孤島式微網監(jiān)控系統(tǒng)

孤島式微網監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現目錄contents1課題介紹2系統(tǒng)整體設計3系統(tǒng)算法和策略4系統(tǒng)軟件設計5系統(tǒng)運行試驗分析6工作總結及展望1、課題介紹1.設計孤島式微網軟硬件系統(tǒng)2.實現系統(tǒng)穩(wěn)定和經濟運行課題目標研究背景常規(guī)電網存在運行風險微網技術發(fā)展海島和偏遠山區(qū)短缺的電力供應研究意義實現海島和偏遠山區(qū)穩(wěn)定電力供應研究新能源發(fā)電技術2、系統(tǒng)整體設計配電網調度層集中控制層本地調度層孤島式微網系統(tǒng)圖容量配置能量管理軟件設計系統(tǒng)測試配電網調度層集中控制層本地調度層孤島式微網系統(tǒng)圖容量配置3、系統(tǒng)算法和策略系統(tǒng)容量配置算法3、系統(tǒng)算法和策略系統(tǒng)容量配置算法容量配置算法圖3、系統(tǒng)算法和策略系統(tǒng)容量配置算法日平均用電量統(tǒng)計蓄電池容量配置(1)(2)(3)(4)3、系統(tǒng)算法和策略系統(tǒng)容量配置算法日平均發(fā)電量估算光伏陣列和風機容量匹配設計光伏發(fā)電設備容量配置(5)(7)(6)3、系統(tǒng)算法和策略系統(tǒng)容量配置算法風機發(fā)電設備容量配置逆變器容量配置系統(tǒng)硬件器件選型負荷類型額定功率(W)建議逆變器功率(W)設計系數白熾燈20301.5電視機601202.0洗衣機1503002.0冰箱1509006.0(8)配電網調度層集中控制層本地調度層孤島式微網系統(tǒng)圖能量管理3、系統(tǒng)算法和策略能量管理策略3、系統(tǒng)算法和策略能量管理策略(9)(10)(11)(12)(13)蓄電池SOC控制策略(14)3、系統(tǒng)算法和策略能量管理策略蓄電池SOC控制策略設備光伏繼電器風機繼電器一般負載繼電器重要負載繼電器超壓保護報警低壓關斷報警過度充電報警欠壓報警配電網調度層集中控制層本地調度層孤島式微網系統(tǒng)圖軟件設計4、系統(tǒng)軟件設計軟件功能4、系統(tǒng)軟件設計軟件功能系統(tǒng)軟件功能圖4、系統(tǒng)軟件設計微網控制器軟件設計數據采樣功能(霍爾元件)通信功能(Modbus)狀態(tài)顯示功能(LM6029)運行控制功能(LY2N-J)功率測量功能(ADE7755)實時時鐘功能微網控制器圖4、系統(tǒng)軟件設計監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計通信功能(Modbus)歷史數據展示和分析功能氣象信息顯示功能實時顯示功能(實時+累計)視頻監(jiān)控功能(JVS-C791)權限設置功能系統(tǒng)報警功能(顯示+存儲)數據庫管理功能監(jiān)控系統(tǒng)圖4、系統(tǒng)軟件設計監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計數據庫結構設計采樣次數表號時標1#數據訪問修飾符1#數據值n#數據訪問修飾符n#數據值1111111011220三段式部件訪問修飾符第一段部件類型第二段第幾個部件第三段部件訪問參數部件類型ID風機1光伏陣列2蓄電池3交流負載4直流負載5部件訪問參數ID電壓1充電電壓2電流3有功功率4無功功率5配電網調度層集中控制層本地調度層孤島式微網系統(tǒng)圖5、系統(tǒng)運行試驗分析系統(tǒng)硬件平臺系統(tǒng)測試5、系統(tǒng)運行試驗分析系統(tǒng)硬件平臺系統(tǒng)硬件平臺圖5、系統(tǒng)運行試驗分析連續(xù)運行試驗月份峰值日照(h)光伏發(fā)電量(Wh)風速(m/s)風機發(fā)電量(Wh)總發(fā)電量(Wh)1月2.26331.26.914001731.22月3.69540.76.512001740.73月4.79701.95.9866.71568.64月5.73839.76.0933.317735月6.03883.65.57001583.66月5.93868.95.0566.71435.67月5.29775.24.8466.71221.98月5.19760.54.3333.31093.89月4.76679.54.7433.31112.810月3.74548.15.57001248.111月2.68392.76.71266.71659.412月2.26331.27.01466.71797.9系統(tǒng)能量表5、系統(tǒng)運行試驗分析連續(xù)運行試驗風機發(fā)電曲線圖光伏發(fā)電曲線圖試驗條件：120W的白熾燈，蓄電池放電效率為90%，逆變器效率為87%，自給天數為3天，試驗時間為2013.12.26-2014.1.2(其中連續(xù)三天陣雪)，根據12月份日平均發(fā)電量，得到系統(tǒng)每天正常運行3.91小時。連續(xù)8天負載供電正常，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。5、系統(tǒng)運行試驗分析穩(wěn)定性運行試驗時間蓄電池端電壓(V)逆變器輸出電壓(V)波動影響18秒(接入)12.98223.8蓄電池端電壓波動3.47%逆變器輸出電壓波動0.54%19秒12.53222.642秒(斷開)12.11219.0蓄電池端電壓波動2.81%逆變器輸出電壓波動0.82%43秒12.45220.8穩(wěn)定性運行試驗分為阻性負載、感性負載和大負載的接入和切除試驗，分析負載接入和斷開瞬時以及負載運行期間，蓄電池端電壓值是否超過能量管理策略中蓄電池端電壓關鍵閾值區(qū)間(12.0-13.2V)以及逆變器輸出電壓是否超出輸出電壓精度范圍(213.4-226.6V)。5、系統(tǒng)運行試驗分析穩(wěn)定性運行試驗120W阻性負載穩(wěn)定性試驗蓄電池端電壓變化圖120W阻性負載穩(wěn)定性試驗逆變器輸出電壓變化圖5、系統(tǒng)運行試驗分析穩(wěn)定性運行試驗負載性質負載大小(W)蓄電池端電壓影響(接/切)逆變器輸出電壓影響(接/切)運行狀態(tài)原因阻性負載1203.47%，2.81%0.54%，082%穩(wěn)定運行------------3606.42%，2.10%0.80%，1.54%穩(wěn)定運行------------感性負載702.20%，2.72%0.27%，2.46%穩(wěn)定運行------------1801.35%，4.34%0.94%，2.22%穩(wěn)定運行------------2501.01%，4.34%2.43%，3.93%運行異常逆變器不能正常運行4004.97%，3.20%9.21%，12.35%運行異常逆變器不能正常運行大負載6904.30%，2.91%9.10%，15.68%運行異常逆變器和能量策略管理不能正常運行蓄電池作為儲能設備，對母線電壓有鉗位作用，較好的穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。系統(tǒng)運行過程中，感性負載接入和切除時，考慮感性負載功率大小。系統(tǒng)運行過程中，不能接入大于逆變器輸