安科瑞 陳聰

摘要：在研究微網(wǎng)基本特性的基礎上，構建了基于CAN總線(xiàn)的電網(wǎng)能量管理系統。該系統采用下垂特性控制策略來(lái)對微網(wǎng)系統的電流、電壓、頻率等參數進(jìn)行有效地控制，并利用CAN總線(xiàn)形式搭建了基于數字傳感器的數據傳輸系統。實(shí)驗結果表明：該系統有助于提高微電網(wǎng)系統運行的經(jīng)濟性和可靠性，提高系統的效率。同時(shí)CAN總線(xiàn)技術(shù)的應用還可以有效地提高數據采集精度、抗干擾能力以及遠距離傳輸的實(shí)時(shí)性和可靠性。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)；能量管理；下垂特性；CAN協(xié)議

0引言

目前，電力系統的基本特點(diǎn)為集中發(fā)電、遠距離高壓輸電、分布式用電，而且隨著(zhù)電網(wǎng)規模的不斷擴大，其結構的復雜性也日益增加，這種復雜性會(huì )引起諸如運行和調度困難、跟蹤負荷變化的靈活性差、可靠性和多樣化用電能力不足等弊端，而這些弊端易導致局部事故擴散化，形成嚴重的大面積停電，因此，為了提高電力系統的可靠性和安全性，分布式供電成為了近幾年來(lái)研究的*點(diǎn)。而另一方面，隨著(zhù)不*再*性能源的日益緊張及對環(huán)境的影響，可持續發(fā)展綠色能源的開(kāi)發(fā)利用也成了當務(wù)之急，而這些能源都存在著(zhù)發(fā)電狀態(tài)隨環(huán)境變化不夠穩定等弊端，因此要接入公網(wǎng)也會(huì )面臨諸多問(wèn)題，而分布式供電為這些能源的利用提供了良好的途徑。

分布式供電是相對于傳統集中式供電方式而言的，發(fā)電系統較小且以分散的方式布置在用戶(hù)附近的供電方式。微網(wǎng)就是其中主要的一種形式。微電網(wǎng)是各種微電源和分散負荷的組合，其中至少包含一個(gè)分布式電源及若干負荷，可作為一個(gè)整體系統來(lái)運行和控制[1]。微網(wǎng)的運行有兩種模式，并網(wǎng)模式和離網(wǎng)模式。并網(wǎng)模式是微電網(wǎng)與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行的模式，可作為大電網(wǎng)的一個(gè)支路，而非主網(wǎng)。而離網(wǎng)模式是切斷與大電網(wǎng)的聯(lián)系，單獨運行的方式。

微電網(wǎng)技術(shù)是電力電子、分布式發(fā)電、可再生能源發(fā)電和儲能技術(shù)的綜合運用，為大規模應用分布式電源提供了一種有效實(shí)用的方法。但是微電網(wǎng)的使用也會(huì )產(chǎn)生新的問(wèn)題，如電網(wǎng)的匹配、孤島、能量管理問(wèn)題等。本文針對微電網(wǎng)與傳統電網(wǎng)的不同，研究了其能量管理問(wèn)題。

1能量管理系統功能設計

根據應用的不同，微電網(wǎng)的基本結構也不盡相同。但是，一般來(lái)說(shuō)，基本都包含微電源、儲能、管理系統以及負荷四大部分。微電源一方面通過(guò)公共連接點(diǎn)(Pcc)與大電網(wǎng)相連接，另一方面采用逆變器和負荷相連。當大電網(wǎng)工作狀態(tài)穩定時(shí)，微電網(wǎng)負載可由大電網(wǎng)供電，微電網(wǎng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行，而當大電網(wǎng)供電中斷或運行狀態(tài)出現問(wèn)題時(shí)，則隔離開(kāi)關(guān)打開(kāi)，切斷微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的連接，微電網(wǎng)轉入孤島運行狀態(tài)。在微電網(wǎng)和大電網(wǎng)的接口處均配有斷路器，并輔之以具有功率和電壓控制功能的控制器，以實(shí)現能量的初步管理。每一個(gè)微電源具有包括有功、無(wú)功、電壓、頻率、孤島等能量調節管理的控制方式。

