黃琴

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：在研究微網(wǎng)基本特性的基礎(chǔ)上肄鸽，構(gòu)建了基于CAN總線的電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用下垂特性控制策略來對微網(wǎng)系統(tǒng)的電流油啤、電壓啄灭、頻率等參數(shù)進(jìn)行有效地控制，并利用CAN總線形式搭建了基于數(shù)字傳感器的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)党纱。實驗結(jié)果表明：該系統(tǒng)有助于提高微電網(wǎng)系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性囊喜，提高系統(tǒng)的效率。同時CAN總線技術(shù)的應(yīng)用還可以有效地提高數(shù)據(jù)采集精度豹恶、抗干擾能力以及遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膶崟r性和可靠性汪具。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)；能量管理旅峰；下垂特性滞逼；CAN協(xié)議

0引言

目前，電力系統(tǒng)的基本特點為集中發(fā)電蚯巍、遠(yuǎn)距離高壓輸電试旬、分布式用電，而且隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大浅涛，其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也日益增加注寥，這種復(fù)雜性會引起諸如運行和調(diào)度困難、跟蹤負(fù)荷變化的靈活性差恤锣、可靠性和多樣化用電能力不足等弊端廷蓉，而這些弊端易導(dǎo)致局部事故擴(kuò)散化，形成嚴(yán)重的大面積停電马昙，因此桃犬，為了提高電力系統(tǒng)的可靠性和安全性，分布式供電成為了近幾年來研究的*點行楞。而另一方面攒暇，隨著不*再*性能源的日益緊張及對環(huán)境的影響土匀，可持續(xù)發(fā)展綠色能源的開發(fā)利用也成了當(dāng)務(wù)之急，而這些能源都存在著發(fā)電狀態(tài)隨環(huán)境變化不夠穩(wěn)定等弊端形用，因此要接入公網(wǎng)也會面臨諸多問題就轧，而分布式供電為這些能源的利用提供了良好的途徑。

分布式供電是相對于傳統(tǒng)集中式供電方式而言的田度，發(fā)電系統(tǒng)較小且以分散的方式布置在用戶附近的供電方式妒御。微網(wǎng)就是其中主要的一種形式。微電網(wǎng)是各種微電源和分散負(fù)荷的組合镇饺，其中至少包含一個分布式電源及若干負(fù)荷乎莉，可作為一個整體系統(tǒng)來運行和控制[1]。微網(wǎng)的運行有兩種模式戏喊，并網(wǎng)模式和離網(wǎng)模式炒圈。并網(wǎng)模式是微電網(wǎng)與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行的模式，可作為大電網(wǎng)的一個支路躺沽，而非主網(wǎng)户克。而離網(wǎng)模式是切斷與大電網(wǎng)的聯(lián)系，單獨運行的方式泡愉。

微電網(wǎng)技術(shù)是電力電子、分布式發(fā)電升院、可再生能源發(fā)電和儲能技術(shù)的綜合運用锄灾，為大規(guī)模應(yīng)用分布式電源提供了一種有效實用的方法。但是微電網(wǎng)的使用也會產(chǎn)生新的問題匠借，如電網(wǎng)的匹配覆霹、孤島、能量管理問題等胆快。本文針對微電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的不同煞陵，研究了其能量管理問題。

1能量管理系統(tǒng)功能設(shè)計

根據(jù)應(yīng)用的不同烁焙，微電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)也不盡相同航邢。但是，一般來說骄蝇，基本都包含微電源膳殷、儲能、管理系統(tǒng)以及負(fù)荷四大部分九火。微電源一方面通過公共連接點(Pcc)與大電網(wǎng)相連接赚窃，另一方面采用逆變器和負(fù)荷相連。當(dāng)大電網(wǎng)工作狀態(tài)穩(wěn)定時岔激，微電網(wǎng)負(fù)載可由大電網(wǎng)供電勒极，微電網(wǎng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行是掰，而當(dāng)大電網(wǎng)供電中斷或運行狀態(tài)出現(xiàn)問題時，則隔離開關(guān)打開辱匿，切斷微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的連接键痛，微電網(wǎng)轉(zhuǎn)入孤島運行狀態(tài)。在微電網(wǎng)和大電網(wǎng)的接口處均配有斷路器掀鹅，并輔之以具有功率和電壓控制功能的控制器散休，以實現(xiàn)能量的初步管理。每一個微電源具有包括有功出蛾、無功促讶、電壓、頻率掏躬、孤島等能量調(diào)節(jié)管理的控制方式侮捷。

