备，并通过断路器控制系统对相应的线路或者设备进行关断处理；系统存在过载时，实时检测所有工作中负载的功率大小，对其中指定设备进行关断处理。实现对综合能源系统的高效控制，降低设备成本，降低控制和维护难度。

技术研发人员：顾小龙,唐祖政,谭翔宇,曾光
受保护的技术使用者：四川川能智网实业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23