發(fā)布時(shí)間: 2021-11-08 點(diǎn)擊次數(shù): 1981次
一、產(chǎn)品概述
ST-720微電網(wǎng)能量時(shí)時(shí)控制系統(tǒng),具備控制、保護(hù)、測(cè)量、監(jiān)視、通信等功能,通過協(xié)調(diào)控制光伏、儲(chǔ)能、充電樁以及可控負(fù)荷,可實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)化運(yùn)行,有助于提高用戶的經(jīng)濟(jì)收益以及電網(wǎng)對(duì)分布式電源的接納能力和清潔能源的利用率。
微電網(wǎng)可以運(yùn)行在并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種模式。其中,并網(wǎng)狀態(tài)主要以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化為控制目標(biāo),離網(wǎng)狀態(tài)以安全穩(wěn)定為控制目標(biāo)。當(dāng)微電網(wǎng)并網(wǎng)至離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí),進(jìn)行并網(wǎng)控制,減少切換時(shí)的沖擊和振蕩,確保運(yùn)行模式切換過程中的平穩(wěn)過渡。
二、主要功能
1、控制功能
(1)并網(wǎng)運(yùn)行控制
a)聯(lián)絡(luò)線功率控制
為了避免聯(lián)絡(luò)線功率的大幅變化對(duì)配網(wǎng)潮流產(chǎn)生影響,通過調(diào)節(jié)儲(chǔ)能和DG的功率,使PCC點(diǎn)功率維持在預(yù)定的范圍,使微網(wǎng)成為一個(gè)可控源/負(fù)荷,從而使得分布式電源友好的接入電網(wǎng)。
b)儲(chǔ)能管理
平抑波動(dòng):光伏具備出力隨機(jī)性和波動(dòng)性的特點(diǎn),影響微網(wǎng)的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性。儲(chǔ)能具備動(dòng)態(tài)吸收和釋放功率的能力,控制器通過設(shè)置特定的策略,控制儲(chǔ)能吸收風(fēng)光出力的波動(dòng),實(shí)現(xiàn)了風(fēng)光的平滑出力。
削峰填谷:控制器可以根據(jù)調(diào)度下發(fā)的削峰填谷曲線控制儲(chǔ)能出力,使微網(wǎng)成為配網(wǎng)系統(tǒng)的好公民。也可以就地設(shè)置峰谷出力曲線,峰電價(jià)時(shí)發(fā)電,谷電價(jià)時(shí)吸電,獲取峰谷電價(jià)差利潤,提高微網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。
c)AGC/AVC能量調(diào)度功能
接受電網(wǎng)調(diào)度指令或根據(jù)就地電壓,控制儲(chǔ)能和DG的功率,為電網(wǎng)提供調(diào)壓服務(wù)。
(2)離網(wǎng)運(yùn)行
a)電壓緊急控制
微網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí),功率缺額或者過剩導(dǎo)致電壓急劇變化,影響微網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷的正常運(yùn)行,甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。為此配置了電壓緊急控制,通過控制儲(chǔ)能出力、快速甩負(fù)荷和解列DG,平衡微網(wǎng)內(nèi)功率需求,使得電壓恢復(fù)到允許的運(yùn)行范圍內(nèi)。
b)光伏限功率控制
當(dāng)光伏出力超過儲(chǔ)能的可調(diào)能力時(shí),自動(dòng)控制光伏降低出力從而提高維持系統(tǒng)穩(wěn)定有運(yùn)行。
(3)黑啟動(dòng)控制
系統(tǒng)需具備黑啟動(dòng)控制功能,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制失敗后系統(tǒng)的自我恢復(fù)。
(4)暫態(tài)過程
a)微網(wǎng)運(yùn)行模式切換
包括計(jì)劃性并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)、離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng),非計(jì)劃性并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)運(yùn)行模式切換,保障系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。
根據(jù)微電網(wǎng)分布式電源配置、負(fù)荷情況以及網(wǎng)架特點(diǎn),分別提供微電網(wǎng)在孤島運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)可行的能量調(diào)度模式,并實(shí)現(xiàn)兩種運(yùn)行狀態(tài)下可行集內(nèi)各模式的任意選擇和切換,同時(shí)要給出該模式下包括微源和微網(wǎng)的所有運(yùn)行控制策略。
b)同期并網(wǎng)
