微电网硬件平台及实时控制系统技术参数

智能微电网的调度与控制智能微电网是一种基于分布式能源资源和智能调度控制技术的现代化电力系统，它具有高效、可靠、环保等诸多优点。

随着社会经济的不断发展和环境问题的日益凸显，智能微电网作为一种新型的电力供应方式，正在逐渐受到人们的关注和重视。

一、智能微电网的基本概念智能微电网是指一种小规模的、近距离供电的电力系统，通常由多种分布式能源资源、能量存储设备和智能调度控制系统组成。

其主要特点包括资源多元化、供电可靠性高、环境友好等。

智能微电网的基本工作原理是利用先进的通信和控制技术，实现对电力系统中各种设备的统一调度和管理，以提高系统的运行效率和经济性。

同时，智能微电网还可以实现与主电网的互联互通，以实现电力资源的共享和优化利用。

二、智能微电网的调度与控制技术1. 电力系统的调度管理智能微电网的调度管理是指通过对各种设备的运行状态进行监测和控制，实现对电力系统的灵活调度和优化配置。

其中，智能微电网的调度管理主要包括负荷预测、发电计划、存储能量管理等内容。

在负荷预测方面，智能微电网可以通过对用户用电行为的数据分析和建模，实现对未来负荷的精确预测，从而为发电计划和设备运行提供参考依据。

而发电计划则是通过对各种发电设备的性能参数和运行条件进行分析和优化，确定最佳的发电方案，以满足用户需求和系统运行要求。

此外，存储能量管理是智能微电网调度管理的另一个重要方面。

通过合理地配置储能设备和优化其运行策略，可以实现对系统中电能的储存和释放，以提高系统的供电可靠性和经济性。

2. 智能控制技术的应用智能微电网的智能控制技术是实现对系统运行状态实时监测和控制的关键。

其中，智能微电网的智能控制技术主要包括数据采集、通信技术、控制算法等内容。

数据采集是智能微电网智能控制技术的第一步，通过对系统中各种设备的状态和性能参数进行实时采集和监测，可以为系统控制提供准确的数据支持。

通信技术则是实现各种设备之间的信息交互和协调，以实现对系统整体运行的统一调度。

微电网操作与控制微电网（Microgrid）是指由多种不同的分布式能源资源、负荷和能量储存设备组成的小型电力系统。

它具有自主运行、互联互通和可控性强的特点，已成为解决能源转型和可持续发展的重要手段。

本文旨在探讨微电网的操作与控制策略，帮助读者更好地理解和应用微电网技术。

一、微电网概述微电网由分布式能源资源（如光伏发电、风力发电等）、负荷（如住宅、商业建筑等）和能量储存设备（如储能电池等）组成，形成一个相对独立的电网系统。

与传统的中央电网系统相比，微电网更加灵活和可靠，并且具备自主控制和管理的能力。

二、微电网的运行模式微电网的运行模式可以分为三种：独立运行模式、与主电网并网运行模式以及与主电网脱网运行模式。

1. 独立运行模式在独立运行模式下，微电网与主电网完全隔离，完全依靠分布式能源和能量储存设备供电。

这种模式适用于一些远离主电网的地区，比如岛屿、山区等。

2. 与主电网并网运行模式与主电网并网运行是微电网最常见的工作方式。

在这种模式下，微电网可以通过电网互联与主电网交换电能，在能源供应不足时从主电网购电，能源供应充足时则可以将多余的电能卖回主电网。

3. 与主电网脱网运行模式与主电网脱网运行是指微电网不再与主电网交换电能，完全依靠自身的分布式能源和能量储存设备运行。

这种模式适用于一些需要独立供电的环境，比如远离城市的无人岛屿、油气开采现场等。

三、微电网的操作与控制策略为了实现微电网的安全稳定运行，需要采取一系列的操作与控制策略，具体如下：1. 能源管理和优化策略能源管理和优化是微电网操作与控制的核心任务。

通过合理调度和分配分布式能源资源，最大限度地提高能源利用效率，并确保电网系统的稳定运行。

包括实时监测和管理能源供需平衡、优化能源调度策略、灵活控制充放电等。

2. 集中与分散控制策略微电网的控制可分为集中控制和分散控制两种方式。

集中控制指的是通过一个中心控制单元实现对整个微电网的控制和管理。

分散控制则是将控制功能分散到各个设备上，通过设备之间的通信和协调实现微电网的控制。

沈　华（１９６３—），男，高级工程师，主要从事配电网自动化研究。

陈葛亮（１９８１—），男，高级政工师，主要从事党建管理、企业文化建设。

林　林（１９７３—），男，高级工程师，主要从事配电网自动化及网络安全研究。

基金项目：国网江苏省电力有限公司科技项目（Ｊ２０１９１０１）光储直流微电网控制器硬件在环仿真平台开发沈　华１，　陈葛亮１，　林　林１，　张晓琳２（１．国网江苏省电力有限公司南通供电分公司，江苏南通　２２６０００；２．中国电力科学研究院有限公司，江苏南京　２１０００３）摘　要：基于ＲＴ ＬＡＢ控制器硬件在环仿真技术，提出了一种多控制器硬件在环的光伏直流微电网仿真平台开发方案。

在半实物仿真平台基础上，基于电感线性离散化方案，将快速模型与慢速模型分别置于ＦＰＧＡ和ＣＰＵ模型进行计算，建立了包含光伏阵列模型、储能电池模型、ＤＣ／ＤＣ变换器模型、电网接口装置模型的多时间尺度半实物仿真模型；构建３套真实控制器与ＲＴ ＬＡＢ仿真器的物理接口电路，实现物理Ｉ／Ｏ接口的信号对接。

