并离网快速不间断供电的电源车及其控制方法

1.本发明涉及电网检修技术领域，具体涉及一种并离网快速不间断供电的电源车及其控制方法。


背景技术：

2.目前典型的台区供电系统如图1所示，包括高压线路(如10kv高压线路)、高压断路器gk、变压器t、三相四线制(包括abc相和n线)输电线、低压总断路器dk、低压负荷母线等。在对上述台区供电系统中的高压线路、高压断路器、变压器等进行高压检修时，需要对三相四线制的400v低压负荷进行保供电，常规做法是将三相四线制电源车，例如柴油发电车或锂电池储能车接入系统。
3.然而目前在台区供电系统停电检修到恢复供电的整个过程中，电源车在接入系统和退出系统(并网和离网)时，无法保证过程中低压负荷不断电，影响低压负荷的正常运行。


技术实现要素：

4.本发明为解决上述技术问题，提供了一种并离网快速不间断供电的电源车及其控制方法，能够保证在电源车并网、离网的过程中低压负荷的持续供电，且操作简单方便。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.一种并离网快速不间断供电的电源车，包括发电机组、主控制器、第一断路器、第二断路器、第一电源检测单元、第二电源检测单元、第一快速接口和第二快速接口，所述第一断路器的一端与所述发电机组相连，所述第二断路器的一端与所述第二快速接口相连，所述第一断路器的另一端和所述第二断路器的另一端均与所述第一快速接口相连，所述第一电源检测单元对应所述第一断路器设置，所述第二电源检测单元对应所述第二断路器设置，所述主控制器分别与所述第一电源检测单元、所述第二电源检测单元、所述发电机组、所述第一断路器和所述第二断路器相连，其中，所述第一快速接口用于连接到低压负荷母线，所述第二快速接口用于连接到市电低压总断路器进线侧，所述第一电源检测单元用于检测所述发电机组的电源参数，所述第二电源检测单元用于检测市电的电源参数，所述主控制器用于根据所述发电机组的电源参数、所述市电的电源参数，对所述第一断路器和所述第二断路器进行分合闸控制，和对所述发电机组的电源参数进行调整，以实现在所述电源车并网、离网期间对负荷的不间断供电。
7.一种并离网快速不间断供电的电源车的控制方法，包括：检测所述发电机组的电源参数，并检测市电的电源参数；根据所述发电机组的电源参数、所述市电的电源参数，对所述第一断路器和所述第二断路器进行分合闸控制，和对所述发电机组的电源参数进行调整，以实现在所述电源车并网、离网期间对负荷的不间断供电。
8.实现在所述电源车并网期间对负荷的不间断供电的控制步骤如下：初始条件下，所述低压总断路器合闸，所述第一断路器和所述第二断路器分闸；在所述第一快速接口连接到所述低压负荷母线，所述第二快速接口连接到所述低压总断路器进线侧后，所述主控
制器控制所述发电机组发电；所述主控制器根据所述发电机组的输出电压、频率及相位和所述市电的电压、频率及相位判断所述发电机组和所述市电的电源是否满足同期条件；如果所述发电机组和所述市电的电源不满足同期条件，则所述主控制器对所述发电机组的输出电压、输出频率进行调整，直至所述发电机组和所述市电的电源满足同期条件；如果所述发电机组和所述市电的电源满足同期条件，则所述主控制器控制所述第一断路器合闸，然后判断所述发电机组的输出电流是否大于或等于第一预设值；如果所述发电机组的输出电流小于所述第一预设值，则控制所述第一断路器分闸，检查所述第一快速接口与所述低压负荷母线是否可靠连接，及所述第一断路器是否能可靠合闸；如果所述发电机组的输出电流大于或等于所述第一预设值，则断开所述低压总断路器，完成所述电源车的并网。