微電網(wǎng)的基本結構如圖1所示，能量管理系統作為整個(gè)系統的管理中*，具有對各種參數(系統電壓、電流、有功、無(wú)功、頻率、功率因數等)的管理功能，對微電源、儲能裝置、負荷的控制功能等。

1．1數據管理功能

管理系統內設數據庫，庫內存放著(zhù)各設備的標準運行數據、歷史運行數據、統計數據等，主要功能是記錄實(shí)時(shí)運行數據，并且利用相應的功能軟件對實(shí)時(shí)運行數據的狀態(tài)進(jìn)行統計和分析。

1．2微電網(wǎng)運行模式管理

微電網(wǎng)的運行模式分為并網(wǎng)和離網(wǎng)運行兩種情況，管理系統根據系統要求對這兩種運行模式進(jìn)行有效的切換。當微電網(wǎng)需要并網(wǎng)運行時(shí)，管理系統對大電網(wǎng)的運行參數進(jìn)行分析，如果大電網(wǎng)運行狀態(tài)良好，管理系統就將微電網(wǎng)平滑地從離網(wǎng)運行狀態(tài)切換至并網(wǎng)運行狀態(tài)，而且管理系統開(kāi)始實(shí)時(shí)地對微網(wǎng)和大電網(wǎng)的運行狀態(tài)進(jìn)行監檢和數據分析；當管理系統監測到大電網(wǎng)運行數據嚴重偏離標準值時(shí)，管理系統視故障的嚴重程度決策運行方式，或者對大電網(wǎng)的運行參數進(jìn)行一定程度的調節后，依舊保持并網(wǎng)運行，或者切斷與主網(wǎng)的聯(lián)系，進(jìn)入孤島運行；當微電網(wǎng)需要進(jìn)行孤島運行時(shí)，也由管理系統進(jìn)行工作狀態(tài)的切換。以上各種切換都應是平滑地無(wú)縫切換。

1．3對微電源的控制功能

利用管理系統對微電源的工作方式進(jìn)行控制的依據是用電需求的變化，當微電網(wǎng)內的負荷需求較小時(shí)，能量管理系統調低微電源的輸出功率，以達到節能的目的，而當負荷較大時(shí)，管理系統調高微電源的輸出功率，以滿(mǎn)足系統的要求。而當管理系統中的檢測數據顯示蓄電池充滿(mǎn)時(shí)，管理系統關(guān)閉微電源，利用蓄電池放電給系統供電。

1．4儲能裝置的管理

蓄電池的工作狀態(tài)是微電網(wǎng)穩定運行的基礎。管理系統內嵌SOC算法模型，實(shí)現對蓄電池的充放電、電壓值、功率值的管理，并根據系統的需要，設置相應的控制方式，從而完成蓄電池的有功功率、無(wú)功功率的調節。

1．5負荷管理

微電網(wǎng)的負荷是微電網(wǎng)的用電中*，決定著(zhù)微電源出力的多少，管理系統的責任是保持微電源與負荷之間的平衡，以確保微電網(wǎng)在負荷發(fā)生變化時(shí)，系統能夠穩定地運行。

2能量管理系統功率控制策略的確定

微電網(wǎng)中的微電源大致可以分為三類(lèi)：一類(lèi)是可再生性能源，主要有光伏發(fā)電、風(fēng)力電力、生物質(zhì)能發(fā)電等；一類(lèi)是傳統發(fā)電模式，如柴油發(fā)電機、小水電等；另一類(lèi)是新興的發(fā)電模式，如燃料電池、微型燃氣輪機等。這三類(lèi)發(fā)電方式，都需要通過(guò)逆變器變換為工頻變流電，因此，基于電力電子技術(shù)的逆變器的工作狀態(tài)成為能量管理的關(guān)鍵。

逆變器作為微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的接口，主要的功能就是控制輸出的有功功率和無(wú)功功率?？刂品椒ㄖ饕蠵Q控制法、下垂(Droop)控制等，控制策略分為主從型和對等型兩種方式。本設計采用的是對等型的Droop控制法。