通过所建平台模型和物理接口电路对微电网系统进行相关试验，试验结果能充分反映被测系统真实运行特性，验证了所建平台的正确性。

关键词：直流微电网；ＲＴ ＬＡＢ；硬件在环仿真；多仿真步长解耦模型中图分类号：ＴＭ７４３　文献标志码：Ａ　文章编号：２０９５ ８１８８（２０２０）０５ ００６２ ０５ＤＯＩ：１０．１６６２８／ｊ．ｃｎｋｉ．２０９５ ８１８８．２０２０．０５．０１０ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＨａｒｄｗａｒｅｉｎＬｏｏｐＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＰｌａｔｆｏｒｍｆｏｒＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃａｎｄＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＤＣＭｉｃｒｏ ＧｒｉｄＳＨＥＮＨｕａ１，　ＣＨＥＮＧｅｌｉａｎｇ１，　ＬＩＮＬｉｎ１，　ＺＨＡＮＧＸｉａｏｌｉｎ２（１．ＮａｎｔｏｎｇＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢｒａｎｃｈｏｆＳｔａｔｅＧｒｉｄＪｉａｎｇｓｕＰｏｗｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｔｏｎｇ２２６０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｈａｒｄｗａｒｅｉｎｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＲＴ ＬＡＢ，ａｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｃｈｅｍｅｏｆｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＤＣｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍｗｉｔｈｍｕｌｔｉｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｈａｒｄｗａｒｅｉｎｌｏｏｐｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＢａｓｅｄｏｎＦＰＧＡｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＥＨＳｍｏｄｅｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｍｕｌｔｉｔｉｍｅｓｃａｌｅｈａｒｄｗａｒｅｉｎｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｃｌｕｄｉｎｇｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃａｒｒａｙｍｏｄｅｌ，ｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｂａｔｔｅｒｙｍｏｄｅｌ，ＤＣ／ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｍｏｄｅｌａｎｄｐｏｗｅｒｇｒｉｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｄｅｖｉｃｅｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＴｈｒｅｅｓｅｔｓｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｉｒｃｕｉｔｓｂｅｔｗｅｅｎｒｅａｌｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎｄＲＴ ＬＡＢｓｉｍｕｌａｔｏｒｗｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｓｉｇｎａｌｄｏｃｋｉｎｇｏｆｐｈｙｓｉｃａｌＩ／Ｏｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｍｏｄｅｌａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｉｒｃｕｉｔｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｔｅｓｔｔｈｅｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｆｕｌｌｙｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｒｅａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｔｅｓｔｅｄｓｙｓｔｅｍａｎｄｖｅｒｉｆｙｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＣｍｉｃｒｏ ｇｒｉｄ；ＲＴ ＬＡＢ；ｈａｒｄｗａｒｅｉｎｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｍｕｌｔｉｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｔｅｐｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｍｏｄｅｌ０　引　言近年来分布式新能源发展迅猛，为实现分布式新能源的高效利用，基于分布式光伏、储能等新能源的直流输出特性，直接向直流负载供电，构建局部性的直流供电系统将是一种行之有效的方法，可有效地降低分布式新能源的交直流变换损耗，提高其利用效率［１ ４］。

微电网监控系统第一点：微电网监控系统的概述微电网监控系统是一种新型的能源管理系统，它以微电网为管理对象，通过监控、控制、保护和优化等功能，实现对微电网的高效管理和运行。

微电网是由分布式电源、储能设备、负荷和能量管理系统等组成的，它既可以与传统电网并网运行，也可以独立运行。

微电网监控系统的主要作用是对微电网的各种设备和运行状态进行实时监控，确保微电网的安全稳定运行。

微电网监控系统的主要组成部分包括：数据采集与传输系统、数据处理与分析系统、控制与保护系统、人机交互界面等。

数据采集与传输系统负责实时采集微电网各种设备的运行数据和环境数据，并通过有线或无线的方式进行传输。

数据处理与分析系统对采集到的数据进行处理和分析，提取有用的信息，为控制与保护系统提供依据。

控制与保护系统根据数据处理与分析系统的结果，对微电网进行实时控制和保护，确保微电网的安全稳定运行。

人机交互界面则提供了微电网监控系统与操作人员之间的交互，操作人员可以通过人机交互界面实时查看微电网的运行状态，并进行相应的操作。

微电网监控系统具有以下几个特点：首先，它具有高度的集成性，可以对微电网的各种设备和运行状态进行全面监控。

其次，它具有高度的智能化，可以通过数据处理与分析系统，对采集到的数据进行智能分析，提取有用的信息。

再次，它具有高度的自动化，可以通过控制与保护系统，对微电网进行实时控制和保护，实现微电网的自动化运行。

最后，它具有高度的可扩展性，可以根据微电网的发展和需求，进行相应的功能扩展和升级。

第二点：微电网监控系统的应用微电网监控系统的应用非常广泛，它可以应用于各种场合，如商业建筑、居住小区、工厂、岛屿、偏远地区等。

在这些场合，微电网监控系统可以实现对微电网的高效管理和运行，提高能源利用效率，减少能源浪费，降低能源成本，同时也可以提高电力供应的稳定性和可靠性，减少停电事故的发生。