微電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，能量管理系統(tǒng)作為整個系統(tǒng)的管理中*续疲，具有對各種參數(shù)(系統(tǒng)電壓偶画、電流、有功嘁梦、無功祟期、頻率、功率因數(shù)等)的管理功能滩蔼，對微電源希弟、儲能裝置、負(fù)荷的控制功能等粥搓。

1．1數(shù)據(jù)管理功能

管理系統(tǒng)內(nèi)設(shè)數(shù)據(jù)庫洞枷，庫內(nèi)存放著各設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)運行數(shù)據(jù)、歷史運行數(shù)據(jù)鳖昌、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等备畦，主要功能是記錄實時運行數(shù)據(jù)，并且利用相應(yīng)的功能軟件對實時運行數(shù)據(jù)的狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計和分析许昨。

1．2微電網(wǎng)運行模式管理

微電網(wǎng)的運行模式分為并網(wǎng)和離網(wǎng)運行兩種情況懂盐，管理系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)要求對這兩種運行模式進(jìn)行有效的切換。當(dāng)微電網(wǎng)需要并網(wǎng)運行時糕档，管理系統(tǒng)對大電網(wǎng)的運行參數(shù)進(jìn)行分析允粤，如果大電網(wǎng)運行狀態(tài)良好，管理系統(tǒng)就將微電網(wǎng)平滑地從離網(wǎng)運行狀態(tài)切換至并網(wǎng)運行狀態(tài)翼岁，而且管理系統(tǒng)開始實時地對微網(wǎng)和大電網(wǎng)的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)檢和數(shù)據(jù)分析类垫；當(dāng)管理系統(tǒng)監(jiān)測到大電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)嚴(yán)重偏離標(biāo)準(zhǔn)值時，管理系統(tǒng)視故障的嚴(yán)重程度決策運行方式，或者對大電網(wǎng)的運行參數(shù)進(jìn)行一定程度的調(diào)節(jié)后悉患，依舊保持并網(wǎng)運行残家，或者切斷與主網(wǎng)的聯(lián)系，進(jìn)入孤島運行售躁；當(dāng)微電網(wǎng)需要進(jìn)行孤島運行時闸骨，也由管理系統(tǒng)進(jìn)行工作狀態(tài)的切換。以上各種切換都應(yīng)是平滑地?zé)o縫切換缰鹏。

1．3對微電源的控制功能

利用管理系統(tǒng)對微電源的工作方式進(jìn)行控制的依據(jù)是用電需求的變化奔祟，當(dāng)微電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷需求較小時，能量管理系統(tǒng)調(diào)低微電源的輸出功率榄路，以達(dá)到節(jié)能的目的翎丢，而當(dāng)負(fù)荷較大時，管理系統(tǒng)調(diào)高微電源的輸出功率心篡，以滿足系統(tǒng)的要求量懂。而當(dāng)管理系統(tǒng)中的檢測數(shù)據(jù)顯示蓄電池充滿時，管理系統(tǒng)關(guān)閉微電源蔼说，利用蓄電池放電給系統(tǒng)供電仿竣。

1．4儲能裝置的管理

蓄電池的工作狀態(tài)是微電網(wǎng)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。管理系統(tǒng)內(nèi)嵌SOC算法模型唐绍，實現(xiàn)對蓄電池的充放電氢觉、電壓值、功率值的管理仗扬，并根據(jù)系統(tǒng)的需要装获，設(shè)置相應(yīng)的控制方式，從而完成蓄電池的有功功率厉颤、無功功率的調(diào)節(jié)。

1．5負(fù)荷管理

微電網(wǎng)的負(fù)荷是微電網(wǎng)的用電中*凡简，決定著微電源出力的多少逼友，管理系統(tǒng)的責(zé)任是保持微電源與負(fù)荷之間的平衡，以確保微電網(wǎng)在負(fù)荷發(fā)生變化時秤涩，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地運行帜乞。

