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多能互補微電網開放式控制系統方案
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多能互補微電網開放式控制系統方案

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產品描述

排列三走势图500图表网 www.wiocee.com.cn   項目介紹

  多能互補微電網分布式能源系統是指可包容多種能源資源輸入,并具有多種產出功能和輸運形式的"區域能源互聯網"系統。具備以下特點:

  1、包容多種能源資源輸入,具有多種產出功能;

  2、構建“互聯網+”智慧能源系統的重要支撐;

  3、建立多能流的狀態監測和安全評估機制;

  4、復雜可變的多能流網絡的最優控制方式;

  目前高校實驗室,多以小型微電網的風光儲等分布式能源為基礎,不斷擴展和融合多種分布式能源??萍夾偷緦Φ繾?、信息通訊、電力系統、策略調度、電能質量等科研工作。

 

  一、微電網仿真平臺核心功能

  通過多年的技術積累和用戶反饋,研旭在微電網領域擁有了大量的技術積累和開放式開源服務的經驗

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  二、微電網系統拓撲圖

  1)直流母線、交流母線

  2)光伏模擬/真實系統

  3)風機模擬/真實系統

  4)鋰/鉛酸電池儲能系統

  5)超級電容儲能系統

  6)分級負載系統

  7)柴油機/充電樁

  8)故障模擬系統

  9)電能質量檢測改善系統

  10)微電網控制系統

  11)能量管理調度系統

  12)配電?;は低?/span>

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  三、子系統功能介紹

  1、 光伏開放式發電系統

  光伏發電實驗仿真平臺系統組成;

  光伏陣列PV模擬源或者太陽能組件電池板;

  直流電源或光伏板發出的電接入光伏并網逆變器;

  光伏并網逆變器將直流電逆變為符合并網要求的三相交流電,饋入主網;

  監控前臺,主要由工控機、顯示器、上位機應用軟件組成,實現對PV模擬源、逆變器等設備的數據監控以及記錄保存;

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  PV模擬源是一種可模擬光伏板IV曲線的可編程直流電源,可代理太陽能組件,實現模擬光伏電源的IV輸出,方便在室內條件下靈活做相關的實驗。具備以下特點:

  1)可模擬太陽能電池板輸出特性

  2)可模擬不同光照和溫度下的I-V曲線

  3)可測試靜態和動態下的MPPT情況

  4)MPPT工作點實時顯示于上位機軟件上

  5)具有恒功率模式

  6)具有強大的圖形化上位機軟件

  7)穩壓精度高、紋波電壓低

  8)動態穩定性用Matlab仿真優化

  9)采用高速DSP進行PID運算,直接輸出PWM

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  光伏逆變器主要由IPM逆變功率單元、DSP主控單元、監控中心、電抗器、變壓器等幾部分組成。系統的核心為DSP主控單元,其主要功能是:

  1)將直流電能轉為與主網電壓同頻同相的交流電能,并饋送給主網,同時會監測各類故障信息,實時保證正常工作;

  2)根據反饋值跟蹤直流源(光伏組件或者光伏模擬源)的最大功率輸出(MPPT);

  3)將系統工作的所有信息上傳至監控中心。

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  光伏平臺開源資料

  1)整體布線CAD圖、PDF圖;

  2)DSP控制核心板:protel 99se原理圖、PDF版本PCB、內部運行源代碼工程(內含算法靜態庫)、配套詳細的設計原理說明文檔;

  3)控制底板:protel 99se原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔;

  4)繼電器板:protel 99se原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔;

  5)IPM隔離電源板:protel 99se原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔;

  6)算法設計說明文檔;

  7)上位機應用軟件安裝文件;

  8)數據庫安裝文件;

  9)上位機DEMO例程;

  10)操作說明;

 

  2、 直驅/雙饋風力開放式發電系統

  矢量變頻器和三相異步調速電機來模擬實際的風力機;

  三相異步調速電機通過聯軸器帶動永磁直驅發電機發電;

  發電機定子輸出連接可控整流器,將發電機發出的三相交流電整流成直流電;

  并網逆變器直流輸入連接可控整流器直流輸出,將直流電逆變為符合并網要求的三相交流電,饋入主網;

  監控前臺,主要由工控機、顯示器、上位機應用軟件組成,實現對變頻器、整流器、逆變器等設備的數據監控以及記錄保存;

  風速調速器設備,主要目的就是實現定槳距角變速恒頻的最大發電功率追蹤;

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  研旭設計的風機模型共有3種,分別是線性VF模型、定葉尖速比控制模型、矢量控制模型。

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  定子PWM變換器一般是采用轉子磁鏈定向,控制PMSG的定子電流呈正弦波形實現轉速和功率因數調節;并網PWM變換器采用電網電壓矢量定向,將直流電逆變為良好的正弦波形實現并網和有功/無功解耦。

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  1)整體布線CAD圖、PDF圖;

  2)DSP控制核心板:protel 99se原理圖、PDF版本PCB、內部運行源代碼工程(內含算法靜態庫)、配套詳細的設計原理說明文檔;

  3)控制底板:protel 99se原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔;

  4)繼電器板:protel 99se原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔;

  5)IPM隔離電源板:protel 99se原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔;

  6)算法設計說明文檔;

  7)上位機應用軟件安裝文件;

  8)數據庫安裝文件;

  9)上位機DEMO例程;

