專利名稱：適用于不同類型的風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分布式發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，涉及適用于不同類型的風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力需求迅速增長，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，分布式發(fā)電(Distributed Generation, DG)可以提供傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)無可比擬的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,具有污染少、可靠性高、能源利用效率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)分布式電源位置靈活、分散的特點(diǎn)極好地適應(yīng)了分散電力需求和資源分布，延緩了輸、配電網(wǎng)升級(jí)換代所需的巨額投資，它與大電網(wǎng)互為備用也使供電可靠性得以改善。盡管分布式電源優(yōu)點(diǎn)突出，但本身存在諸多問題，如 分布式電源單機(jī)接入成本高、控制困難、對(duì)大電網(wǎng)的沖擊，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，分布式電源必須馬上退出運(yùn)行等，這就大大限制了分布式電源的充分發(fā)揮，也間接限制了對(duì)新能源的利用。為了降低DG帶來的不利影響，同時(shí)發(fā)揮DG積極的輔助作用，一個(gè)較好的解決方法就是把DG和負(fù)荷一起作為配電子系統(tǒng)——微網(wǎng)(Microgrid)。微網(wǎng)是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)。微網(wǎng)是分布式發(fā)電的重要形式之一，微網(wǎng)既可以通過配電網(wǎng)與大型電力網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，形成一個(gè)大型電網(wǎng)與小型電網(wǎng)的聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)(并網(wǎng)模式)，也可以獨(dú)立地為當(dāng)?shù)刎?fù)荷提供電力需求(孤島模式)。例如公開號(hào)為CN102157978A，
公開日為2011年08月17日的中國專利文獻(xiàn)，公開了一種風(fēng)光柴儲(chǔ)孤立微網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)包括鉛酸蓄電池、一組或者多組光伏電池陣列、風(fēng)機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、微網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)、可控負(fù)荷和不可控負(fù)荷，風(fēng)機(jī)為一臺(tái)以上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)或一組以上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其中，鉛酸蓄電池和光伏電池陣列通過各個(gè)前級(jí)雙向DC/DC換流器并入直流母線，然后通過雙向DC/AC逆變器接入交流母線，柴油發(fā)電機(jī)通過AC/DC換流器并入直流母線，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通過AC/DC/AC換流器接入交流母線，微網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)用于控制微網(wǎng)內(nèi)的電壓和頻率保持穩(wěn)定。該方案則是提出的具體的微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，但是針對(duì)這類微網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如果管理能量，合理運(yùn)用，則需要一套監(jiān)控管理方案。因此出現(xiàn)了，公開號(hào)為CN102412594A，
公開日為2012年04月11日的中國專利文獻(xiàn)，公開了一種微網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，所述微網(wǎng)系統(tǒng)包括微網(wǎng)間隔系統(tǒng)、微網(wǎng)主控系統(tǒng)和微網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，微網(wǎng)間隔系統(tǒng)包括連接到低壓母線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏系統(tǒng)、微網(wǎng)負(fù)荷單元、能量型儲(chǔ)能元件和功率型儲(chǔ)能元件，所述方法包括微網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)微網(wǎng)間隔系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控，并且將微網(wǎng)間隔系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)提供給微網(wǎng)主控系統(tǒng)；微網(wǎng)主控系統(tǒng)基于微網(wǎng)間隔系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，判斷是否存在微網(wǎng)內(nèi)部故障；如果微網(wǎng)主控系統(tǒng)確定不存在微網(wǎng)內(nèi)部故障，則微網(wǎng)主控系統(tǒng)判斷是否存在微網(wǎng)外部故障；如果微網(wǎng)主控系統(tǒng)確定不存在微網(wǎng)外部故障，則微網(wǎng)主控系統(tǒng)執(zhí)行削峰填谷控制、功率平滑控制、反轉(zhuǎn)峰谷控制中的至少一種。但是可以明顯看出，該方案中的監(jiān)控系統(tǒng)僅僅只是監(jiān)控各設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，從而通過主控系統(tǒng)來確定故障，并不能達(dá)到對(duì)現(xiàn)有微網(wǎng)的控制、監(jiān)視、檢測及合理的能量管理，還不能保證可以在并網(wǎng)和孤島模式下穩(wěn)定運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是結(jié)合我國電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出一種適用于不同類型的風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，通過監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置、配電測控裝置及保護(hù)裝置等起到控制、監(jiān)視、檢測的作用，使微網(wǎng)系統(tǒng)能夠在并網(wǎng)、孤島模式下穩(wěn)定運(yùn)行。為此，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案
