孤島式微網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)目錄contents1課題介紹2系統(tǒng)整體設(shè)計3系統(tǒng)算法和策略4系統(tǒng)軟件設(shè)計5系統(tǒng)運(yùn)行試驗分析6工作總結(jié)及展望1、課題介紹1.設(shè)計孤島式微網(wǎng)軟硬件系統(tǒng)2.實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行課題目標(biāo)研究背景常規(guī)電網(wǎng)存在運(yùn)行風(fēng)險微網(wǎng)技術(shù)發(fā)展海島和偏遠(yuǎn)山區(qū)短缺的電力供應(yīng)研究意義實現(xiàn)海島和偏遠(yuǎn)山區(qū)穩(wěn)定電力供應(yīng)研究新能源發(fā)電技術(shù)2、系統(tǒng)整體設(shè)計配電網(wǎng)調(diào)度層集中控制層本地調(diào)度層孤島式微網(wǎng)系統(tǒng)圖容量配置能量管理軟件設(shè)計系統(tǒng)測試配電網(wǎng)調(diào)度層集中控制層本地調(diào)度層孤島式微網(wǎng)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(fēng)機(jī)容量匹配設(shè)計光伏發(fā)電設(shè)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(fēng)機(jī)發(fā)電設(shè)備容量配置逆變器容量配置系統(tǒng)硬件器件選型負(fù)荷類型額定功率(W)建議逆變器功率(W)設(shè)計系數(shù)白熾燈20301.5電視機(jī)601202.0洗衣機(jī)1503002.0冰箱1509006.0(8)配電網(wǎng)調(diào)度層集中控制層本地調(diào)度層孤島式微網(wǎng)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(shè)備光伏繼電器風(fēng)機(jī)繼電器一般負(fù)載繼電器重要負(fù)載繼電器超壓保護(hù)報警低壓關(guān)斷報警過度充電報警欠壓報警配電網(wǎng)調(diào)度層集中控制層本地調(diào)度層孤島式微網(wǎng)系統(tǒng)圖軟件設(shè)計4、系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件功能4、系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件功能系統(tǒng)軟件功能圖4、系統(tǒng)軟件設(shè)計微網(wǎng)控制器軟件設(shè)計數(shù)據(jù)采樣功能(霍爾元件)通信功能(Modbus)狀態(tài)顯示功能(LM6029)運(yùn)行控制功能(LY2N-J)功率測量功能(ADE7755)實時時鐘功能微網(wǎng)控制器圖4、系統(tǒng)軟件設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計通信功能(Modbus)歷史數(shù)據(jù)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(quán)限設(shè)置功能系統(tǒng)報警功能(顯示+存儲)數(shù)據(jù)庫管理功能監(jiān)控系統(tǒng)圖4、系統(tǒng)軟件設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計采樣次數(shù)表號時標(biāo)1#數(shù)據(jù)訪問修飾符1#數(shù)據(jù)值n#數(shù)據(jù)訪問修飾符n#數(shù)據(jù)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(shù)部件類型ID風(fēng)機(jī)1光伏陣列2蓄電池3交流負(fù)載4直流負(fù)載5部件訪問參數(shù)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(wǎng)調(diào)度層集中控制層本地調(diào)度層孤島式微網(wǎng)系統(tǒng)圖5、系統(tǒng)運(yùn)行試驗分析系統(tǒng)硬件平臺系統(tǒng)測試5、系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)行試驗分析連續(xù)運(yùn)行試驗月份峰值日照(h)光伏發(fā)電量(Wh)風(fēng)速(m/s)風(fēng)機(jī)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(yùn)行試驗分析連續(xù)運(yùn)行試驗風(fēng)機(jī)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(shù)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(jù)12月份日平均發(fā)電量，得到系統(tǒng)每天正常運(yùn)行3.91小時。連續(xù)8天負(fù)載供電正常，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。5、系統(tǒng)運(yùn)行試驗分析穩(wěn)定性運(yùn)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(yùn)行試驗分為阻性負(fù)載、感性負(fù)載和大負(fù)載的接入和切除試驗，分析負(fù)載接入和斷開瞬時以及負(fù)載運(yùn)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(guān)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(yùn)行試驗分析穩(wěn)定性運(yùn)行試驗120W阻性負(fù)載穩(wěn)定性試驗蓄電池端電壓變化圖120W阻性負(fù)載穩(wěn)定性試驗?zāi)孀兤鬏敵鲭妷鹤兓瘓D5、系統(tǒng)運(yùn)行試驗分析穩(wěn)定性運(yùn)行試驗負(fù)載性質(zhì)負(fù)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(yùn)行狀態(tài)原因阻性負(fù)載1203.47%，2.81%0.54%，082%穩(wěn)定運(yùn)行------------3606.42%，2.10%0.80%，1.54%穩(wěn)定運(yùn)行------------感性負(fù)載702.20%，2.72%0.27%，2.46%穩(wěn)定運(yùn)行------------1801.35%，4.34%0.94%，2.22%穩(wěn)定運(yùn)行------------2501.01%，4.34%2.43%，3.93%運(yùn)行異常逆變器不能正常運(yùn)行4004.97%，3.20%9.21%，12.35%運(yùn)行異常逆變器不能正常運(yùn)行大負(fù)載6904.30%，2.91%9.10%，15.68%運(yùn)行異常逆變器和能量策略管理不能正常運(yùn)行蓄電池作為儲能設(shè)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(yùn)行過程中，感性負(fù)載接入和切除時，考慮感性負(fù)載功率大小。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，不能接入大于逆變器輸