研旭智能微電網(wǎng)控制仿真平臺(tái)

公司簡(jiǎn)介

南京研旭新能源科技有限公司由南京研旭電氣科技有限公司全資投資成立，主要專(zhuān)注于太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源電源產(chǎn)品以及相關(guān)機(jī)電節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、服務(wù)和投資，公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)實(shí)力雄厚，與國(guó)內(nèi)多所知名大學(xué)和研究院有良好合作，公司生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，服務(wù)到位，具有性?xún)r(jià)比較高的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品與服務(wù)受到廣泛客戶(hù)的好評(píng)以及業(yè)界的稱(chēng)贊。

公司自成立以來(lái)，已形成五大獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，具有超高性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品系列，主要產(chǎn)品如下，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，新能源實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，新能源系統(tǒng)集成方案，推出的產(chǎn)品在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室以及工程中得到使用，獲得好評(píng)。在當(dāng)前階段，研旭將精力主要集中于中小功率的新能源技術(shù)以及產(chǎn)品的推廣、應(yīng)用、研發(fā)、生產(chǎn)，期待能將太陽(yáng)能、風(fēng)能這樣的可再生潔凈能源能以極高性?xún)r(jià)比為廣大民眾服務(wù)，為社會(huì)服務(wù)。

“激流勇進(jìn)，合作共贏(yíng)”，在新時(shí)代的浪潮中，研旭將是一個(gè)勇敢的、熱忱的、開(kāi)放的弄潮兒，期冀著研旭能為各新老客戶(hù)帶來(lái)更好，性?xún)r(jià)比更高的新能源產(chǎn)品，也希望著研旭如那初升旭日，冉冉升起，不斷溫暖大家。

背景介紹

隨著光伏、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，分布式發(fā)電日漸成為滿(mǎn)足負(fù)荷增長(zhǎng)需求、提高能源綜合利用效率、提高供電可靠性的一種有效途徑，并在配電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。但分布式發(fā)電的大規(guī)模滲透也產(chǎn)生了一些負(fù)面影響，如單機(jī)接入成本較高、控制復(fù)雜、對(duì)大系統(tǒng)的電壓和頻率存在沖擊等。這限制了分布式發(fā)電的運(yùn)行方式，削弱了其優(yōu)勢(shì)和潛能。微網(wǎng)技術(shù)為分布式發(fā)電技術(shù)及可再生能源發(fā)電技術(shù)的整合和利用提供了靈活、高效的平臺(tái)。

微電網(wǎng)系統(tǒng)被視為未來(lái)智能電網(wǎng)的最重要一環(huán)，可以有效地實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)電力能量的轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)能量的削峰填谷。微網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用是在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)生產(chǎn)模式基礎(chǔ)上增加一個(gè)存儲(chǔ)電能的環(huán)節(jié), 使得原來(lái)幾乎完全剛性的系統(tǒng)變得柔性起來(lái)，可以讓整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行更加合理，在用電高峰期，微網(wǎng)系統(tǒng)可以為負(fù)載提供能量；在負(fù)荷低谷期，微網(wǎng)系統(tǒng)可以將電網(wǎng)中多余的能量存儲(chǔ)起來(lái)。另外，在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，許多分布式電源會(huì)硬性的將產(chǎn)生的電能輸送給電網(wǎng)，電網(wǎng)智能被動(dòng)承受，因此分布式電源輸出的電能質(zhì)量很大程度影響著電網(wǎng)系統(tǒng)。增加微網(wǎng)系統(tǒng)，可以有效的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的有功、無(wú)功，對(duì)電網(wǎng)中電能質(zhì)量改善起到一個(gè)調(diào)節(jié)器的作用。

系統(tǒng)總體方案闡述

系統(tǒng)概述

微電網(wǎng)是一組微電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的小型電力系統(tǒng)。微電網(wǎng)把分布式電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能設(shè)備及控制系統(tǒng)等結(jié)合起來(lái)，涉及電力系統(tǒng)發(fā)電、儲(chǔ)能、配電、用電、調(diào)度、通信六大專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。微電網(wǎng)具有廣闊的應(yīng)用前景。其核心功能是大量接入風(fēng)電、太陽(yáng)能等分布式發(fā)電系統(tǒng)，是提高分布式電源滲透率的有效手段，還可以控制 PCC 點(diǎn)與公共電網(wǎng)的交換功率，為公共電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“ 負(fù)荷調(diào)度”提供重要技術(shù)手段。