在微電網(wǎng)中，各個(gè)分布式電源(DG)沒(méi)有主次、從屬關(guān)系，所有的微電源采取相同或不同的控制方法來(lái)參與有功或無(wú)功功率的調節，并以實(shí)際電網(wǎng)中各種實(shí)時(shí)監測的電氣量為依據，進(jìn)行系統電壓和頻率的協(xié)調。對等型控制框圖如圖2所示。

從圖2可知，對等控制中各個(gè)微電源相互獨立，在電壓和頻率等參數進(jìn)行調節的過(guò)程中，只需進(jìn)行自身輸出端電氣量的監測，不用對其他微電源的運行狀態(tài)進(jìn)行衡量，從而保證了系統的可靠性。

在本設計中，每一個(gè)微電源的逆變器采用Droop控制方法，基本策略是模仿傳統發(fā)動(dòng)機的下垂特性，通過(guò)解耦有功功率．無(wú)功功率與電壓．頻率之間的關(guān)系進(jìn)行系統電壓和頻率調節。該方法的優(yōu)點(diǎn)是在并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種模式切換時(shí)無(wú)需改變控制方式，就可持微網(wǎng)電壓和頻率的穩定，從而保證系統的有功負載進(jìn)行合理的分配。

3 CAN總線(xiàn)結構分析

在微電網(wǎng)中，電源的種類(lèi)多，其中可持續性綠色電源占據一定的比重，但是這一類(lèi)電源受環(huán)境影響大，工作狀態(tài)不夠穩定，因此需要對微電網(wǎng)中的微電源進(jìn)行有效地監控，而且由于數據量大且實(shí)時(shí)性高，所以監控系統的通信功能滿(mǎn)足系統的基本要求。

根據微電網(wǎng)的基本要求，本設計采用基于CAN總線(xiàn)的通信結構，利用CAN總線(xiàn)來(lái)連接逆變器，而在通信結構中，利用可編程邏輯器件CPLD完成DSP處理器TMS320F240與CAN控制器SJA1000之間的接口設計[2]。

通訊結構圖如圖3所示，微電網(wǎng)的控制策略由DSP擔任電氣量的計算，計算結果通過(guò)CAN總線(xiàn)傳送至控制中*，控制中*根據相應的計算結果將控制命令通過(guò)CAN總線(xiàn)傳送至下位機，從而實(shí)現對微電源的有效監控。

4系統概述

4.1概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統，是我司根據新型電力系統下微電網(wǎng)監控系統與微電網(wǎng)能量管理系統的要求，總結國內外的研究和生產(chǎn)的*進(jìn)經(jīng)驗，專(zhuān)門(mén)研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統。本系統滿(mǎn)足光伏系統、風(fēng)力發(fā)電、儲能系統以及充電樁的接入，全*候進(jìn)行數據采集分析，直接監視光伏、風(fēng)能、儲能系統、充電樁運行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)集監控系統、能量管理為一體的管理系統。該系統在安全穩定的基礎上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標，提升可再生能源應用，提高電網(wǎng)運行穩定性、補償負荷波動(dòng)；有效實(shí)現用戶(hù)側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟運行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)能量管理系統應采用分層分布式結構，整個(gè)能量管理系統在物理上分為三個(gè)層：設備層、網(wǎng)絡(luò )通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡(luò )采用標準以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線(xiàn)、屏蔽雙絞線(xiàn)等。系統支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。

4.2技術(shù)標準

本方案遵循的**標準有：

本技術(shù)規范書(shū)提供的設備應滿(mǎn)足以下規定、法規和行業(yè)標準：

GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計算機系統通用規范*1部分：通用要求

GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計算機系統工業(yè)控制計算機基本平臺*2部分：性能評定方法

GB/T26802.5-2011工業(yè)控制計算機系統通用規范*5部分：場(chǎng)地安全要求

GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計算機系統通用規范*6部分：驗收大綱

GB/T2887-2011計算機場(chǎng)地通用規范

GB/T20270-2006信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò )基礎安全技術(shù)要求

