介紹和利時(shí)plc在微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例。
摘 要 本文針對微網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，開發(fā)設(shè)計(jì)了一套基于plc控制器，并通過工業(yè)以太網(wǎng)和rs485串口通訊網(wǎng)絡(luò)組成的微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用多層分級設(shè)計(jì)的思路，對微網(wǎng)系統(tǒng)的分布式電源、逆變器、智能電表、斷路器、接觸器、負(fù)荷等進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集和控制，經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行驗(yàn)證，系統(tǒng)穩(wěn)定，效果良好。
關(guān)鍵詞 plc；rs485；微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)
1 引言
隨著國家智能電網(wǎng)相關(guān)政策的試行，可再生能源的開發(fā)利用及分布式供電已漸漸成為燎原之勢，即將進(jìn)入快速發(fā)展階段。為保障分布式發(fā)電這一新的發(fā)電方式可靠運(yùn)行、高效利用、 優(yōu)化配置，對微網(wǎng)系統(tǒng)的深入研究至關(guān)重要。微網(wǎng)是指由分布式電源、儲能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)。既可以與配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以與配電網(wǎng)斷開孤立運(yùn)行。
本文闡述的微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的研究工作目標(biāo)是通過開展微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)及其應(yīng)用方案的研究，摸索微網(wǎng)各種分布式發(fā)電的特性，尋找 優(yōu)化微網(wǎng)能量分布策略，為智能電網(wǎng)建設(shè)計(jì)劃提供有力的技術(shù)支持。本文的研究內(nèi)容主要包括微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的組成、微網(wǎng)能量優(yōu)化控制策略等。
2 系統(tǒng)構(gòu)架
微網(wǎng)是中國發(fā)展可再生能源的有效形式。一方面，充分利用可再生能源發(fā)電對于中國調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)環(huán)境、開發(fā)西部、解決農(nóng)村用電及邊遠(yuǎn)地區(qū)用電、進(jìn)行生態(tài)建設(shè)等具有十分重要的意義。另一方面，中國的可再生能源的發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />微網(wǎng)在提高中國電網(wǎng)供電可靠性、改善電能質(zhì)量方面具有重要作用。在大電網(wǎng)的脆弱性日益凸顯的情況下，將地理位置接近的重要負(fù)荷組成微電網(wǎng)，設(shè)計(jì)合適的電路結(jié)構(gòu)和控制，為這些負(fù)荷提供優(yōu)質(zhì)、可靠的電力。
微網(wǎng)引入后，配電網(wǎng)的輻射狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)將改變，線路的潮流可以雙向流通。而且微電源大部分是通過逆變器接入的，大量的電力電子設(shè)備的引入，將使短路電流受到限制，通常不超過額定電流的2倍。而且微網(wǎng)可以在和配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行也可以孤網(wǎng)運(yùn)行，因此如何在兩種工況下都能對微網(wǎng)內(nèi)部故障做出響應(yīng)以及在并網(wǎng)的情況下快速感知大電網(wǎng)故障，同時(shí)保證保護(hù)的選擇性、快速性、靈敏性和可靠性，是微網(wǎng)保護(hù)的關(guān)鍵和難點(diǎn)。
微網(wǎng)靈活的運(yùn)行方式和高質(zhì)量的供電服務(wù)需要有完善與穩(wěn)定的控制系統(tǒng)。微網(wǎng)的控制應(yīng)該基于本地的信息對電網(wǎng)中的事件做出自主反應(yīng)，例如，對于電壓跌落、故障、停電等，發(fā)電機(jī)應(yīng)當(dāng)利用本地信息自動跳轉(zhuǎn)到獨(dú)立運(yùn)行方式，而不是像傳統(tǒng)方式中有電網(wǎng)調(diào)度統(tǒng)一協(xié)調(diào)。
微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)主要是對微網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)分布式電源、負(fù)荷、微網(wǎng)系統(tǒng)的執(zhí)行元件、智能電表等設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和控制，針對微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的組成、設(shè)備特性、通信方式等，可以根據(jù)不同構(gòu)成形式靈活配置功能。本文基于現(xiàn)代先進(jìn)的控制思想，采用以和利時(shí)plc為主的集中與分散相結(jié)合的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它集成了當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、高性能控制器及智能化儀表的各自特點(diǎn)于一身，使其在微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行管理方面發(fā)揮了巨大的作用。
在本文所介紹的系統(tǒng)中，由可編程序控制器（plc）、智能電表、微網(wǎng)系統(tǒng)的執(zhí)行元件等組成檢測控制系統(tǒng)——現(xiàn)場控制站，以控制分區(qū)為對象，具有獨(dú)立的區(qū)域監(jiān)控能力，能接受中央控制的調(diào)控，但不依賴中央控制的存在，對微網(wǎng)系統(tǒng)各部分進(jìn)行分散控制；再由中央控制室，對整個(gè)系統(tǒng)實(shí)行集中管理�，F(xiàn)場控制站根據(jù)微網(wǎng)系統(tǒng)所在構(gòu)筑物的平面分布，設(shè)置在控制對象和信號源相對集中的區(qū)域。
監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用客戶/服務(wù)器模式，光纖網(wǎng)，客戶/服務(wù)器(client/server)模式的分布式實(shí)時(shí)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，100mbps傳輸速率，全雙工通信，網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)有光纜、通訊串口電纜，主網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)布線、子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)布線統(tǒng)一考慮、綜合利用，配置網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用軟件。
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