孤岛式微网监控系统

孤岛式微网监控系统设计与实现目录contents1课题介绍2系统整体设计3系统算法和策略4系统软件设计5系统运行试验分析6工作总结及展望1、课题介绍1.设计孤岛式微网软硬件系统2.实现系统稳定和经济运行课题目标研究背景常规电网存在运行风险微网技术发展海岛和偏远山区短缺的电力供应研究意义实现海岛和偏远山区稳定电力供应研究新能源发电技术2、系统整体设计配电网调度层集中控制层本地调度层孤岛式微网系统图容量配置能量管理软件设计系统测试配电网调度层集中控制层本地调度层孤岛式微网系统图容量配置3、系统算法和策略系统容量配置算法3、系统算法和策略系统容量配置算法容量配置算法图3、系统算法和策略系统容量配置算法日平均用电量统计蓄电池容量配置(1)(2)(3)(4)3、系统算法和策略系统容量配置算法日平均发电量估算光伏阵列和风机容量匹配设计光伏发电设备容量配置(5)(7)(6)3、系统算法和策略系统容量配置算法风机发电设备容量配置逆变器容量配置系统硬件器件选型负荷类型额定功率(W)建议逆变器功率(W)设计系数白炽灯20301.5电视机601202.0洗衣机1503002.0冰箱1509006.0(8)配电网调度层集中控制层本地调度层孤岛式微网系统图能量管理3、系统算法和策略能量管理策略3、系统算法和策略能量管理策略(9)(10)(11)(12)(13)蓄电池SOC控制策略(14)3、系统算法和策略能量管理策略蓄电池SOC控制策略设备光伏继电器风机继电器一般负载继电器重要负载继电器超压保护报警低压关断报警过度充电报警欠压报警配电网调度层集中控制层本地调度层孤岛式微网系统图软件设计4、系统软件设计软件功能4、系统软件设计软件功能系统软件功能图4、系统软件设计微网控制器软件设计数据采样功能(霍尔元件)通信功能(Modbus)状态显示功能(LM6029)运行控制功能(LY2N-J)功率测量功能(ADE7755)实时时钟功能微网控制器图4、系统软件设计监控系统软件设计通信功能(Modbus)历史数据展示和分析功能气象信息显示功能实时显示功能(实时+累计)视频监控功能(JVS-C791)权限设置功能系统报警功能(显示+存储)数据库管理功能监控系统图4、系统软件设计监控系统软件设计数据库结构设计采样次数表号时标1#数据访问修饰符1#数据值n#数据访问修饰符n#数据值1111111011220三段式部件访问修饰符第一段部件类型第二段第几个部件第三段部件访问参数部件类型ID风机1光伏阵列2蓄电池3交流负载4直流负载5部件访问参数ID电压1充电电压2电流3有功功率4无功功率5配电网调度层集中控制层本地调度层孤岛式微网系统图5、系统运行试验分析系统硬件平台系统测试5、系统运行试验分析系统硬件平台系统硬件平台图5、系统运行试验分析连续运行试验月份峰值日照(h)光伏发电量(Wh)风速(m/s)风机发电量(Wh)总发电量(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系统能量表5、系统运行试验分析连续运行试验风机发电曲线图光伏发电曲线图试验条件：120W的白炽灯，蓄电池放电效率为90%，逆变器效率为87%，自给天数为3天，试验时间为2013.12.26-2014.1.2(其中连续三天阵雪)，根据12月份日平均发电量，得到系统每天正常运行3.91小时。连续8天负载供电正常，系统运行稳定。5、系统运行试验分析稳定性运行试验时间蓄电池端电压(V)逆变器输出电压(V)波动影响18秒(接入)12.98223.8蓄电池端电压波动3.47%逆变器输出电压波动0.54%19秒12.53222.642秒(断开)12.11219.0蓄电池端电压波动2.81%逆变器输出电压波动0.82%43秒12.45220.8稳定性运行试验分为阻性负载、感性负载和大负载的接入和切除试验，分析负载接入和断开瞬时以及负载运行期间，蓄电池端电压值是否超过能量管理策略中蓄电池端电压关键阈值区间(12.0-13.2V)以及逆变器输出电压是否超出输出电压精度范围(213.4-226.6V)。5、系统运行试验分析稳定性运行试验120W阻性负载稳定性试验蓄电池端电压变化图120W阻性负载稳定性试验逆变器输出电压变化图5、系统运行试验分析稳定性运行试验负载性质负载大小(W)蓄电池端电压影响(接/切)逆变器输出电压影响(接/切)运行状态原因阻性负载1203.47%，2.81%0.54%，082%稳定运行------------3606.42%，2.10%0.80%，1.54%稳定运行------------感性负载702.20%，2.72%0.27%，2.46%稳定运行------------1801.35%，4.34%0.94%，2.22%稳定运行------------2501.01%，4.34%2.43%，3.93%运行异常逆变器不能正常运行4004.97%，3.20%9.21%，12.35%运行异常逆变器不能正常运行大负载6904.30%，2.91%9.10%，15.68%运行异常逆变器和能量策略管理不能正常运行蓄电池作为储能设备，对母线电压有钳位作用，较好的稳定系统电压。系统运行过程中，感性负载接入和切除时，考虑感性负载功率大小。系统运行过程中，不能接入大于逆变器输