在商业建筑中，微电网监控系统可以实现对商业建筑的各种设备和运行状态进行实时监控，如空调、照明、电梯等，从而实现对商业建筑的能源管理和节能控制。

微电网中心控制器控制策略研究张韵辉【摘要】在微电网系统分层控制结构中,微电网中心控制器(MGCC)是保证微电网稳定运行的重要设备.研究MGCC对推动微电网发展具有重要意义.通过MGCC实现对微电网的有效管理和控制,重点在于控制策略和能量管理控制装置.在微电网系统硬件结构上,将控制功能分散到分布式电源、负荷、储能单元各个微电网元件,并由MGCC负责集中控制和调度.同时,提出了一种MGCC控制策略,以实现微电网稳定运行及效益的最大化,并保障微电网并/离网状态的无缝切换.针对深圳职业技术学院交直流混合微电网工程,在并网运行、离网运行以及并/离网运行切换三种运行模式、多种运行工况下,对该控制策略进行了在线测试.测试结果证明了MGCC控制策略对微电网系统的有效性与可行性.该控制策略能对微电网中的分布式电源、储能装置、本地负荷等进行有效的协调控制,实现系统稳定、安全、经济运行.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2018(039)007【总页数】5页(P82-86)【关键词】分布式发电;协调控制;交直流混合微电网;微电网中心控制器;储能系统;就地控制器【作者】张韵辉【作者单位】深圳职业技术学院机电工程学院,广东深圳 518055【正文语种】中文【中图分类】TH183.3;TP2730 引言随着清洁能源开发、利用规模的扩大，清洁能源电力并网难题不断显现。

为改善并网的种种弊端，人们已将视角转向微电网技术[1-4]。

微电网的基础是分布式发电。

其实质是小型电网，由各种分布式电源、储能系统、负荷、监控、保护、通信等组成。

通过微电网将分布式电源分散、多点接入配电网，不但有利于清洁能源电力并网消纳，而且能最大限度发挥分布式发电的效能、提高清洁能源的利用效率。

从技术层面看，分布式发电是解决未来能源短缺问题的必经之路，而微电网作为“网中网”的形式，已成为分布式发电供电系统集成技术的核心，也是分布式发电无缝接入大电网的发展趋势[5-7]。

智能电网调度控制系统技术规范第3部分：基础平台1. 引言智能电网调度控制系统是指利用先进的信息通信技术、数据分析算法和控制策略等手段，对电网进行高效可靠的调度和控制，以实现电网的稳定运行和优化管理。

为了确保智能电网调度控制系统的正常运行和高效性，本文档第3部分将介绍基础平台的技术规范。

2. 基础平台概述基础平台是智能电网调度控制系统的核心组成部分，它提供了系统所需的运行环境、数据管理、通信接口等基础功能。

基础平台的设计和实施需要遵循一定的技术规范，以确保系统的稳定性和可靠性。

3. 基础平台技术规范3.1. 运行环境基础平台的运行环境包括硬件和软件两个方面。

3.1.1. 硬件环境基础平台的硬件环境应具备以下要求：•高可靠性：硬件设备应采用可靠的品牌和型号，具备高可用性和容错能力，以确保系统的连续运行。

•高性能：硬件设备应具备足够的计算能力和存储容量，以满足系统对数据处理和存储的需求。

•兼容性：硬件设备应能够兼容系统所需的软件和通信接口。

3.1.2. 软件环境基础平台的软件环境应具备以下要求：•系统稳定性：选择稳定的操作系统和数据库管理系统，以确保系统的稳定性和可靠性。

•安全性：采用安全性能较高的防火墙和安全策略，保护系统免受未授权访问和攻击。

•扩展性：软件环境应具备良好的扩展性，以适应系统规模和功能的变化。

3.2. 数据管理基础平台的数据管理功能是系统的核心功能之一。

3.2.1. 数据采集与存储基础平台应具备数据采集的能力，以从各种设备和传感器中获取数据。

同时，对采集到的数据进行合理的存储和管理，以便后续的数据分析和决策支持。

•数据质量：确保采集到的数据质量良好，数据准确、完整、一致。

•数据存储：选择合适的存储方式和数据结构，以满足系统对数据的存储和检索需求。

•数据保护：对敏感数据进行加密处理，确保数据的机密性和完整性。

3.2.2. 数据分析与决策支持基础平台应具备数据分析和决策支持的功能，以对采集到的数据进行实时分析和处理，为系统的调度和控制提供决策支持。

⅜中国南方电网CHINASOUTHERNPOWERGRID智能化系统（小水电微电网）技术规范书（专用部分）广东电网有限责任公司2023年4月一、工程概述 (1)1.1工程概况 (I)1.2使用条件 (1)二、设备详细技术要求 (2)2.1供货需求及供货范围 (2)2.2标准技术特性参数表 (3)2.3投标人资料提交时间及培训要求 (7)2.4主要元器件来源 (7)2.5备品备件、专用工具和仪器仪表供货表 (8)三、投标方技术偏差 (8)3.1投标方技术偏差 (8)3.2投标方需说明的其他问题 (9)四、设计图纸提交要求 (9)4.1图纸资料提交单位 (9)4.2一次、二次及土建接口要求（适用于扩建工程） (9)4.3设备图纸及资料 (9)五、其他 (10)5.11CC数据文件 (10)一、工程概述11工程概况本技术规范书采购的设备适用的工程概况如下：表1.1工程概况一览表（项目单位填写）1.2使用条件本技术规范书采购的设备适用的外部条件如下：表1.2设备外部条件一览表（项目单位填写）二、设备详细技术要求2.1供货需求及供货范围投标方提供的设备具体规格、数量见表2.1:供货范围及设备技术规格一览表。