GB50174-2018電子信息系統機房設計規范

DL/T634.5101遠動(dòng)設備及系統*5-101部分:傳輸規約基本遠動(dòng)任務(wù)配套標準

DL/T634.5104遠動(dòng)設備及系統*5-104部分:傳輸規約采用標準傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)101

GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統技術(shù)規定

GB/T36274-2018微電網(wǎng)能量管理系統技術(shù)規范

GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設計標準

GB/T36270-2018微電網(wǎng)監控系統技術(shù)規范

DL/T1864-2018型微電網(wǎng)監控系統技術(shù)規范

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調度運行規范

T/CEC150-2018低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術(shù)規范

T/CEC151-2018并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)運行與控制技術(shù)規范

T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應技術(shù)要求

T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負荷管理技術(shù)導則

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調度運行規范

T/CEC5005-2018微電網(wǎng)工程設計規范

NB/T10148-2019微電網(wǎng)*1部分：微電網(wǎng)規劃設計導則

NB/T10149-2019微電網(wǎng)*2部分：微電網(wǎng)運行導則

4.3適用場(chǎng)合

系統可應用于城市、高速公路、工業(yè)園區、工商業(yè)區、居民區、智能建筑、海島、無(wú)電地區可再生能源系統監控和能量管理需求。

4.4型號說(shuō)明

5系統配置

5.1系統架構

本平臺采用分層分布式結構進(jìn)行設計，即站控層、網(wǎng)絡(luò )層和設備層，詳細拓撲結構如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統組網(wǎng)方式

6系統功能

6.1實(shí)時(shí)監測

微電網(wǎng)能量管理系統人機界面友好，應能夠以系統一次電氣圖的形式直觀(guān)顯示各電氣回路的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動(dòng)態(tài)監視各回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號。其中，各子系統回路電參量主要有：三相電流、三相電壓、總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數、頻率和正向有功電能累計值；狀態(tài)參數主要有：開(kāi)關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統應可以對分布式電源、儲能系統進(jìn)行發(fā)電管理，使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設置等。

系統應可以對儲能系統進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據儲能系統的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警，并支持定期的電池維護。

微電網(wǎng)能量管理系統的監控系統界面包括系統主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁及總體負荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求，也可將充電，儲能及光伏系統信息進(jìn)行顯示。

圖2系統主界面

子界面主要包括系統主接線(xiàn)圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統計列表等。

6.1.1光伏界面

圖3光伏系統界面

本界面用來(lái)展示對光伏系統信息，主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態(tài)監測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統計及分析、并網(wǎng)柜電力監測及發(fā)電量統計、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數統計、發(fā)電收益統計、碳減排統計、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對系統的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運行數據進(jìn)行展示。

6.1.2儲能界面

圖4儲能系統界面

本界面主要用來(lái)展示本系統的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線(xiàn)以及電量變化曲線(xiàn)。

圖5儲能系統PCS參數設置界面

本界面主要用來(lái)展示對PCS的參數進(jìn)行設置，包括開(kāi)關(guān)機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。

圖6儲能系統BMS參數設置界面

本界面用來(lái)展示對BMS的參數進(jìn)行設置，主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖7儲能系統PCS電網(wǎng)側數據界面

本界面用來(lái)展示對PCS電網(wǎng)側數據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數等。

圖8儲能系統PCS交流側數據界面

本界面用來(lái)展示對PCS交流側數據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數、溫度值等。同時(shí)針對交流側的異常信息進(jìn)行告警。

圖9儲能系統PCS直流側數據界面

本界面用來(lái)展示對PCS直流側數據，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對直流側的異常信息進(jìn)行告警。

圖10儲能系統PCS狀態(tài)界面

本界面用來(lái)展示對PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等。

圖11儲能電池狀態(tài)界面

本界面用來(lái)展示對BMS狀態(tài)信息，主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統信息、數據信息以及告警信息等，同時(shí)展示當前儲能電池的SOC信息。

圖12儲能電池簇運行數據界面

本界面用來(lái)展示對電池簇信息，主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當前電芯的較大、較小電壓、溫度值及所對應的位置。