孤島轉(zhuǎn)并網(wǎng)時(shí),系統(tǒng)可以通過控制器與儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制,實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)安全并網(wǎng)。
c)緊急控制
當(dāng)微電網(wǎng)出現(xiàn)短路故障、分布式電源突然退出運(yùn)行或出力劇烈波動(dòng)、大負(fù)荷的突然投入或退出等異常情況導(dǎo)致微電網(wǎng)陷入崩潰狀態(tài),通過結(jié)合配電自動(dòng)化系統(tǒng),采取相應(yīng)的緊急控制策略或措施,避免事態(tài)的進(jìn)一步惡化和微電網(wǎng)大面積停電。
當(dāng)微網(wǎng)由于有功缺額引起電壓下降時(shí)。裝置自動(dòng)根據(jù)電壓降低值切除部分電力用戶負(fù)荷,確保系統(tǒng)內(nèi)電壓穩(wěn)定。
應(yīng)具備微網(wǎng)內(nèi)各分支開關(guān)遙控及切負(fù)荷開出的節(jié)點(diǎn)。
2、保護(hù)功能
過流保護(hù)、低/過電壓保護(hù)、逆功率保護(hù)、防孤島保護(hù)、非電量保護(hù)等。
3、監(jiān)視與測(cè)量功能
(1)能夠監(jiān)測(cè)PCC點(diǎn)電壓、電流、有功、無功、功率因素以及電度量;
(2)斷路器位置監(jiān)視、CT斷線監(jiān)視、PT斷線監(jiān)視等;
(3)支持SNTP同步對(duì)時(shí)方式。
4、通信功能
配置一路100Mbps電以太網(wǎng)口進(jìn)行第三方接口通訊,配置一路EtherCAT總線進(jìn)行對(duì)下能量控制,第三方支持IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、IEC61850、modbus、OPCUA規(guī)約。
5、軟件配置
(1)支持HZPACIEC61131-3五種編程語言,控制邏輯可靈活組態(tài),易于為用戶作特定邏輯開發(fā);
(2)豐富的通信接口和通信規(guī)約,滿足現(xiàn)場(chǎng)不同廠家、不同類型的變流器以及其他設(shè)備的通信接入;
(3)兼容EtherCAT從站模塊、所有電力、IO模塊可靈活選配,滿足不同容量微網(wǎng)的需求。
三、微電網(wǎng)典型應(yīng)用及產(chǎn)品原理圖
1、微電網(wǎng)典型配置
微電網(wǎng)典型配置由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、能量控制裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。微電網(wǎng)中的電源多為容量較小的分布式電源,即含有電力電子接口的小型機(jī)組,包括微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、光伏電池、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及超級(jí)電容、飛輪及蓄電池等儲(chǔ)能裝置。典型配置如下圖所示:
2、微電網(wǎng)能量實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)原理
ST-720微電網(wǎng)能量實(shí)時(shí)控制系統(tǒng),采用可編程的HZPAC軟件,配置基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的QT810PAC控制器,現(xiàn)場(chǎng)基于光纖以太網(wǎng),采用高速EherCAT總線技術(shù),末端配置QT720X系列IO及電量采集模塊,構(gòu)成一個(gè)實(shí)時(shí)的控制系統(tǒng),系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下所示:
四、能量控制器及可編程軟件
1、QT810PAC控制器
2、HZPAC可編程軟件
HZPAC編程系統(tǒng),具有五種代碼編譯編程系統(tǒng)、插件及易裝包管理系統(tǒng)、總線組態(tài)系統(tǒng)、HMI組態(tài)系統(tǒng)、Python腳本接口、支持FMU規(guī)范、具有Modbus/OPCUA信息化接口、IEC61131標(biāo)準(zhǔn)功能塊庫、PLCopen標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)控制庫和功能安全庫等功能模塊。
可將軟件人員智慧結(jié)晶封裝成功能塊庫并以易裝包方式發(fā)布,實(shí)現(xiàn)了“機(jī)生蛋、蛋孵機(jī)”的數(shù)字資產(chǎn)迭代,系統(tǒng)內(nèi)置的運(yùn)動(dòng)庫HZMC和安全庫HZSF就是用HZPAC編程系統(tǒng)開發(fā)并打包的,這兩個(gè)庫也以易裝包形式供用戶訂閱下載升級(jí),因此HZPAC具有*的開放性。
3、QT720X系列電力量采集模塊
QT720X系列IO及電力量采集模塊,是基于標(biāo)準(zhǔn)EtherCAT從站設(shè)計(jì),具有豐富的多樣化的模塊選型和匹配,其中包括:三相電流電壓、功率、相位、頻率、開關(guān)IO等信號(hào)量。可以多個(gè)模擬進(jìn)行級(jí)聯(lián),時(shí)間相應(yīng)小于100納秒,具有高精度、強(qiáng)實(shí)時(shí)性優(yōu)勢(shì)。