投标方应如实填写“投标方保证”栏。

投标人应认真逐项填写技术参数表中投标人响应值，不能空格，也不能以“响应”两字代替，不允许改动项目单位要求值。

如有差异，请填写投标方技术偏差表。

注：需按照以下类型参数填写方式准确填写：1、针对标准值特性“单一”，项目单位无需填写，投标人必须完全响应，如有偏差逐项填写在“3.1投标方技术偏差”部分；2、针对标准值特性“可选”，项目单位可选定参数，投标人必须完全响应，如有偏差逐项填写在“3.1投标方技术偏差”部分；3、针对标准值特性“投标人响应”，有标准参数值要求，投标方需根据自身实际情况，提供限制要求范围内的响应值，同时需将此部分逐项填写在“3.1投标方技术偏差”部分；4、针对标准值特性“投标人提供"，无标准参数值要求，投标方根据实际情况填写投标响应值；5、针对标准值特性“扩建”，项目单位根据原项目情况填写，投标方根据实际情况填写投标响应值；6、针对标准值特性“特殊”，项目单位提出的所有特殊要求，需附对应审批流程，投标方根据实际情况填写投标响应值。

基于PLC的微电网控制系统的设计与实现赵相睿; 杜明星【期刊名称】《《天津理工大学学报》》【年(卷),期】2019(035)006【总页数】6页(P29-34)【关键词】微电网; 三菱电机; 光伏发电; PLC【作者】赵相睿; 杜明星【作者单位】天津理工大学电气电子工程学院天津300384【正文语种】中文【中图分类】TP29随着世界工业急速发展，原先电力系统的弊病逐渐暴露出来.随之分布式发电技术孕育而生且在电气领域崭露头角，但当电网在运行过程中出现问题时其必须马上无缝解列，很大程度地限制了分布式电源的发展.为了调和大电网与分布式电源间的矛盾，电力学者提出微电网作为大电网的有效补充.根据我国特有的供电情况和资源分布来观测，微电网的开发和利用有着很大的空间.我国已经在多个地区开展微电网示范工程的研发及建设并取得不错的成效，本文旨在是读者对微电网有一个整体而深刻的认识，通过实物模型模拟微电网中各个部分进行学习研究，并为未来工业4.0 奠定了基础.1 微电网简介1.1 微电网的概念微电网也被称为微网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统，是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，已经成为输电网、配电网之后的第三级电网，是一种能够实现主动式智能配电网新型的网络结构，智能微电网将是未来主动式智能配电网新的组织形式[1].1.2 微电网的基本内容微电网的元件主要由分布式电源和储能装置组成，其中分布式电源主要包括光伏发电和风力发电，但由于微电源输出的功率有着间歇性和不可预测性的特点，而且负荷的变动也有着一定的随机性.为了确保微电网内的功率平衡，增加储能装置以保证微电网系统供电的持续性与可靠性.其中运用最广泛的有铅酸电池储能、超导储能、超级电容器储能这几种.微电网系统有两种典型的运行模式——并网运行模式和孤岛运行模式.并网运行模式是指微电网通过PCC 点与大电网相连，并向大电网提供自身多产生的电能或者由从电网补充电能来弥补因外界原因自身电量的不足的状况；孤岛运行模式微电网是指其与大电网隔离而独自运转，可分为计划内的孤岛运行和计划外的孤岛运行[2].微电网区别于传统电力系统，主要体现在分布式电源类型的多样性和微电网运行方式的复杂性.而且，微电网有着六个显著的特点：清洁、自治、灵活、可靠、智能、互动[3].1.3 微电网的控制迄今为止，微电源种类多种多样，但微电源大部分受外部因素影响发出的功率是不可控的，需要通过逆变器为代表的电力电子设备进行处理后再与微电网连接，电源能量的控制与变换就通过电力电子技术完成，通过逆变器调节微电源输出可靠的电能.[4]目前微电源的控制方法主要有：恒功率控制、恒压恒频控制和下垂控制.微电网的控制技术是其在运行中的一个关键部分，通过合理的控制技术，微电网能够提升其运行灵活性，并向用户提供高质量的电能.目前常用的控制策略有：主从控制、对等控制、负荷频率二次控制和联络线控制[5].1.4 微电网的发展在我们国家微电网的使用起能够在大电网的安全性和稳定性方面起到重要的作用，是大电网强有力的补充，微电网独有的灵活性和经济型，便于在特殊或偏远地区建立，既能对当地进行电力保障，又能够减少大电网远距离传输的损耗和建设难题.当今是网络化时代，随着规范的完善和技术的进一步发展，以能源互联网为载体的大型智能电网系统将是电力行业的主旋律，基于多种分布式电源的微电网系统作为智能电网的关键构成要素，将得到进一步发展.2 光伏发电系统2.1 光伏跟踪系统的设计通过对光伏跟踪技术的深入研究，跟踪技术也趋于成熟，跟踪精度也越来越准确，按控制方法来分，主要分为光电跟踪、视日运动轨迹跟踪和混合跟踪.根据跟踪设备跟踪结构处机械结构的复杂程度来考虑，其控制跟踪装置的轴数有单轴跟踪和双轴跟踪[6].本次实验设备如下图1 所示，旨在实现该模拟系统的对日跟踪和光伏转换，用于对微电网进行简单的学习研究，故经仔细斟酌后在光伏跟踪模块选用光电跟踪控制方式和东西方向放置的旋转式控制方式，该种方式能够较为明显的展示跟踪效果且节省设备空间.图1 光伏跟踪实验设备图Fig.1 Photovoltaic tracking experimental equipment2.2 光伏发电系统程序流程设计在本节光伏发电系统中，硬件分三个部分进行了选型，伺服定位系统主要有定位模块QD75P4N、伺服放大器MR-J4-10A 和伺服电机HF-KP13；信号采集系统主要有单轴光照传感器RY-KZQ-S、模数转换模块Q64AD 和自制的电压电流检测器；光电逆变系统主要有光伏电池板SL20CE-18P、蓄电池组和逆变器.该系统的整个流程分为两个部分，分别是射灯运行和光伏跟踪，该部分用到两个伺服电机实验动作，其中一个控制射灯的运行，其具体设计流程如图2 所示，如何进行光伏跟踪如图3 所示，重复利用到了定位模块中的位置控制模式，实现了实时的轨迹跟踪.3 风力发电系统3.1 风力发电系统的设计本系统既可用上位机也可以由HMI 人机界面进行控制监视，通过上位机或HMI 控制PLC 向变频器发信号，然后由其控制电动机，进行风力模拟，再由可控直流源给发电机合适的励磁电流，使得发电机发出与市电同辐值同频率的电压，再通过同期表进行观测，当与市电同相位时进行并网操作，最后通过电能表采集数据并由上位机或HMI 进行监视.图4 是风力发电系统的模型图.