適用于不同類型的風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括通信轉(zhuǎn)換模塊、通信總線、總通信轉(zhuǎn)換模塊、監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、遠(yuǎn)程Web服務(wù)器；風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的控制器分別一一對(duì)應(yīng)連接不同的通信轉(zhuǎn)換模塊，通信轉(zhuǎn)換模塊通過通信總線均與總 通信轉(zhuǎn)換模塊連接，總通信轉(zhuǎn)換模塊與監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、遠(yuǎn)程Web服務(wù)器相連。所述通信轉(zhuǎn)換模塊用于實(shí)現(xiàn)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)之間的通信，由于風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的控制器的通信規(guī)約、接口不同，具體的是由通信轉(zhuǎn)換模塊將風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)的控制器的通信規(guī)約、接口轉(zhuǎn)換成與通信總線一致的通信規(guī)約、接口，然后實(shí)現(xiàn)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的控制器與通信總線之間的通信，通過通信總線完成風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)之間的通信。所述總通信轉(zhuǎn)換模塊用于統(tǒng)一傳輸數(shù)據(jù)，將風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、遠(yuǎn)程Web服務(wù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換和存儲(chǔ)。所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于與風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的交互，并存儲(chǔ)運(yùn)行參數(shù)，還與監(jiān)控工作站、遠(yuǎn)程Web服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的交換。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和監(jiān)控工作站上構(gòu)建有風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)，能量管理系統(tǒng)用于完成風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理、控制風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)，使風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)在并網(wǎng)模式、孤島模式下穩(wěn)定運(yùn)行。監(jiān)控工作站還連接有顯示器，監(jiān)控工作站用于實(shí)現(xiàn)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的本地監(jiān)控，通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提供的風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)完成風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理，通過顯示器顯示風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息和統(tǒng)計(jì)信息，以及實(shí)現(xiàn)生成報(bào)表、打印等功能。所述監(jiān)控系統(tǒng)配備有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和冗余數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于存儲(chǔ)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和統(tǒng)計(jì)信息，為風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理提供數(shù)據(jù)；冗余數(shù)據(jù)庫服務(wù)器熱備用，冗余數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步。所述遠(yuǎn)程Web服務(wù)器提供給用戶或操作人員在遠(yuǎn)程Web監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行情況的功能，通過Internet、路由器訪問遠(yuǎn)程Web服務(wù)器，再訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，完成相關(guān)參數(shù)的讀取，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。遠(yuǎn)程Web監(jiān)測主要對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的主要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測以及顯示。為了進(jìn)一步提高通信總線的可靠性，增加了冗余總線，當(dāng)通信總線出現(xiàn)故障時(shí)，冗余總線可以保證通信可靠性。微網(wǎng)各子系統(tǒng)控制器均連接至總通信轉(zhuǎn)換模塊，由總通信轉(zhuǎn)換模塊與上位機(jī)相連，統(tǒng)一完成數(shù)據(jù)傳輸功能，能提高數(shù)據(jù)的可靠性。所述風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、柴油機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置、配電測控裝置及保護(hù)裝置；其中，配電測控裝置通過通信轉(zhuǎn)換模塊、通信總線連接配電通信管理機(jī)，通過配電通信管理機(jī)與總通信轉(zhuǎn)換模塊連接。所述監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程如下首先檢測風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)是否正常，當(dāng)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，通過監(jiān)控系統(tǒng)選擇風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)在并網(wǎng)模式或孤島模式運(yùn)行；當(dāng)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行在并網(wǎng)模式時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)能量管理控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置各子系統(tǒng)的啟、停、功率輸出，檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)， 保證風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)微網(wǎng)運(yùn)行在孤島模式時(shí)，柴油機(jī)組或儲(chǔ)能裝置為主電源，啟動(dòng)整個(gè)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)，然后監(jiān)控系統(tǒng)能量管理控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置各子系統(tǒng)的啟、停、功率輸出，檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，保證風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明對(duì)整個(gè)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、柴油機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置、配電測控裝置及保護(hù)裝置等起到控制、監(jiān)視、檢測的作用，使微網(wǎng)系統(tǒng)能夠在并網(wǎng)模式、孤島模式下穩(wěn)定運(yùn)行；