微電網(wǎng)支持并網(wǎng)和孤網(wǎng)兩種運(yùn)行模式。在并網(wǎng)工作模式下，一般與中、低壓配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，互為支撐，實(shí)現(xiàn)能量的雙向交換。在外部電網(wǎng)故障情況下，可轉(zhuǎn)為孤網(wǎng)運(yùn)行模式，繼續(xù)為微網(wǎng)內(nèi)重要負(fù)荷供電，提高重要負(fù)荷的供電可靠性。通過(guò)采取先進(jìn)的控制策略和控制手段，可保證微網(wǎng)高電能質(zhì)量供電，也可以實(shí)現(xiàn)兩種運(yùn)行模式的無(wú)縫切換。

系統(tǒng)功能與特點(diǎn)

可實(shí)現(xiàn)光伏、風(fēng)電、蓄電池、超級(jí)電容、燃料電池、柴油機(jī)組、模擬負(fù)載、充電樁等多種一次側(cè)設(shè)備的互聯(lián)，各個(gè)設(shè)備都單獨(dú)可控，通過(guò)61850規(guī)約，實(shí)現(xiàn)四遙數(shù)據(jù)的控制。

可實(shí)現(xiàn)智能并離網(wǎng)（并網(wǎng)與孤島狀態(tài)）切換，既可以并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換，且多種運(yùn)行模式相互自動(dòng)或手動(dòng)方式切換。各子系統(tǒng)可以獨(dú)立完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。

微電網(wǎng)系統(tǒng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的功率大小及方向可調(diào)可控?？蓪?shí)現(xiàn)快速平滑光伏發(fā)電、風(fēng)機(jī)發(fā)電、負(fù)荷變化等造成的功率波動(dòng)。將接入微電網(wǎng)的負(fù)荷進(jìn)行分級(jí)管理實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、顯示、記錄微網(wǎng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，具有本地監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控兩種控制方式。

配備能源管理系統(tǒng)，具備能源管理和策略調(diào)度的功能；

配置專(zhuān)用保護(hù)裝置，在微電網(wǎng)內(nèi)部故障、外部故障情況下，均保證其準(zhǔn)確、快速動(dòng)作，使系統(tǒng)安全運(yùn)行。

開(kāi)放相關(guān)接口,控制器軟、硬件可以根據(jù)項(xiàng)目具體情況進(jìn)行配置、實(shí)施，以適應(yīng)各種項(xiàng)目需求。用戶(hù)也可以通過(guò)遠(yuǎn)程通信的方式，自主對(duì)項(xiàng)目運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行配置、調(diào)節(jié)，便于用戶(hù)進(jìn)行設(shè)備替換和設(shè)備老化調(diào)整。

開(kāi)放光伏、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、pcs系統(tǒng)等軟硬件資料，包括逆變器的板級(jí)硬件原理圖、pcb以及軟件底層驅(qū)動(dòng)源代碼、算法源代碼等；

系統(tǒng)架構(gòu)

研旭微電網(wǎng)系統(tǒng)由風(fēng)電系統(tǒng)（直驅(qū)式和雙饋式）、光伏發(fā)電系統(tǒng)（實(shí)際光伏和模擬光伏）、儲(chǔ)能系統(tǒng)（蓄電池和超級(jí)電容）、微電網(wǎng)中央控制系統(tǒng)、可編程RLC三相負(fù)載，充電樁，配電與保護(hù)系統(tǒng)，上位機(jī)能源管理系統(tǒng)等個(gè)主要部分組成，系統(tǒng)的整體架構(gòu)圖如下：

系統(tǒng)主要部件技術(shù)說(shuō)明及特點(diǎn)介紹

光伏發(fā)電系統(tǒng)（開(kāi)放式）

光伏發(fā)電系統(tǒng)部分主要包括：

光伏電池陣列模擬電源

光伏組件板

三相光伏逆變器

實(shí)驗(yàn)例程和項(xiàng)目

光伏逆變器開(kāi)源軟硬件資料

光伏三相逆變器

研旭光伏三相并網(wǎng)逆變器通過(guò)三相變壓器隔離升壓并網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)光電池最大功率跟蹤控制和并網(wǎng)電流控制。原理框圖如下圖所示：

研旭光伏發(fā)電仿真平臺(tái)主要由IPM逆變功率單元、DSP主控單元、監(jiān)控中心、電抗器、變壓器等幾部分組成。系統(tǒng)的核心為DSP主控單元，其主要功能是：

將直流電能轉(zhuǎn)為與主網(wǎng)電壓同頻同相的交流電能，并饋送給主網(wǎng)，同時(shí)會(huì)監(jiān)測(cè)各類(lèi)故障信息，實(shí)時(shí)保證正常工作；

根據(jù)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）；

將系統(tǒng)工作的所有信息上傳至監(jiān)控中心