6.1.3風(fēng)電界面

圖13風(fēng)電系統界面

本界面用來(lái)展示對風(fēng)電系統信息，主要包括逆變控制一體機直流側、交流側運行狀態(tài)監測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數統計、發(fā)電收益統計、碳減排統計、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對系統的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運行數據進(jìn)行展示。

6.1.4充電樁界面

圖14充電樁界面

本界面用來(lái)展示對充電樁系統信息，主要包括充電樁用電總功率、交直流充電樁的功率、電量、電量費用，變化曲線(xiàn)、各個(gè)充電樁的運行數據等。

6.1.5視頻監控界面

圖15微電網(wǎng)視頻監控界面

本界面主要展示系統所接入的視頻畫(huà)面，且通過(guò)不同的配置，實(shí)現預覽、回放、管理與控制等。

6.2發(fā)電預測

系統應可以通過(guò)歷史發(fā)電數據、實(shí)測數據、未來(lái)天氣預測數據，對分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預測，并展示合格率及誤差分析。根據功率預測可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計劃，便于用戶(hù)對該系統新能源發(fā)電的集中管控。

圖16光伏預測界面

6.3策略配置

系統應可以根據發(fā)電數據、儲能系統容量、負荷需求及分時(shí)電價(jià)信息，進(jìn)行系統運行模式的設置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、有序充電、動(dòng)態(tài)擴容等。

圖17策略配置界面

6.4運行報表

應能查詢(xún)各子系統、回路或設備指*時(shí)間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無(wú)功功率、正向有功電能等。

圖18運行報表

6.5實(shí)時(shí)報警

應具有實(shí)時(shí)報警功能，系統能夠對各子系統中的逆變器、雙向變流器的啟動(dòng)和關(guān)閉等遙信變位，及設備內部的保護動(dòng)作或事故跳閘時(shí)應能發(fā)出告警，應能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件，包括保護事件名稱(chēng)、保護動(dòng)作時(shí)刻；并應能以彈窗、聲音、短信和電話(huà)等形式通知相關(guān)人員。

圖19實(shí)時(shí)告警

6.6歷史事件查詢(xún)

應能夠對遙信變位，保護動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數、電芯溫度（鋰離子電池）、壓力（液流電池）、光照、風(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統計、事故分析。

圖20歷史事件查詢(xún)

6.7電能質(zhì)量監測

應可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統的電能質(zhì)量包括穩態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續監測，使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統電能質(zhì)量情況，以便及時(shí)發(fā)現和消除供電不穩定因素。

1）在供電系統主界面上應能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監測點(diǎn)的監測裝置通信狀態(tài)、各監測點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度百*百和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度百*百和正序/負序/零序電流值；

2）諧波分析功能：系統應能實(shí)時(shí)顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率；應能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電流含有率；

3）電壓波動(dòng)與閃變：系統應能顯示A/B/C三相電壓波動(dòng)值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長(cháng)閃變值；應能提供A/B/C三相電壓波動(dòng)曲線(xiàn)、短閃變曲線(xiàn)和長(cháng)閃變曲線(xiàn)；應能顯示電壓偏差與頻率偏差；

4）功率與電能計量：系統應能顯示A/B/C三相有功功率、無(wú)功功率和視在功率；應能顯示三相總有功功率、總無(wú)功功率、總視在功率和總功率因素；應能提供有功負荷曲線(xiàn)，包括日有功負荷曲線(xiàn)（折線(xiàn)型）和年有功負荷曲線(xiàn)（折線(xiàn)型）；

5）電壓暫態(tài)監測：在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時(shí)中斷發(fā)生時(shí)，系統應能產(chǎn)生告警，事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話(huà)等形式通知相關(guān)人員；系統應能查看相應暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。

6）電能質(zhì)量數據統計：系統應能顯示1min統計整2h存儲的統計數據，包括均值、較大值、較小值、95%概率值、方均根值。

7）事件記錄查看功能：事件記錄應包含事件名稱(chēng)、狀態(tài)（動(dòng)作或返回）、波形號、越限值、故障持續時(shí)間、事件發(fā)生的時(shí)間。