2能量管理系統(tǒng)功率控制策略的確定

微電網(wǎng)中的微電源大致可以分為三類：一類是可再生性能源，主要有光伏發(fā)電筐眷、風(fēng)力電力黎烈、生物質(zhì)能發(fā)電等；一類是傳統(tǒng)發(fā)電模式匀谣，如柴油發(fā)電機照棋、小水電等；另一類是新興的發(fā)電模式武翎，如燃料電池烈炭、微型燃?xì)廨啓C等走柠。這三類發(fā)電方式，都需要通過逆變器變換為工頻變流電卫道，因此括者，基于電力電子技術(shù)的逆變器的工作狀態(tài)成為能量管理的關(guān)鍵。

逆變器作為微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的接口秒勿，主要的功能就是控制輸出的有功功率和無功功率脂挥。控制方法主要有PQ控制法吹兴、下垂(Droop)控制等骑枯，控制策略分為主從型和對等型兩種方式。本設(shè)計采用的是對等型的Droop控制法瘸利。

在微電網(wǎng)中亩咪，各個分布式電源(DG)沒有主次、從屬關(guān)系怯路，所有的微電源采取相同或不同的控制方法來參與有功或無功功率的調(diào)節(jié)纲缠，并以實際電網(wǎng)中各種實時監(jiān)測的電氣量為依據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)電壓和頻率的協(xié)調(diào)蛉加。對等型控制框圖如圖2所示蚜枢。

從圖2可知，對等控制中各個微電源相互獨立针饥，在電壓和頻率等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中厂抽，只需進(jìn)行自身輸出端電氣量的監(jiān)測，不用對其他微電源的運行狀態(tài)進(jìn)行衡量丁眼，從而保證了系統(tǒng)的可靠性筷凤。

在本設(shè)計中，每一個微電源的逆變器采用Droop控制方法苞七，基本策略是模仿傳統(tǒng)發(fā)動機的下垂特性藐守，通過解耦有功功率．無功功率與電壓．頻率之間的關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)電壓和頻率調(diào)節(jié)。該方法的優(yōu)點是在并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種模式切換時無需改變控制方式蹂风，就可持微網(wǎng)電壓和頻率的穩(wěn)定卢厂，從而保證系統(tǒng)的有功負(fù)載進(jìn)行合理的分配。

3 CAN總線結(jié)構(gòu)分析

在微電網(wǎng)中惠啄，電源的種類多慎恒，其中可持續(xù)性綠色電源占據(jù)一定的比重，但是這一類電源受環(huán)境影響大歇盒，工作狀態(tài)不夠穩(wěn)定庸灶，因此需要對微電網(wǎng)中的微電源進(jìn)行有效地監(jiān)控，而且由于數(shù)據(jù)量大且實時性高，所以監(jiān)控系統(tǒng)的通信功能滿足系統(tǒng)的基本要求氨筑。

根據(jù)微電網(wǎng)的基本要求够煮，本設(shè)計采用基于CAN總線的通信結(jié)構(gòu)，利用CAN總線來連接逆變器瑰齐，而在通信結(jié)構(gòu)中弟茸，利用可編程邏輯器件CPLD完成DSP處理器TMS320F240與CAN控制器SJA1000之間的接口設(shè)計[2]。

通訊結(jié)構(gòu)圖如圖3所示仔醒，微電網(wǎng)的控制策略由DSP擔(dān)任電氣量的計算版叁，計算結(jié)果通過CAN總線傳送至控制中*，控制中*根據(jù)相應(yīng)的計算結(jié)果將控制命令通過CAN總線傳送至下位機序评，從而實現(xiàn)對微電源的有效監(jiān)控敲侧。

4系統(tǒng)概述

4.1概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求辽廊，總結(jié)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的*進(jìn)經(jīng)驗僻匿，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)酿傍、風(fēng)力發(fā)電烙懦、儲能系統(tǒng)以及充電樁的接入，全*候進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析赤炒，直接監(jiān)視光伏氯析、風(fēng)能、儲能系統(tǒng)莺褒、充電樁運行狀態(tài)及健康狀況掩缓，是一個集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)遵岩。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運行為目標(biāo)你辣，提升可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性尘执、補償負(fù)荷波動舍哄；有效實現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差正卧、平滑負(fù)荷，提高電力設(shè)備運行效率缨拇、降低供電成本茅早。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠类紧、經(jīng)濟(jì)運行提供了全新的解決方案肘论。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層悉砌。站級通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議有愚，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線符晃、屏蔽雙絞線等叔抡。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP绒双、CDT躬源、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103还织、IEC60870-5-104拆座、MQTT等通信規(guī)約。

