本發明涉及一種控制系統，具體是一種新能源智能電網控制系統。

背景技術：

隨著電網規模不斷擴大，傳統的配電網絡格局開始顯現出它的弊端，人們開始提出配電網的網格化布局。于此同時，新能源技術以及分布式發電技術的發展使得他們的結合產物：新能源智能電網技術開始進入人們的視線。

新能源智能電網技術是一項十分契合配電網網格化布局的技術，它擁有獨立的電能來源，能夠供應用戶在大電網出現故障時的孤島運行需求，也能在發電盈余時向大電網送電，減輕大電網供電壓力。

現有的新能源智能電網技術在電流檢測方面，存在很大弊端，現有的電流檢測多采用傳統的負載采樣技術，準確率低，在孤島運行時安全性低。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種新能源智能電網控制系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種新能源智能電網控制系統，采用風力發電模塊與太陽能光伏發電模塊發出的電能輸送至配電柜中，匯集至24v直流母線，一端連接蓄電池儲能模塊與直流負載，另一端經雙向穩壓模塊穩壓、逆變器升壓逆變后，與大電網并網連接，向大電網輸送電能。

作為本發明進一步的方案：當所述大電網故障時，系統依靠風力發電模塊、太陽能光伏發電模塊和蓄電池儲能模塊發電支持系統脫離大電網孤島運行。

作為本發明進一步的方案：所述控制系統在用戶端根據優先級不同設置一級負載、二級負載和三級負載，根據對蓄電池儲能模塊剩余電量的檢測，智能切除次要負載，保證重要負載的供電。

作為本發明進一步的方案：所述控制系統在用戶端各個相線均設置有電流電壓監測點，根據計算出的三相負載功率不平衡度進行智能調度，提升電能質量。

作為本發明進一步的方案：所述控制系統采用電流檢測模塊檢測并網逆變器與大電網間的電流，從而控制多個電子開關，進一步控制風力發電模塊、太陽能光伏發電模塊、直流負載和蓄電池儲能模塊。

作為本發明進一步的方案：所述電流檢測模塊包括電流傳感器、芯片u1、芯片u2、芯片u3、二極管d1和三極管vt1，所述電流傳感器分別連接芯片u1引腳2和芯片u1引腳3，芯片u1引腳1、引腳7和引腳8分別對應連接芯片u2引腳14、引腳13和引腳12，芯片u2引腳2、引腳3和引腳19分別對應連接芯片u3引腳12、引腳17和引腳5，芯片u3引腳10分別連接接地二極管d1負極和電阻r3，電阻r3另一端分別連接電源vcc和三極管vt集電極，三極管vt基極分別連接芯片u2引腳9和電阻r1，電阻r1另一端分別連接芯片u2引腳8、三極管vt發射極和太陽能光伏發電模塊，所述芯片u1采用adc0832，所述芯片u2采用單片機at89c2051，所述芯片u3采用lm1893。

作為本發明再進一步的方案：所述芯片u3與三極管vt構成的模塊有4個，從而進一步構成4個電子開關。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明可以對用戶身邊的清潔能源如風能、太陽能進行收集，產出電能供用戶使用，并可在發電盈余時對大電網進行送電，同時，對系統內各個關鍵節點電壓、電流、有功、無功數據進行收集，反饋給用戶電能質量信息，并在用戶端提供了三相負載功率自平衡功能，可以更好地為用戶提升電能質量。

附圖說明

圖1為新能源智能電網控制系統的結構示意圖。

圖2為新能源智能電網控制系統中電流檢測模塊的電路圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明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發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1～2，本發明實施例中，一種新能源智能電網控制系統，采用風力發電模塊與太陽能光伏發電模塊發出的電能輸送至配電柜中，匯集至24v直流母線，一端連接蓄電池儲能模塊與直流負載，另一端經雙向穩壓模塊穩壓、逆變器升壓逆變后，與大電網并網連接，向大電網輸送電能。

當所述大電網故障時，系統依靠風力發電模塊、太陽能光伏發電模塊和蓄電池儲能模塊發電支持系統脫離大電網孤島運行。

所述控制系統在用戶端根據優先級不同設置一級負載、二級負載和三級負載，根據對蓄電池儲能模塊剩余電量的檢測，智能切除次要負載，保證重要負載的供電。

所述控制系統在用戶端各個相線均設置有電流電壓監測點，根據計算出的三相負載功率不平衡度進行智能調度，提升電能質量。

所述控制系統采用電流檢測模塊檢測并網逆變器與大電網間的電流，從而控制多個電子開關，進一步控制風力發電模塊、太陽能光伏發電模塊、直流負載和蓄電池儲能模塊。

所述電流檢測模塊包括電流傳感器、芯片u1、芯片u2、芯片u3、二極管d1和三極管vt1，所述電流傳感器分別連接芯片u1引腳2和芯片u1引腳3，芯片u1引腳1、引腳7和引腳8分別對應連接芯片u2引腳14、引腳13和引腳12，芯片u2引腳2、引腳3和引腳19分別對應連接芯片u3引腳12、引腳17和引腳5，芯片u3引腳10分別連接接地二極管d1負極和電阻r3，電阻r3另一端分別連接電源vcc和三極管vt集電極，三極管vt基極分別連接芯片u2引腳9和電阻r1，電阻r1另一端分別連接芯片u2引腳8、三極管vt發射極和太陽能光伏發電模塊，所述芯片u1采用adc0832，所述芯片u2采用單片機at89c2051，所述芯片u3采用lm1893。