圖21微電網(wǎng)系統電能質(zhì)量界面

6.8遙控功能

應可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統范圍內的設備進(jìn)行遠程遙控操作。系統維護人員可以通過(guò)管理系統的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執行的操作順序，可以及時(shí)執行調度系統或站內相應的操作命令。

圖22遙控功能

6.9曲線(xiàn)查詢(xún)

應可在曲線(xiàn)查詢(xún)界面，可以直接查看各電參量曲線(xiàn)，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、SOC、SOH、充放電量變化等曲線(xiàn)。

圖23曲線(xiàn)查詢(xún)

6.10統計報表

具備定時(shí)抄表匯總統計功能，用戶(hù)可以自由查詢(xún)自系統正常運行以來(lái)任意時(shí)間段內各配電節點(diǎn)的用電情況，即該節點(diǎn)進(jìn)線(xiàn)用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統間電能量交換進(jìn)行統計分析；對系統運行的節能、收益等分析；具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析，包括年停電時(shí)間、年停電次數等分析；具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。

圖24統計報表

6.11網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

系統支持實(shí)時(shí)監視接入系統的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構；可在線(xiàn)診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò )異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

圖25微電網(wǎng)系統拓撲界面

本界面主要展示微電網(wǎng)系統拓撲，包括系統的組成內容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。

6.12通信管理

可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統范圍內的設備通信情況進(jìn)行管理、控制、數據的實(shí)時(shí)監測。系統維護人員可以通過(guò)管理系統的主程序右鍵打開(kāi)通信管理程序，然后選擇通信控制啟動(dòng)所有端口或某個(gè)端口，快速查看某設備的通信和數據情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。

圖26通信管理

6.13用戶(hù)權限管理

應具備設置用戶(hù)權限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如遙控操作，運行參數修改等）?？梢远x不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

圖27用戶(hù)權限

6.14故障錄波

應可以在系統發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準確地記錄故障前、后過(guò)程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過(guò)對這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動(dòng)作、提高電力系統安全運行水平有著(zhù)重要作用。其中故障錄波共可記錄16條，每條錄波可觸發(fā)6段錄波，每次錄波可記錄故障前8個(gè)周波、故障后4個(gè)周波波形，總錄波時(shí)間共計46s。每個(gè)采樣點(diǎn)錄波至少包含12個(gè)模擬量、10個(gè)開(kāi)關(guān)量波形。

圖28故障錄波

6.15事故追憶

可以自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)掃描數據，包括開(kāi)關(guān)位置、保護動(dòng)作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數據基礎。

用戶(hù)可自定義事故追憶的啟動(dòng)事件，當每個(gè)事件發(fā)生時(shí)，存儲事故*10個(gè)掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數據。啟動(dòng)事件和監視的數據點(diǎn)可由用戶(hù)指*和隨意修改。

圖29事故追憶

7硬件及其配套產(chǎn)品

5總結

微電網(wǎng)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種電網(wǎng)組成形式，具有規模小、靈活性強、安全可靠性高等特點(diǎn)，同時(shí)微電網(wǎng)的出現又為綠色能源的利用創(chuàng )造了有利的條件，因此，成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。

本設計從微電網(wǎng)運行模式出發(fā)，研究了微電網(wǎng)能量管理系統的功能、控制策略、通信方式等問(wèn)題，確定了以CAN總線(xiàn)結構為主的對等性控制方式，而在控制策略上采用Droop控制法對每一個(gè)DG進(jìn)行有效地控制，確保了整個(gè)微電網(wǎng)系統在兩種模式下均能夠安全、穩定地運行。

參考文獻

[1]梅曉莉.基于CAN總線(xiàn)的微網(wǎng)能量管理系統設計.

[2]王寧．微網(wǎng)系統能量管理技術(shù)研究[D].北京：北京交通大學(xué)．2011：2-3．

[3]王寧，黃梅，馬天翼，等．基于CAN總線(xiàn)的微電網(wǎng)監控系統設計[J]l電測與儀表，201I(5)：37—39．

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用設計,2022,05版.