图2 射灯运行流程图Fig.2 Spotlights flow chart图3 光伏跟踪流程图Fig.3 Photovoltaic tracking flow chart图4 风力发电系统模型图Fig.4 Wind power system model diagram3.2 风力发电系统程序流程设计在本节风力发电系统中，系统所需要硬件分两个部分进行了选型，风力模拟系统主要有数模转换模块Q62DAN、变频器FR-A840 和三相异步电动机；风电并网系统主要有三相同步发电机、直流稳压电源和同期表.该系统的整个流程也分为两个部分，分别是风力模拟和风电并网，这部分用变频器进行风力的模拟，再用PLC 进行程序控制，从而实现实验所需的风力条件，其设计流程如图5 所示.现实生活中，大部分微电网都有并网要求，本实验通过观测三相同期表，采取手动同期并网，其流程如图6 所示，这一部分难度较大，在并网过程中，一定要按照并网操作要求来进行，先用变频器和直流稳压电源给出与市电相同频率和幅值的电能，再观测同期表，等达到相同相位时立即并入市网，否则容易产生危险，还有一点值得注意，就是在接线时一定要确保要并入的相序相同.图5 风力模拟流程图Fig.5 Flow chart of wind simulation图6 风电并网流程图Fig.6 Flow chart of wind power grid connection4 PLC控制系统4.1 PLC控制系统的设计三菱PLC 在使用过程中多用于中小型系统，在搭建系统的过程中，模块种类繁多、选择灵活，固定方式简单，运算速度快，稳定性能高，针对不同的用途有着与之对应地智能模块，程序编写简易，在与外界通信时通过网络地址和站号就可完成，使用颇为便利[7].所以，本课题实验设备基于PLC 的风光互补微电网系统在工程训练中心三菱电机实验室，选用Q 系列PLC 进行对整个系统的控制.4.2 PLC控制系统程序流程设计在本节PLC控制系统中，该系统所需要硬件选型主要有可编程控制器Q02UCPU 和基本I/O 模块，本系统的基本I/O 模块选取的是输入模块QX40 和输出模块QY10[8].该系统根据实验室现有条件选用PLC 对整个系统进行控制，整体的涉及流程如图7 所示，整个微电网系统分成三个部分进行设计控制，分别为光伏发电系统、风力发电系统和监视系统，在这一节中，系统的组态建立尤为关键，组态的建立决定着所选模块在在程序中的X/Y 分配，还有在第一次下载程序是一定要将智能功能模块一起下载到PLC 里.图7 PLC控制系统流程图Fig.7 Flow chart of PLC control system5 监视系统5.1 监视系统的设计在本监视系统中，需要电能表测量的数据有风力发电的基本参数，三相、单相阻性负载的基本参数和三相并网连联络线上的基本参数，其数据经由RS485 总线传送给串行口通信模块QJ71P24N，并把监视值显示在人机界面上.图8 是监视系统的模型图.5.2 监视系统程序流程设计图8 监视系统模型图Fig.8 Monitor the system model diagram在本节监视系统中，构建系统所需要的硬件有海恩德电能表、串行口通信模块QJ71C24N 和人机界面GS2110-WTBD.在该系统中，实现了对整个微电网的数据监视，确保了信息的实时处理与系统的安全监测，其整体的设计流程如图9 所示.其中在这个系统中，值得注意的是对电能表的设置时，因为同时通过总线RS-485 跨接多个电能表，所以站号的设置不能重复，串行口通信模块QJ71C24N 与海恩德电能表波特率的设置一定要一致，否则没法实现通信.图9 监视系统流程图Fig.9 Flow chart of monitoring system6 经济性分析本课题在对设备搭建时所消耗资金为30 483.23元，但是由于受到实验室现有实验条件的制约，很多设备是根据实验室现有设备进行选取的，总而言之，若能够进行最优选取，那么实验设备搭建的经费将进一步降低，预计可以降低至25000 元以内.图10和图11 是外界厂家所承包教学实验实训平台所需要的价位.图10 风光互补教学实验实训平台Fig.10 Wind-solar complementary teaching experiment and training platform图11 光伏离并网追日发电系统Fig.11 Photovoltaic off-grid solar tracing generation system由图10 和图11 可知，和外界厂家相比，本课题所构建的基于PLC 的微电网系统在价格上不仅大幅度降低，只有外部厂家所承包的教学实验实训平台的一部分费用，而且功能更为全面.7 结论这次的课题研究规模总体比较复杂，涉及到的知识面比较广泛，可以说这次的毕业设计不仅仅是对自己大学四年的考验，也是将这四年来的学习进行融会贯通的一个过程.在本次课题研究与实践中，学会了PLC 的多种编程方法，对PLC 的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解.在对理论的运用中，提升了我的工程素养，在没有真正动手以前，我所掌握都是思想层面上的，对一些细节没有深刻的理解，通过这次实践我对PLC 的理解与运用得到加强，弥补了实践与理论的差距.本课题只能够满足微电网的部分要求，微电网未来的发展会趋于供给能源进一步多样化，控制方式更加智能化，系统规模更加整体化.希望以后有机会能够对课题的未来发展趋势智能微电网做更深一步的研究与学习.参考文献：【相关文献】［1］武汉华电高科电气设备有限公司.一文看懂什么是微电网［J］.北极星电力新闻中心，2018，18（3）：153-157.［2］牟晓春.微电网综合控制策略的研究［D］.吉林：东北电力大学，2011.［3］李越嘉，杨莹，常国祥.微电网技术在中国的研究应用现状和前景展望［J］.中国电力，2016，49 （S1）：154-158，165.［4］李献伟，李保恩，王鹏.微电网技术现状及未来发展分析［J］.通信电源技术，2015，32（5）：202-207.［5］郭昊.孤岛式交流微电网控制技术研究［D］.济南：山东大学，2016.［6］张博.自动跟踪式光伏发电系统研究［D］.重庆：重庆大学，2016.［7］陈苏波，杨俊辉，陈伟欣，等.三菱PLC 快速入门与实例提高［M］.北京：人民邮电出版社，2008.［8］陈亚林，朱旭平，陈玉霞，等.PLC 编程及应用实战［M］.北京：电子工业出版社，2011.。