4.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本方案遵循的**標(biāo)準(zhǔn)有：

本技術(shù)規(guī)范書提供的設(shè)備應(yīng)滿足以下規(guī)定冠息、法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范*1部分：通用要求

GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)工業(yè)控制計算機基本平臺*2部分：性能評定方法

GB/T26802.5-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范*5部分：場地安全要求

GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范*6部分：驗收大綱

GB/T2887-2011計算機場地通用規(guī)范

GB/T20270-2006信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)安全技術(shù)要求

GB50174-2018電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范

DL/T634.5101遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)*5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)

DL/T634.5104遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)*5-104部分:傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡(luò)訪問101

GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定

GB/T36274-2018微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

GB/T36270-2018微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

DL/T1864-2018型微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運行規(guī)范

T/CEC150-2018低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術(shù)規(guī)范

T/CEC151-2018并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)運行與控制技術(shù)規(guī)范

T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應(yīng)技術(shù)要求

T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負(fù)荷管理技術(shù)導(dǎo)則

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運行規(guī)范

T/CEC5005-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計規(guī)范

NB/T10148-2019微電網(wǎng)*1部分：微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則

NB/T10149-2019微電網(wǎng)*2部分：微電網(wǎng)運行導(dǎo)則

4.3適用場合

系統(tǒng)可應(yīng)用于城市挪凑、高速公路、工業(yè)園區(qū)逛艰、工商業(yè)區(qū)躏碳、居民區(qū)、智能建筑瓮孙、海島唐断、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

4.4型號說明

5系統(tǒng)配置

5.1系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計杭抠，即站控層脸甘、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

6系統(tǒng)功能

6.1實時監(jiān)測

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好偏灿，應(yīng)能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài)丹诀，實時監(jiān)測各回路電壓、電流翁垂、功率铆遭、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器减磷、隔離開關(guān)等合哮霹、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號氏赴。其中墅轩，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：三相電流、三相電壓服酥、總有功功率付昧、總無功功率御欢、總功率因數(shù)、頻率和正向有功電能累計值严齿；狀態(tài)參數(shù)主要有：開關(guān)狀態(tài)升碱、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對分布式電源骄闺、儲能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理是酣，使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息蹦漠、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設(shè)置等椭员。

系統(tǒng)應(yīng)可以對儲能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時告警笛园，并支持定期的電池維護(hù)隘击。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏研铆、風(fēng)電埋同、儲能、充電樁及總體負(fù)荷組成情況棵红，包括收益信息凶赁、天氣信息、節(jié)能減排信息逆甜、功率信息虱肄、電量信息、電壓電流情況等交煞。根據(jù)不同的需求咏窿，也可將充電，儲能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示熬鸟。

圖2系統(tǒng)主界面

子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖虫喝、光伏信息、風(fēng)電信息秸铣、儲能信息俊揣、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等朱泞。

6.1.1光伏界面

圖3光伏系統(tǒng)界面

本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息乐太，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警膀琐、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析莉孽、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計杀佑、發(fā)電收益統(tǒng)計江刚、碳減排統(tǒng)計、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測卤连、發(fā)電功率模擬及效率分析驴荡；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示燥筷。

6.1.2儲能界面

圖4儲能系統(tǒng)界面

本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲能裝機容量箩祥、儲能當(dāng)前充放電量、收益肆氓、SOC變化曲線以及電量變化曲線袍祖。

圖5儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括開關(guān)機谢揪、運行模式蕉陋、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值拨扶。

圖6儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面

本界面用來展示對BMS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置凳鬓，主要包括電芯電壓、溫度保護(hù)限值患民、電池組電壓缩举、電流、溫度限值等匹颤。

圖7儲能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)仅孩，主要包括相電壓、電流、功率杈抢、頻率祥怖、功率因數(shù)等。

圖8儲能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)也控，主要包括相電壓、電流辱涨、功率用省、頻率、功率因數(shù)开撤、溫度值等败民。同時針對交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖9儲能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)瞒唇，主要包括電壓坡驹、電流、功率服畜、電量等四爹。同時針對直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警顾翼。

圖10儲能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來展示對PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)奈泪、運行狀態(tài)适贸、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等。