通過監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)微網(wǎng)各子系統(tǒng)的控制，以及微網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的檢測；
通過Internet訪問遠(yuǎn)程Web服務(wù)器，進(jìn)而訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)；
通過通信轉(zhuǎn)換模塊、總通信轉(zhuǎn)換模塊可以統(tǒng)一數(shù)據(jù)的傳輸，數(shù)據(jù)安全可靠；
通過通信總線和冗余總線的雙總線配合，可以進(jìn)一步提高通信的可靠性，即使通信總線出現(xiàn)故障時(shí)，冗余總線也同樣可以保證通信可靠性。


圖I是風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 圖2是風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)示意圖 圖3是監(jiān)控系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)流向示意圖。
具體實(shí)施例方式風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖I所示，KU K2為并網(wǎng)開關(guān)，K3為模擬負(fù)載開關(guān)，K4^K7為微網(wǎng)各單位并網(wǎng)開關(guān)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置、光伏發(fā)電機(jī)組、柴油機(jī)通過并網(wǎng)開關(guān)(K417)連接在交流母線上；K2為整個(gè)微網(wǎng)的并網(wǎng)開關(guān)，通過控制開關(guān)K2的閉合和斷開，使微網(wǎng)運(yùn)行在并網(wǎng)或孤島模式下；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置、光伏發(fā)電機(jī)組、柴油機(jī)的控制器通過通信轉(zhuǎn)換模塊，使各個(gè)控制器的通信規(guī)約和接口與通信總線一致，再通過通信總線與總通信轉(zhuǎn)換模塊連接，最后連接至工作站和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)構(gòu)建于工作站和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上；為完成微網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)，檢測電網(wǎng)側(cè)(Pl點(diǎn))電壓、電流、有功功率、無功功率等參數(shù)，并網(wǎng)模式運(yùn)行時(shí)整個(gè)微網(wǎng)的輸出(P2點(diǎn))電壓、電流、有功功率、無功功率等參數(shù)，孤島模式運(yùn)行時(shí)整個(gè)微網(wǎng)的輸出(P3點(diǎn))電壓、電流、有功功率、無功功率等參數(shù)，微網(wǎng)各子系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，以及配電測控裝置和保護(hù)裝置等參數(shù)，通過能量管理系統(tǒng)，完成對(duì)微網(wǎng)各單位的控制，從而使微網(wǎng)能夠在并網(wǎng)、孤島模式下穩(wěn)定運(yùn)行。監(jiān)控系統(tǒng)工作站和顯示器主要完成微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)，并顯示微網(wǎng)系統(tǒng)總的運(yùn)行狀態(tài)和主要統(tǒng)計(jì)信息；微網(wǎng)系統(tǒng)配備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和冗余數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于存儲(chǔ)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和統(tǒng)計(jì)信息，為風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理提供數(shù)據(jù)；冗余數(shù)據(jù)庫服務(wù)器熱備用，冗余數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步；遠(yuǎn)程Web服務(wù)器提供給用戶或操作人員在遠(yuǎn)程Web監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行情況的功能，通過Internet訪問遠(yuǎn)程Web服務(wù)器，進(jìn)而訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況的目的。監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、監(jiān)控工作站、遠(yuǎn)程Web服務(wù)器通過通信總線連接在一起，再通過總通信轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)與風(fēng)力機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置、柴油機(jī)的控制器及配電測控裝置和保護(hù)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)起到控制、監(jiān)視、檢測的作用，使微網(wǎng)系統(tǒng)能夠在并網(wǎng)、孤島模式下穩(wěn)定運(yùn)行。圖2是風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)示意圖，配電測控裝置包括了 P1、P2、P3點(diǎn)的參數(shù)檢測，開關(guān)Kf K7的檢測與控制，以及保護(hù)裝置的檢測。、I)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(能量管理系統(tǒng))
