本研究設(shè)計了一款風(fēng)光儲一體的新型電力系統(tǒng)，采用可編程控制器西門子S7-1200為核心控制器，結(jié)合力控組態(tài)軟件為平臺，搭建遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對新型電力系統(tǒng)站端控制與遠(yuǎn)程監(jiān)視，進(jìn)一步提升了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。風(fēng)光儲一體新型電力系統(tǒng)設(shè)計的風(fēng)光儲一體新型電力系統(tǒng)基于傳感技術(shù)、能源發(fā)電與管控技術(shù)，集風(fēng)力光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)及智能輸電于一體，包括硬件、軟件兩大平臺，其中硬件包括可再生能源發(fā)電中心、儲能運(yùn)行管理中心及負(fù)載及控制中心(硬件框架如圖1所示),軟件平臺主要為新型電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。匯流箱變流器電池管理系統(tǒng)集中控制模塊圖1新型電力系統(tǒng)構(gòu)成框架Fig.1Frameworkofnewpowersystem可再生能源發(fā)電中心可再生能源發(fā)電中心由光伏組件、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、匯流箱及風(fēng)光互補(bǔ)控制器構(gòu)成，選用的光伏組件為單晶硅類型，采用防水樹脂封裝，單塊功率達(dá)90Wp,安裝于41*41*2.0型C型鋼搭建而成的光伏支架上。風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定功率100W,啟動風(fēng)速2m/s,當(dāng)風(fēng)力達(dá)到切入風(fēng)速時，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)牽引發(fā)電裝置發(fā)電。匯流箱是實現(xiàn)光伏組件有序連接及匯流功能的接線裝置，光伏組件通過匯流箱串接形成光伏陣列，再連接至風(fēng)光互補(bǔ)控制器光伏輸入端，風(fēng)機(jī)輸入端接風(fēng)力發(fā)電機(jī)。儲能運(yùn)行管理中心儲能運(yùn)行管理中心由智能監(jiān)控模塊、并網(wǎng)配電、變流器及儲能模塊構(gòu)成。智能監(jiān)控模塊可采集變流器、儲能等信息，并網(wǎng)配電可實現(xiàn)供電或電站接入公共電網(wǎng)，配電箱內(nèi)配有雙向電能表，用于計量上網(wǎng)電量及從市電所獲電量。變流器是新型電力系統(tǒng)的重要部件，是連接風(fēng)光能、儲能、公共電網(wǎng)及負(fù)載之間的能源轉(zhuǎn)換連接，可實現(xiàn)光伏能給與儲能、公共電網(wǎng)或負(fù)載、儲能給與公共電網(wǎng)或負(fù)載、公共電能給予儲能或負(fù)載。選用的變流器型號為MUSTPH1800-PRO,額定功率為3kW,額定電池電壓、光伏陣列MPPT電壓、交流電壓分別為24V、150～430V及230V(AC),轉(zhuǎn)換效率達(dá)90%以上。儲能模塊包含儲能電池與電池管理系統(tǒng)兩部分，前者采用磷酸鐵鋰作為正極材料，由8節(jié)標(biāo)稱電壓/容量3.2V/32Ah的單體電池串聯(lián)而成，后者負(fù)責(zé)監(jiān)控電池儲能單元內(nèi)各電池的運(yùn)行狀態(tài)，包括單體/電池組電壓、電流、溫度、控制，最終完成用能模塊的設(shè)置，通過485通信進(jìn)行PLC與儲能管理樁5種負(fù)載構(gòu)成。輸入設(shè)計輸出設(shè)計其中指令性輸出主要由4個接觸器與10個繼電器實現(xiàn)，模擬量輸出信號可用來控制用能模塊模擬量執(zhí)行器順時針/逆時針運(yùn)行角度、變頻器工作頻率。以多能互補(bǔ)供電模式開啟負(fù)載交流報警燈為例，I/0分配表與繼電器及接觸器定義如表1所示。輸入輸出關(guān)閉PLC輸出采用西門子S7-1200(CPU1215CDC/DC/RLY)可編程控制器，集太網(wǎng))接口、板載I/0狀態(tài)指示等?；赥IAPortalV15.1軟件進(jìn)行例如，按下SB1按鍵開啟多能互補(bǔ)供電模式，松能互補(bǔ)供電。按下SB2按鍵，按照圖2開啟交流報警燈，即交流紅燈從2s開始運(yùn)行16s結(jié)束，交流黃燈從4s開始運(yùn)行12s結(jié)束，交流綠燈從6s開始運(yùn)行8s結(jié)束，交流蜂鳴器從8s開始運(yùn)行4s結(jié)束。其中儲能供電選擇通過PLC與儲能運(yùn)行管理中心智能監(jiān)控中心485通信，智能監(jiān)控中心通信地址可自定義設(shè)置，多能互補(bǔ)供電選擇寫入地址為44101,數(shù)據(jù)格式為8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無校驗，在SB1按下變流器軟起成功后再按下SB2,打開報警燈供電開關(guān)并啟動開啟延時定時器TON,當(dāng)定時器計時值達(dá)到2s時開啟交流紅4321圖2交流報警燈運(yùn)行Fig.2ACalarmli■遠(yuǎn)端功能設(shè)計遠(yuǎn)端監(jiān)控系統(tǒng)主要基于ForceControl7.1組態(tài)軟件進(jìn)行設(shè)計，通過界面繪制、數(shù)據(jù)庫配置、動態(tài)連接及運(yùn)行調(diào)試實現(xiàn)負(fù)載與控制中心及儲能運(yùn)行管理中心的數(shù)據(jù)監(jiān)控。主要包括負(fù)載與控制中心單相液晶多功能電力儀表采集交流報警燈工作電壓、電流、功耗，儲能運(yùn)行管理中心4塊單相液晶多功能電力儀表采集風(fēng)光儲網(wǎng)電壓、電流數(shù)據(jù)，電池組與單體電池電壓、電流、溫度、SOC及SOH數(shù)據(jù)，涵蓋模擬I/0變量56個。設(shè)置變量前應(yīng)注意添加I/0設(shè)備，設(shè)備名稱為PLC,通信方式選擇TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備IP地址添加為PLC地址。添加完成后進(jìn)行數(shù)據(jù)庫組態(tài)設(shè)置，選擇添加模擬點(diǎn)。例如，添加交流報警燈工作電壓，點(diǎn)名填寫bldy,量程上限與裸數(shù)據(jù)上限分別設(shè)