圖11儲能電池狀態(tài)界面

本界面用來展示對BMS狀態(tài)信息涝桅，主要包括儲能電池的運行狀態(tài)拜姿、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等冯遂，同時展示當(dāng)前儲能電池的SOC信息蕊肥。

圖12儲能電池簇運行數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對電池簇信息，主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度蛤肌，并展示當(dāng)前電芯的較大壁却、較小電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置裸准。

6.1.3風(fēng)電界面

圖13風(fēng)電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對風(fēng)電系統(tǒng)信息儒洛，主要包括逆變控制一體機直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警狼速、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析琅锻、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計儿戏、碳減排統(tǒng)計肴泥、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析勤驾；同時對系統(tǒng)的總功率耻宋、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

6.1.4充電樁界面

圖14充電樁界面

本界面用來展示對充電樁系統(tǒng)信息身州，主要包括充電樁用電總功率雁巾、交直流充電樁的功率、電量值港、電量費用岔霞，變化曲線、各個充電樁的運行數(shù)據(jù)等绕鸯。

6.1.5視頻監(jiān)控界面

圖15微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面

本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫面阵厨，且通過不同的配置，實現(xiàn)預(yù)覽鹃壤、回放惫谤、管理與控制等。

6.2發(fā)電預(yù)測

系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)珠洗、實測數(shù)據(jù)溜歪、未來天氣預(yù)測數(shù)據(jù)若专，對分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測蝴猪，并展示合格率及誤差分析富岳。根據(jù)功率預(yù)測可進(jìn)行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃，便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控拯腮。

圖16光伏預(yù)測界面

6.3策略配置

系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量蚁飒、負(fù)荷需求及分時電價信息动壤，進(jìn)行系統(tǒng)運行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷淮逻、周期計劃琼懊、需量控制、有序充電爬早、動態(tài)擴(kuò)容等掩纺。

圖17策略配置界面

6.4運行報表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備指*時間的運行參數(shù)碟姓，報表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流炼注、三相電壓、總功率因數(shù)易传、總有功功率方数、總無功功率、正向有功電能等臭赃。

圖18運行報表

6.5實時報警

應(yīng)具有實時報警功能询烤，系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關(guān)閉等遙信變位尽舱，及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動作或事故跳閘時應(yīng)能發(fā)出告警旷酗，應(yīng)能實時顯示告警事件或跳閘事件，包括保護(hù)事件名稱元炭、保護(hù)動作時刻星嗜；并應(yīng)能以彈窗、聲音软吐、短信和電話等形式通知相關(guān)人員馍资。

圖19實時告警

6.6歷史事件查詢

應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動作关噪、事故跳閘鸟蟹，以及電壓、電流使兔、功率建钥、功率因數(shù)藤韵、電芯溫度（鋰離子電池）、壓力（液流電池）熊经、光照泽艘、風(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理镐依，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯匹涮，查詢統(tǒng)計、事故分析槐壳。

圖20歷史事件查詢

6.7電能質(zhì)量監(jiān)測

應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測然低，使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素课妙。

1）在供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)能實時顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)拘挖、各監(jiān)測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度百*百和正序/負(fù)序/零序電壓值翎钳、三相電流不平衡度百*百和正序/負(fù)序/零序電流值挑画；

2）諧波分析功能：系統(tǒng)應(yīng)能實時顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率鸣丝、奇次諧波電壓總畸變率猎肄、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率瘪巡、偶次諧波電流總畸變率叶素；應(yīng)能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率波媒、0.5～63.5次間諧波電壓含有率屹请、0.5～63.5次間諧波電流含有率；

3）電壓波動與閃變：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動值腮鹦、A/B/C三相電壓短閃變值癣臭、A/B/C三相電壓長閃變值；應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動曲線拍嵌、短閃變曲線和長閃變曲線遭赂；應(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差；

4）功率與電能計量：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率横辆、無功功率和視在功率撇他；應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無功功率狈蚤、總視在功率和總功率因素困肩；應(yīng)能提供有功負(fù)荷曲線，包括日有功負(fù)荷曲線（折線型）和年有功負(fù)荷曲線（折線型）；

5）電壓暫態(tài)監(jiān)測：在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升锌畸、電壓暫降勇劣、短時中斷發(fā)生時，系統(tǒng)應(yīng)能產(chǎn)生告警潭枣，事件能以彈窗比默、閃爍、聲音盆犁、短信帅唬、電話等形式通知相關(guān)人員；系統(tǒng)應(yīng)能查看相應(yīng)暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形蘸腾。