9.实现在所述电源车离网期间对负荷的不间断供电的控制步骤如下：初始条件下，所述低压总断路器分闸，所述第一断路器合闸，所述第二断路器分闸；在高压检修结束，闭合高压断路器后，所述主控制器根据所述发电机组的输出电压、频率及相位和所述市电的电压、频率及相位判断所述发电机组和所述市电的电源是否满足同期条件；如果所述发电机组和所述市电的电源不满足同期条件，则所述主控制器对所述发电机组的输出电压、输出频率进行调整，直至所述发电机组和所述市电的电源满足同期条件；如果所述发电机组和所述市电的电源满足同期条件，则所述主控制器控制所述第二断路器合闸，然后判断所述第二快速接口所在回路的电流是否大于或等于第二预设值；如果所述第二快速接口所在回路的电流小于所述第二预设值，则所述主控制器控制所述第二断路器分闸，检查所述第二快速接口与所述低压总断路器进线侧是否可靠连接，及所述第二断路器是否能可靠合闸；如果所述第二快速接口所在回路的电流大于或等于第二预设值，则闭合所述低压总断路器，然后所述主控制器判断市电电流是否大于或等于第三预设值；如果所述市电电流大于或等于所述第三预设值，则所述主控制器控制所述第一断路器分闸，并控制所述第二断路器分闸，以恢复市电供电；所述主控制器控制所述发电机组停止发电，然后在断开所述第一快速接口与所述低压负荷母线的连接、所述第二快速接口与所述低压总断路器进线侧的连接后，完成所述电源车的离网。
10.如果所述发电机组与所述市电电源的电压、频率、相位之差均在相应的阈值之内，则所述发电机组和所述市电的电源满足同期条件，否则所述发电机组和所述市电的电源不满足同期条件。
11.所述第一预设值为20％的市电电流。
12.所述第二预设值和所述第三预设值均为20％的所述第一快速接口所在回路的电流。
13.所述发电机组为柴油发电机组，所述主控制器通过自动反馈控制逻辑调节所述柴油发电机组的励磁电压和给油量，以调整所述发电机组的输出电压、输出频率。
14.本发明的有益效果：
15.本发明的并离网快速不间断供电的电源车及其控制方法，通过设置两路可控断路器和两个接旁路电缆的接口，配合以相应的控制，能够保证在电源车并网、离网的过程中低压负荷的持续供电，且操作简单方便。
附图说明
16.图1为台区供电系统的结构示意图；
17.图2为本发明一个实施例的电源车的结构示意图；
18.图3为本发明一个实施例的面板型快速接口插座的结构示意图；
19.图4为本发明一个实施例的面板型快速接口插头的结构示意图；
20.图5为本发明实施例的并离网快速不间断供电的电源车的控制方法的流程图；
21.图6为本发明一个实施例的实现在电源车并网期间对负荷的不间断供电的控制流程图；
22.图7为本发明一个实施例的实现在电源车离网期间对负荷的不间断供电的控制流程图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.如图2所示，本发明实施例的并离网快速不间断供电的电源车，包括发电机组1、主控制器2、第一断路器3、第二断路器4、第一电源检测单元5、第二电源检测单元6、第一快速接口7和第二快速接口8，第一断路器3的一端与发电机组1相连，第二断路器4的一端与第二快速接口8相连，第一断路器3的另一端和第二断路器4的另一端均与第一快速接口7相连，第一电源检测单元5对应第一断路器3设置，第二电源检测单元6对应第二断路器4设置，主控制器2分别与第一电源检测单元5、第二电源检测单元6、发电机组1、第一断路器3和第二断路器4相连，其中，第一快速接口7用于连接到低压负荷母线，第二快速接口8用于连接到市电低压总断路器进线侧，第一电源检测单元5用于检测发电机组1的电源参数，第二电源检测单元6用于检测市电的电源参数，主控制器2用于根据发电机组1的电源参数、市电的电源参数，对第一断路器3和第二断路器4进行分合闸控制，和对发电机组1的电源参数进行调整，以实现在电源车并网、离网期间对负荷的不间断供电。
25.在本发明的一个实施例中，发电机组1可为柴油发电机组，其电源输出端与第一断路器3的一端相连，其控制端与主控制器2的机组控制输出端口相连，用于接收主控制器2的电源参数调整控制信号。主控制器2的同期单元端口与第一电源检测单元5、第二电源检测单元6相连，用于接收第一电源检测单元5、第二电源检测单元6检测到的电源参数，例如电压、频率等。主控制器2的分合闸输出端口与第一断路器3、第二断路器4相连，用于输出分合闸控制信号控制相应的断路器断开或闭合。在本发明的一个实施例中，第一断路器3和第二断路器4均为智能断路器，不仅具备受控分合闸功能，还具有分合闸回路自动储能等功能。