  10)操作說明;

 

  3、半實物快速原型開發

  功率級的快速控制原型開發平臺,與MATLAB/Simulink無縫連接,代碼可自動生成和加載,有自己的功率設備方便與客戶設備完成聯合測試,可應用于高校、科研院所等進行新的控制策略、控制技術的開發研制。

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  雙饋風電模擬系統實時仿真控制

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  4、儲能子系統

  儲能系統主要功能是具有穩定控制功能的雙向變流器,是整個微電網系統中的關鍵設備,在微電網孤網運行時,該設備作為微電網系統的標準源,保證微電網在孤網運行和模式切換過程中的系統穩定性。儲能逆變器系統采用20kW雙向變流器變流器,配備12V/50Ah鉛酸電池單元40節,系統電池側直流電壓為480V,電池組的標稱容量為10kWh。儲能電池系統的拓架圖如下:

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  1)正常運行狀態下的功率跟蹤

  2)孤島運行方式下的標準源

  3)同期并網

  4)能產生無功功率,實現無功補償。

  5)可以工作在并網逆變運行模式,亦可工作在儲能充電工作模式,能夠根據微電網控制系統的指令輸出有功和無功功率;

  6)自身完成由孤網運行模式向并網運行模式的轉換,轉換過程造成的脫網時間≤20ms;當公共電網掉電或者異常時,自動切換至孤網運行模式,轉換時間≤20ms;

  7)工作模式可以通過有線通信、面板操作等方式設定正常運行模式,切換時間不大于20ms;

  8)能夠與電池管理系統協同工作完成對電池的充放電管理功能。

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  5、RLC負載子系統

  1)阻性負載、感性負載、容性負載都可以連續可調,最小步進幅度0.1 kVA;

  2)阻性負載R: 1W-3.33 kW單相、三相連續可調;

  3)感性負載L: 1VA-3.33kVA單相、三相連續可調;

  4)容性負載C: 1var-3.33kvar單相、三相連續可調;

  5)各功率檔位標稱電壓: 三相AC400V/50Hz;

  6)相電壓測量范圍:0-300V,精度為±0.2%、電壓分辨率為0.1V;

  7)電流測量范圍:0-100A,電流測量精度為±0.2%、電流分辨率為0.01A

  8)有功功率測量范圍:0-50kW,功率測量精度為±0.5%、功率分辨率為0.001kW ;

  9)適用環境溫度范圍:-10~+40℃;

  10)設備工作電源:交流220V/50Hz;

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  6、微電網中央控制系統

  微電網中央控制系統,通過對微電網系統進行高速數據采集,收集全網電氣參數, 對全網運行狀態進行采集和監視, 并在此基礎上進行邏輯運算,得出控制策略對微電網進行實施調節控制,實現微電網電源、儲能、負荷的實時動態調節功能,保證微電網安全、穩定運行。微電網中央控制系統主要包括:

  1、微電網中央集中控制器(含通訊處理機)

  2、系統策略軟件

  實驗例程:

  1) 微電網啟??刂剖笛?/span>

  2) 并離網狀態轉換實驗

  3) 微電網平抑PCC 點波動控制實驗

  4) 微電網控制策略及編程實驗

  5) 微電網負荷擾動及模擬調度實驗

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  特點:

  1)數據采集

  2)控制操作

  3)分布式電源調節

  4)儲能單元調節

  5)微電網運行模式實時控制

  6)通信功能

  7)高速采集

  8)實時模式控制

  9)新型高速實時工業以太網

 

  7、微電網配電系統

  微電網?;ぷ爸檬親盼⒌繽榷ㄔ誦猩杓頻謀;ぷ爸?,具有孤網、并網?;つJ?可根據系統指令自動實時切換)。

  微電網繼電?;ぷ爸枚暈⒌繽低車姆⒌?、用電、儲能設備提供必要的?;?,接受微電網控制系統的統一控制以保證微電網的穩定、可靠運行。是電網控制系統的關鍵設備。

  1)孤網、并網模式轉換功能

  2)SOE 記錄功能

  可記錄 35 條事件信息。

  3) 通信功能

  提供 RS485/232、以太網通信接口及多種標準通信規約。

 

  8、微電網能源與管理系統

  微電網能源管理系統覆蓋微網發電、儲能、能量轉換、供配電及整體調度的各個環節,實現對微網全方位的監測監控管理,保障微網各環節安全可靠運行。

  研旭微電網監控系統是整個微電網軟件系統的基礎平臺,通過對各回路智能設備的數據采集,實現對微電網系統運行狀態的監視與控制。

  研旭微電網監控系統全面遵循國際標準,采用面向對象、組件化分層、分布設計思想。系統軟件結構從邏輯上分為三層:

  數據接口層:數據接口專門用于數據采集和協議轉換。

  數據處理層:包括實時數據庫環境、事件服務器環境、計算環境、歷史數據環境、校時服務器環境等。

  數據應用層:包括數據展現功能,如 HMI(人機界面)環境、報表、日志、曲線等,同時包含基于此數據開發的眾多通用或擴展應用???。

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

  四、相關專利及實際案例

  1、新能源相關專利

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

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  2、微電網項目案例

  合肥工業大學微電網能源管理系統

 

多能互補微電網開放式控制系統方案

 

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  蘭州理工大學多能源互補控制系統

 

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