6）電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計：系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù)噪怜，包括均值、較大值奖踏、較小值、95%概率值誊批、方均根值橱泻。

7）事件記錄查看功能：事件記錄應(yīng)包含事件名稱、狀態(tài)（動作或返回）卦唇、波形號抢坯、越限值、故障持續(xù)時間欢公、事件發(fā)生的時間豫鲁。

圖21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

6.8遙控功能

應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作共胎，并遵循遙控預(yù)置凛未、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序轧葛，可以及時執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令搂抒。

圖22遙控功能

6.9曲線查詢

應(yīng)可在曲線查詢界面，可以直接查看各電參量曲線尿扯，包括三相電流求晶、三相電壓、有功功率衷笋、無功功率芳杏、功率因數(shù)、SOC辟宗、SOH爵赵、充放電量變化等曲線。

圖23曲線查詢

6.10統(tǒng)計報表

具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況亚再，即該節(jié)點進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表郭膛。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進(jìn)行統(tǒng)計分析；對系統(tǒng)運行的節(jié)能氛悬、收益等分析盏酵；具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析，包括年停電時間勃撼、年停電次數(shù)等分析蚊霞；具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點進(jìn)行電能質(zhì)量分析。

圖24統(tǒng)計報表

6.11網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)鳞集，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)姆盲；可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位祷濒。

圖25微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣缑?/span>

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浜羞洌ㄏ到y(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式勘春、斷路器瘟麻、表計等信息。

6.12通信管理

可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理刹埋、控制钮咱、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開通信管理程序这敬，然后選擇通信控制啟動所有端口或某個端口航夺，快速查看某設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應(yīng)支持ModbusRTU崔涂、ModbusTCP阳掐、CDT、IEC60870-5-101冷蚂、IEC60870-5-103锚烦、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約帝雇。

圖26通信管理

6.13用戶權(quán)限管理

應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能涮俄。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控操作，運行參數(shù)修改等）尸闸〕骨祝可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限吮廉，為系統(tǒng)運行苞尝、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

圖27用戶權(quán)限

6.14故障錄波

應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時佛雀，自動準(zhǔn)確地記錄故障前闺酬、后過程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析逃净、比較瑟捡，對分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動作萨羽、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用占航。其中故障錄波共可記錄16條，每條錄波可觸發(fā)6段錄波钙径，每次錄波可記錄故障前8個周波篙介、故障后4個周波波形，總錄波時間共計46s踊嘲。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量村肯、10個開關(guān)量波形。

圖28故障錄波

6.15事故追憶

可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數(shù)據(jù)疏菩，包括開關(guān)位置喊解、保護(hù)動作狀態(tài)、遙測量等强重，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)绞呈。

用戶可自定義事故追憶的啟動事件贸人，當(dāng)每個事件發(fā)生時间景，存儲事故掃描周期及事故后10個掃描周期的有關(guān)點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶指*和隨意修改艺智。

圖29事故追憶

7硬件及其配套產(chǎn)品

5總結(jié)

微電網(wǎng)是近幾年發(fā)展起來的一種電網(wǎng)組成形式蕴侧，具有規(guī)模小、靈活性強两入、安全可靠性高等特點净宵，同時微電網(wǎng)的出現(xiàn)又為綠色能源的利用創(chuàng)造了有利的條件，因此裹纳，成為人們關(guān)注的熱點择葡。

本設(shè)計從微電網(wǎng)運行模式出發(fā)，研究了微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的功能剃氧、控制策略敏储、通信方式等問題，確定了以CAN總線結(jié)構(gòu)為主的對等性控制方式她我，而在控制策略上采用Droop控制法對每一個DG進(jìn)行有效地控制虹曙，確保了整個微電網(wǎng)系統(tǒng)在兩種模式下均能夠安全迫横、穩(wěn)定地運行番舆。

參考文獻(xiàn)

[1]梅曉莉.基于CAN總線的微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)設(shè)計.

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[3]王寧，黃梅飘缨，馬天翼吗修，等．基于CAN總線的微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J]l電測與儀表，201I(5)：37—39．

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用設(shè)計,2022,05版.

作者簡介

黃琴很洽，女鼠泊，現(xiàn)任職與安科瑞電氣股份有限公司