26.在本发明的一个实施例中，第一快速接口7和第二快速接口8在电源车侧可为面板型快速接口插座，其结构如图3所示，包含插座本体和具有防雨防尘功能的端盖。与第一快速接口7或第二快速接口8相配合的为图4所示的快速接口插头。旁路线缆l1的一端接快速接口插头，另一端连接到低压负荷母线，旁路线缆l2的一端接快速接口插头，另一端连接到低压总断路器进线侧，即低压总断路器dk的上桩头母排，可通过汇流夹钳实现该连接。
27.如图5所示，本发明实施例的并离网快速不间断供电的电源车的控制方法包括以下步骤：
28.s1，检测发电机组的电源参数，并检测市电的电源参数。
29.s2，根据发电机组的电源参数、市电的电源参数，对第一断路器和第二断路器进行分合闸控制，和对发电机组的电源参数进行调整，以实现在电源车并网、离网期间对负荷的不间断供电。
30.在需要对高压设备进行检修时，可使电源车并网，如图6所示，实现在电源车并网期间对负荷的不间断供电的控制步骤如下：
31.s61，初始条件下，低压总断路器dk合闸，第一断路器zk1和第二断路器zk2分闸。
32.s62，在第一快速接口连接到低压负荷母线，第二快速接口连接到低压总断路器进线侧后，主控制器控制发电机组发电。
33.通过将旁路电缆l1、l2的插头分别插入相应的插座，分别实现第一快速接口到低压负荷母线、第二快速接口到低压总断路器进线侧的连接。
34.s63，主控制器根据发电机组的输出电压、频率及相位和市电的电压、频率及相位判断发电机组和市电的电源是否满足同期条件。
35.通过第一电源检测单元、第二电源检测单元可分别检测发电机组的电源、市电的电源的电压、频率、相位等电源参数，然后对二者的电源参数进行比较，如果发电机组的电压ug、频率fg、相位与市电电源的电压us、频率fs、相位之差均在相应的阈值之内，则发电机组和市电的电源满足同期条件，否则发电机组和市电的电源不满足同期条件。在本发明的一个具体实施例中，电压、频率、相位之差的阈值分别为5v、0.1hz和15
°
，即若满足下式：
[0036][0037]
则发电机组和市电的电源满足同期条件。
[0038]
s64，如果发电机组和市电的电源不满足同期条件，则主控制器对发电机组的输出电压、输出频率进行调整，直至发电机组和市电的电源满足同期条件。
[0039]
其中，发电机组为柴油发电机组，主控制器可通过自动反馈控制逻辑调节柴油发电机组的励磁电压和给油量，以调整发电机组的输出电压ug、输出频率fg，使其与市电的电压us、频率fs尽可能地接近。
[0040]
s65，如果发电机组和市电的电源满足同期条件，则主控制器控制第一断路器合闸，然后判断发电机组的输出电流是否大于或等于第一预设值。
[0041]
发电机组的输出电流即为旁路电缆l1的回路电流i
l1
，第一预设值可为20％的市电电流，即判断是否有i
l1
≥20％is。
[0042]
s66，如果发电机组的输出电流小于第一预设值，则控制第一断路器分闸，检查第一快速接口与低压负荷母线是否可靠连接，及第一断路器是否能可靠合闸。
[0043]
发电机组的输出电流小于第一预设值，则表示旁路电缆l1的回路没有可靠连接，或者第一断路器因相关故障不能可靠合闸，此时可进行检查。
[0044]
s67，如果发电机组的输出电流大于或等于第一预设值，则断开低压总断路器，完成电源车的并网。
[0045]
发电机组的输出电流大于或等于第一预设值，则表示第一断路器zk1已可靠合闸，旁路电缆l1的回路已可靠供电带负荷，且超过20％的低压负荷已由电源车供电，此时可断开低压总断路器dk，将低压负荷由市电全部转移至电源车供电。
[0046]
在完成对高压设备的检修后，可使电源车离网，如图7所示，实现在电源车离网期间对负荷的不间断供电的控制步骤如下：
[0047]
s71，初始条件下，低压总断路器dk分闸，第一断路器zk1合闸，第二断路器zk2分闸。