一、微电网可以解决的问题(1)增强源网荷储灵活性(小时间尺度，分钟-小时)(2)增强源荷昼夜匹配性(中时间尺度，天)(3)提高异常天气供电韧性(大时间尺度，周)(4)提高定制化供电可靠性(更大时间尺度，年)二、平台的特点(1)方便➢基于HTML5页面开发➢浏览器访问➢多客户端访问➢手机APP访问➢语音播报➢报警订阅➢矢量图➢分类分级报警➢报警联动工单➢多种报警方式➢集团化管理(2)灵活➢跨平台部署(Windows、Linux及国产操作系统标题栏定义、首页定义、图形配置、远程维护菜单管理，个性化定制➢失电报警➢数据加密(硬件或软件加密)➢用户密码管理➢遥控密码管理➢完整的操作记录(4)可靠➢断点续传➢数据压缩➢失电报警(5)高效➢看板管理➢秒级刷新(6)全面➢功能全面，覆盖企业内部用电管理全过程➢协议全面➢设备全生命周期➢菜单权限、功能权限、数据权限，全面的权限管理➢多语言➢多主题➢联动控制➢视频联动➢电气综合管理、集中监控、统一运维(1)功能01 储能监控➢实时监测：PCS和电池的运行状态，包括运行模式、功率控制模式，功率、电压、电流、频率等预定值信息、储能电池充放电电压、电流、SOC、温度、压力、流量。

➢故障告警：储能电池充放电状态、交/直流过压/欠压、交/直流过流、频率过/欠告警、过温、过载、漏电保护等。

➢远程控制：PCS启动、停止、功率设定、装置运行参数设定。

(2)功能02 电瓶车及电动汽车充电管理➢电瓶车充电解决方案✧电瓶车充电桩支持多路插座输出，满足多车同时充电，实现集中充电管理，减少私拉乱接。

✧通过满电自停、过载保护、短路保护等功能减少电气火灾发生风险和人生安全事故，异常状态远程报警。

✧支持投币、刷卡、微信/支付宝扫码等多种支付手段。

➢电动汽车充电解决方案✧提供交/直流充电桩，满足不同充电功率的要求，产品取得国网一纸证明。

✧支持预约充电，实现定时、定量、定金额充电，可设置全时段单价和分时段单价设置。

一种基于TMS320F28377D型微控制单元的低成本控制器
软件方案设计
付建国;李益;李程;周斌
【期刊名称】《控制与信息技术》
【年(卷),期】2022()3
【摘要】目前工业实时控制器采用“ARM+DSP+FPGA”软件架构,存在数据流复杂、开发难度大以及成本高等缺点。

对此,文章提出一种基于TMS320F28377D型微控制单元的控制系统平台软件方案设计。

其利用TMS320F28377D的双核特性并辅以硬件协议栈芯片实现以太网通信,用其中一个内核完成电机算法控制,另一个内核实现逻辑程序控制、波形监视、故障记录以及对外通信等功能。