所述芯片u3與三極管vt構成的模塊有4個，從而進一步構成4個電子開關。

單片機u2為控制單元，用單片機u2實現對電流信號的采集和對電力線載波數據發送功能的控制，它使整個數據采集系統成為一個智能化的有機整體。單片機采用atmel的at89c2051，它包含2kb內存、128b的內存、15根i/o口線、兩個定時計數器和一個全雙工的串行口。在設計中，用到了at89c2051的t1定時器和串行口以及p1端口線。由于該單片機與mcs-51相兼容，因此在硬件電路設計和軟件編程方面更加方便。

數據采集單元主要由mrcs傳感器和adc0832組成。adc0832是帶有串行輸入輸出功能的8位逐次逼近式模/數轉換器，其轉換時間為80μs。它的兩個模擬量輸入通道是可編程的，可以由串行輸入口di的三位控制字指定通道，并選擇單端輸入和差分輸入兩種工作方式之一。mrcs將電流信號以電壓信的形式提供給adc0832。選擇adc0832的ch1為單端輸入工作方式，ch0為不工作。di端輸入的控制字為“111”，可將di固定接高電平。當單片機的p1.2口將adc0832的cs腳置低電平時，在clk的前三個脈沖上升沿，從di端輸入控制字“111”，在接下來的八個脈沖完成轉換過程。按照逐次逼近式的機理，依先高位后低位的順序，轉換一位，存儲一位。并在下降沿由do端輸出一位；在后續七個脈沖的下降沿又將存儲好的轉換結果按照先低位后高位的順序從do端輸出。因此，一次完整的模/數轉換過程完成，轉換后的八位數據就從p1.0口讀入到單片機中。

從實際應用角度出發，系統在具體采集處理功能的基礎上，必須要有通信接口，具備遠程傳輸功能，實現電力線載波通信的關鍵問題是如何根據電力線的特性選擇合適的modem芯片及設計可靠的接口電路。因為電力線上的用電設備種類繁多，對載波信號傳輸過程所產生的干擾大部分是低頻調幅性干擾，所以電力modem芯片的調制方式應該采用抗脈沖干擾強的調頻方式，同時應適當提升載波信號功率以加大傳輸距離，在本系統中選擇fsk制式的lm1893。

電力線載波發送電路主要包括lm1893。at89c2051通過串行口與lm1893通信，通信采用標準異步通信方式，并通過控制lm1893的收發狀態完成數據傳輸。選用定時器1作為波特率發生器，串行口采用波特率可變工作方式1。該方式為標準異步通信，其通信格式為每幀10位。at89c2051的p1.7口控制lm1893的5腳tx/rx，決定數據是發送還是接收。當為高電平時，lm1893處于發送狀態。at89c2051的串行輸出口txd與lm1893調制解調數據輸入端17腳連接，由單片機采集的數據就從lm1893的17腳送入，經過fsk調制成150khz的fsk載波信號，送10腳輸出載波信號。它能避免系統受到諸如強雷電脈沖等瞬時過電壓的干擾。

在本系統中，對電壓和電流的測量，選用了美國cirruslogic公司最新推出的cs5460a芯片。該芯片包含兩個累加式ad轉換器用于測量電量數據，具有高速電能計算功能，還有一個串行接口用于數據讀寫。

風力發電模塊和太陽能光伏發電模塊優先給蓄電池儲能模塊充電，當蓄電池充滿后，斷開風力發電模塊與電池的連接，風力發電模塊可以逆變并網。而當主網發生故障斷開時，先由風力發電模塊繼續逆變供電，當無風無陽光時斷開風力發電模塊與微電網的連接，由蓄電池逆變供電，在重負荷的時候還可以同時逆變供電。

并網逆變器系統由功率主電路、控制器、驅動電路、檢測電路等組成。其中，功率主電路采用dc/dc，dc/ac兩級結構，其中dc/dc電路采用boost升壓變換器，dc/ac電路采用spwm驅動的單相全橋電路。

控制環節一方面控制dc/dc環節，以實現蓄電池的最大功率點跟蹤，另一方面控制dc/ac環節，以使直流母線電壓穩定，并將電能轉化為220v/50hz正弦交流電。系統保證并網逆變器輸出的正弦電流與電網的相電壓同頻同相。逆變器并網時，要求其輸出電流與電網電壓同頻同相。

在實際運行中，由于單相用戶的不可控增容、大功率單相負載的接入以及單相負載用電的不同時性等都造成了三相負載的不平衡。低壓電網若在三相負荷不平衡度較大情況下運行，將會極大影響電能質量，給低壓電網與電氣設備造成不良影響。因此，用戶端的三相功率自平衡功能也是智能微電網最希望解決的關鍵問題。

系統根據對各相點電流電壓的監控，得到電壓電流檢測模塊送回來的的數據，計算三相負載的不平衡度，對功率調節進行計算，得出最優調度方案，再對部分負載進行相間轉移，實現三相功率的自平衡。

對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。