[0048]
s72，在高压检修结束，闭合高压断路器gk后，主控制器根据发电机组的输出电压、频率及相位和市电的电压、频率及相位判断发电机组和市电的电源是否满足同期条件。
[0049]
s73，如果发电机组和市电的电源不满足同期条件，则主控制器对发电机组的输出电压、输出频率进行调整，直至发电机组和市电的电源满足同期条件。
[0050]
s74，如果发电机组和市电的电源满足同期条件，则主控制器控制第二断路器合闸，然后判断第二快速接口所在回路的电流是否大于或等于第二预设值。
[0051]
第二快速接口所在回路的电流即为旁路电缆l2的回路电流i
l2
，第二预设值可为20％的第一快速接口所在回路的电流，即判断是否有i
l2
≥20％i
l1
。
[0052]
s75，如果第二快速接口所在回路的电流小于第二预设值，则主控制器控制第二断路器分闸，检查第二快速接口与低压总断路器进线侧是否可靠连接，及第二断路器是否能可靠合闸。
[0053]
第二快速接口所在回路的电流小于第二预设值，则表示旁路电缆l2的回路没有可靠连接，或者第二断路器因相关故障不能可靠合闸，此时可进行检查。
[0054]
s76，如果第二快速接口所在回路的电流大于或等于第二预设值，则闭合低压总断路器，然后主控制器判断市电电流是否大于或等于第三预设值。
[0055]
第二快速接口所在回路的电流大于或等于第二预设值，则表示超过20％的电由市电提供，说明电源车和市电分别通过zk1、zk2共同给低压负荷可靠供电，此时可闭合低压总断路器dk，然后检测市电电流is的大小。
[0056]
s77，如果市电电流大于或等于第三预设值，则主控制器控制第一断路器分闸，并控制第二断路器分闸，以恢复市电供电。
[0057]
第三预设值也可为20％的第一快速接口所在回路的电流，即判断是否有is≥20％i
l1
。如果是，则表示20％以上低压负荷的电已由市电提供，说明低压总断路器dk已可靠合闸并有效供电。此时可逐个断开第一断路器zk1和第二断路器zk2，则电源车完全离网退出为低压负荷供电。
[0058]
s78，主控制器控制发电机组停止发电，然后在断开第一快速接口与低压负荷母线的连接、第二快速接口与低压总断路器进线侧的连接后，完成电源车的离网。
[0059]
根据本发明实施例的并离网快速不间断供电的电源车及其控制方法，通过设置两路可控断路器和两个接旁路电缆的接口，配合以相应的控制，能够保证在电源车并网、离网的过程中低压负荷的持续供电，且操作简单方便。
[0060]
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0061]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0062]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0063]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0064]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0065]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0066]
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述
实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0067]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0068]
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0069]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。