该平台既满足了工业实时控制器的功能需求,又极大地简化了控制系统的数据流,降低了控制器平台软件开发难度,平台的开发人员数量由原来的3位减少到1位,使得产品成本得到极大程度的降低。

基于该控制器软件架构的逻辑及控制软件已在空调螺杆机变频器产品中得到了有效的应用,验证了该控制器方案的可靠性。

【总页数】6页(P92-97)
【作者】付建国;李益;李程;周斌
【作者单位】中车株洲电力机车研究所有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
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5.一种基于AUTOSAR的电机控制器软件架构设计
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微电网动态控制要求1 范围本指导性技术文件对微电网动态控制的功能和性能提出了要求。

本指导性技术文件适用于35kV及以下电压等级的交流微电网，包括并网型及独立型微电网。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差GB/T 15945-2008 电能质量电力系统频率偏差GB/T 34930-2017 微电网接入配电网运行控制规范GB/T 38953-2020 微电网继电保护技术规定3 术语和定义下列术语和定义适用于本指导性技术文件。

3.1微电网动态扰动 (microgrid)dynamic disturbance由于可再生能源发电功率输出占比足够高、非线性负荷、计划孤岛、可再生能源的间歇性和输出功率波动性以及主网侧故障等因素引起的微电网电压和电流的持续变化，该变化的持续时间在50毫秒到2秒之间。

[来源：IEC/TS 62898-3-1,3.7]3.2微电网暂态扰动 (microgrid)transient disturbance由于主要发电或者负荷操作、非计划孤岛以及故障而引起的突然和严重的电压电流改变，表现为幅值和相位的大幅改变，过程持续时间为0到50毫秒。

[来源：IEC/TS 62898-3-1,3.26]3.3微电网动态控制 microgrid dynamic control针对微电网频率、电压、并网点功率等关键运行参数实施的持续闭环控制。

3.4控制响应时间 control response time发生阶跃扰动后，完成90%调节量所需的时间。

4 总体要求154.1微电网动态控制应能平抑微电网动态扰动，包括可再生能源输出功率占比足够高、非线性负荷、计划性孤岛、可再生能源输出功率的间歇性/不确定性和波动性、非线性负荷对系统电能质量造成影响、电网侧出现故障等。

智能微电网控制技术研究一、智能微电网控制技术的基本理念智能微电网控制技术是指通过先进的信息通信技术和控制策略，对微网中的各种设备进行精密的监控和调节，实现微电网内外部之间的协同管理和优化控制，从而确保微电网系统在不断变化的环境和负荷条件下，能够稳定可靠地运行。

该技术的基本理念包括以下几个方面：1. 自主管理：智能微电网控制技术通过智能化的控制算法和策略，使得微电网内部的各种电力设备能够自主协调，实现电力资源的最优配置和调度。

2. 信息互联：智能微电网控制技术通过高效的信息通信技术，实现微电网内各个设备之间的信息共享和互联，以及与外部电网系统的协调联动。

4. 自适应优化：智能微电网控制技术能够根据外部环境和内部负荷的变化，自适应地调整微电网系统的运行策略和控制参数，以达到最优的系统效率和稳定性。

1. 智能化调度算法：智能微电网控制技术需要设计高效的调度算法，实现对微电网内部各种电力资源的智能管理和调度。

其中包括能源预测算法、负荷预测算法、分布式能源优化调度算法等。

4. 智能化设备控制技术：智能微电网控制技术需要设计智能化的设备控制技术，实现微电网内部各种电力设备的智能化监控和控制。

如智能化逆变器控制技术、分布式发电系统控制技术等。

5. 智能化运行管理系统：智能微电网控制技术需要设计智能化的运行管理系统，实现对微电网整体运行状态和负荷需求的实时监测和管理。

1. 大数据技术的应用：随着大数据技术的不断发展和普及，智能微电网控制技术将会借助大数据技术，实现对微电网系统运行状态和负荷需求的实时监测和预测，为系统调度和管理提供更为精准的数据支持。

2. 人工智能技术的应用：人工智能技术的飞速发展将为智能微电网控制技术注入新的活力，包括智能调度算法、智能优化算法、智能故障诊断等方面的应用。

3. 区块链技术的应用：区块链技术具有去中心化、不可篡改、安全可靠的特点，将在智能微电网控制技术中发挥重要作用，实现微电网内部各种电力资源的安全共享和交易。

基于PLC的微电网控制系统设计摘要：本设计是一个包含了风电控制、太阳能控制、逆变输出等环节的风/光/储微电网系统，风力发电机发出的电能经过风电充电控制器对蓄电池进行充电;光伏发电系统发出的电能经过光伏充电控制器对蓄电池进行充电。

电池电压由逆变器逆变成220V交流电，每套供电系统由投切开关与负载连接。

该系统能实时监控光伏电池、蓄电池以及风力发电机的电压电流数据并进行状态转换，同时光伏板安装在能上下、左右旋转的工作台上可以实时跟踪太阳的轨迹,获得最大光伏发电效率，该系统可用于海岛、无人值守基站等场合,具有良好的实际推广应用价值。

？P 键词:光伏发电，风力发电，PLC，伺服控制,人机界面中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1实物介绍本装置包括光伏发电控制系统、风力发电控制系统、蓄电池输出控制系统以及人机界面等组成部分.光伏发电控制系统由两台伺服控制电机以及光伏发电控制模块组成.两台伺服电机控制光伏板的左右、上下旋转角度，用于追踪太阳的位置。

光伏发电控制模块用于确定何时进行光伏发电操作。

本环节能够完成实时的位置追踪以及最大功率追踪两种追踪模式。

风力发电控制系统由风力发电机以及风力发电充电控制模块组成。

风力发电机发出电压,实现对蓄电池充电，风力发电控制模块用于确定何时进行风力发电操作。

蓄电池输出控制系统包含蓄电池输出控制模块以及逆变器、负载灯等部分，蓄电池输出控制模块负责何时进行放电输出.人机界面包括主界面、数据采集.2系统硬件设计2。

1 系统硬件结构设计本系统采用三菱Q系列PLC为系统控制核心，用触摸屏GOT1000为人机界面,光伏板转动定位采用定位模块QD752N。

由于需要测量光伏电池、蓄电池以及风力发电机三个单元的电压、电流参数，故设置了六组变送器，通过Q64AD模块进行模数转换后送PLC，因风力发电难以调试，我们添加了一台变频器驱动的三相电扇来模拟实际的风（调试完成可以拆除）。

系统硬件组成如图2—1所示。

微电网系统设计技术手册一、引言微电网系统是一种具有自主控制能力、可实现本地区域内电力的可靠供应和高效利用的集成能源系统。

本手册旨在介绍微电网系统的设计技术，包括系统组成、设计原则、关键技术等内容，以帮助读者全面了解微电网系统，并为实际项目设计提供指导。

二、微电网系统组成微电网系统由多个能源组件和电力设备组成，主要包括以下几个方面：1. 主电源微电网系统的主电源通常是可再生能源发电装置，如太阳能、风能发电系统。

主电源能够根据能源供给和消耗的情况自主调节运行模式，以满足需求并确保系统的可靠性。

2. 能量存储系统能量存储系统能够存储主电源产生的多余电能，并在当主电源供电不足时释放储存的能量。

主要的能量存储设备包括电池、超级电容等，其选择应根据系统需求和经济性进行综合考虑。

3. 负荷微电网系统的负荷包括低压负荷和高压负荷两个部分。

低压负荷一般包括居民用电负荷、商业用电负荷和工业用电负荷等。

高压负荷通常包括公共设施用电负荷、城市照明负荷等。

4. 智能电网管理系统智能电网管理系统是微电网系统的核心，主要负责监控和控制微电网系统的运行状态，动态平衡能量供应和负荷需求，同时实现与外部电网的互联互通。

三、微电网系统设计原则在进行微电网系统设计时，应遵循以下几个原则：1. 可靠性微电网系统需要确保能够在故障或断网情况下，以自主供电的方式保持负荷用电。

因此，设计时应充分考虑到电力设备的冗余性，采用多重备份和智能切换技术，保证系统的可靠性和稳定性。

2. 可扩展性微电网系统的设计应具备良好的扩展性，能够根据实际需求进行容量的扩展和功能的增加。

设计时，应考虑到不同能源组件和负荷的接入，保证系统在未来的发展中能够满足新的需求。

3. 经济性微电网系统的设计应在综合考虑系统性能和经济效益的基础上进行。

在选用设备和技术时，应充分考虑成本、效率、寿命等因素，以实现最佳的经济效益。

四、微电网系统关键技术微电网系统设计中的关键技术主要包括以下几个方面：1. 能量管理与调度技术能量管理与调度技术是实现微电网系统高效运行的核心。

智能微电网的保护和控制技术研究摘要：智能微电网作为新一代的分布式能源系统，在解决能源供应不足、能源管理方式落后、能源浪费等问题方面具有重要的作用。

但是其面临着复杂多变的运行环境和安全风险，因此保护和控制技术成为智能微电网设计的重点和难点。

本文从智能微电网的保护和控制需求入手，分析了智能微电网的保护和控制技术应用现状和发展趋势，探讨了目前面临的挑战和主要解决方案，并对未来的发展方向进行了展望。

关键词：智能微电网；保护；控制；技术正文：一、智能微电网的保护需求智能微电网是由多种类型的电源、储能装置和负荷组成的多能源、多元化的能源系统。

它的运行环境复杂，受到天气、负荷变化、电网故障等多种因素的影响。

因此，保护是智能微电网必不可少的一部分，它能够保证智能微电网在各种异常情况下的安全稳定运行，避免损失和事故的发生。

智能微电网的保护需求包括：过电流保护、过电压保护、欠电压保护、过负荷保护、短路保护、开路保护等。

其中，过电流保护是智能微电网最常见的保护方式，它能够及时切断失控的电流，保护设备不受过电流的损害。

欠电压保护与过电流保护相似，它可以避免设备运行时出现电压不足的情况。

过负荷保护则是针对负荷运行时所承受的电流或功率过大的情况，它可以切断电路，保护设备的安全运行。

二、智能微电网的控制需求智能微电网不仅需要合理的保护措施，还需要有效的控制技术。

智能微电网的控制需求包括：调度控制、电能管理和负载均衡等方面。

其中，调度控制可以实现对电源、负荷和储能装置的有效调度，使得各种能源之间协调工作，避免能源浪费，提高能源利用效率。

电能管理则是指通过对电能的收集、处理和传输等方式，对智能微电网的电力产生、消耗和储存进行有效的管理。

负载均衡则可以解决智能微电网中负载不均匀的问题，使得各个电源能够充分利用，并保证负载平衡。

三、智能微电网的保护和控制技术现状与发展趋势目前，智能微电网的保护和控制技术已经得到了广泛应用。

智能微电网的保护和控制系统主要分为硬件和软件两个层面。