數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負(fù)責(zé)進(jìn)行與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置、配電測控裝置的數(shù)據(jù)交互和存儲(chǔ)，并與工作站、遠(yuǎn)程Web服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。能量管理系統(tǒng)構(gòu)建于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和工作站上，完成風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理功能，控制風(fēng)光儲(chǔ)各子系統(tǒng)啟、停、功率控制，使風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行于并網(wǎng)或孤島模式下，并且保證各種模式下，風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的功率平衡。微網(wǎng)系統(tǒng)配備兩臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，一臺(tái)用于完成微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，并存儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和主要統(tǒng)計(jì)信息，另一臺(tái)熱備用，起到冗余作用，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步。2)監(jiān)控工作站
實(shí)現(xiàn)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的本地監(jiān)控，與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器一起構(gòu)建微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，完成微網(wǎng)能量管理功能，使風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)在并網(wǎng)、孤島模式下穩(wěn)定運(yùn)行，并顯示各子系統(tǒng)(風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置、配電測控裝置及保護(hù)裝置)的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息和統(tǒng)計(jì)信息，以及生成報(bào)表、打印等功能。3)遠(yuǎn)程Web服務(wù)器
風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)提供用戶或操作人員在遠(yuǎn)程Web監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行情況的功能。通過Internet、路由器訪問遠(yuǎn)程Web服務(wù)器，再訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，完成相關(guān)參數(shù)的讀取，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。遠(yuǎn)程Web監(jiān)測主要對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的主要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測以及顯示
(1)監(jiān)測顯示風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的當(dāng)前狀態(tài)、當(dāng)前功率以及統(tǒng)計(jì)電量包括日發(fā)電量、總發(fā)電量等參數(shù)；
(2)監(jiān)測顯示光伏發(fā)電機(jī)組的當(dāng)前狀態(tài)、當(dāng)前功率以及統(tǒng)計(jì)電量包括日發(fā)電量、總發(fā)電
量等參數(shù)；
(3)監(jiān)測顯示儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)、當(dāng)前功率以及統(tǒng)計(jì)電量包括累計(jì)充電電量、累計(jì)放電電量等參數(shù)；
(4)監(jiān)測顯示柴油機(jī)組的當(dāng)前功率以及發(fā)電量等參數(shù)；
(5 )監(jiān)測顯示配電測控裝置、開關(guān)量及保護(hù)裝置狀態(tài)等參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)系統(tǒng)各個(gè)部分之間的通信，采用通信轉(zhuǎn)換模塊的方法完成各個(gè)部分之間的組網(wǎng)以及通信的雙冗余設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(該服務(wù)器上運(yùn)行能量管理系統(tǒng))、監(jiān)控工作站、遠(yuǎn)程Web服務(wù)器、配電通信管理機(jī)通過總通信轉(zhuǎn)換模塊互聯(lián)，通過雙通信總線方式實(shí)現(xiàn)冗余；兩臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間通過通信總線相連，一臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器熱備用，起到冗余作用，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步；
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制器通過通信轉(zhuǎn)換模塊，使其控制器的通信規(guī)約、接口滿足通信總線的通信規(guī)約、接口，再連接至總通信轉(zhuǎn)換模塊，與工作站相連，從而實(shí)現(xiàn)工作站對(duì)其的監(jiān)控；
光伏發(fā)電機(jī)組控制器通過通信轉(zhuǎn)換模塊，使其控制器的通信規(guī)約、接口滿足通信總線的通信規(guī)約、接口，再連接至總通信轉(zhuǎn)換模塊，與工作站相連，從而實(shí)現(xiàn)工作站對(duì)其的監(jiān)控；
儲(chǔ)能裝置控制器通過通信轉(zhuǎn)換模塊，使其控制器的通信規(guī)約、接口滿足通信總線的通信規(guī)約、接口，再連接至總通信轉(zhuǎn)換模塊，與工作站相連，從而實(shí)現(xiàn)工作站對(duì)其的監(jiān)控；
柴油機(jī)控制器通過通信轉(zhuǎn)換模塊，使其控制器的通信規(guī)約、接口滿足通信總線的通信規(guī)約、接口，再連接至總通信轉(zhuǎn)換模塊，與工作站相連，從而實(shí)現(xiàn)工作站對(duì)其的監(jiān)控；
配電測控裝置控制器通過通信轉(zhuǎn)換模塊，使其控制器的通信規(guī)約、接口滿足通信總線的通信規(guī)約、接口，再連接至總通信轉(zhuǎn)換模塊，與工作站相連，從而實(shí)現(xiàn)工作站對(duì)其的監(jiān)控；
遠(yuǎn)程Web服務(wù)器通過本機(jī)網(wǎng)卡,與Internet互連。圖3是監(jiān)控系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)流向示意圖。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置、配電測控裝置及柴油機(jī)組與監(jiān)控系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交互是雙向的，微網(wǎng)各單位向監(jiān)控系統(tǒng)上傳微網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)參數(shù)，通過微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的控制邏輯，完成微網(wǎng)各單位的控制指令，再通過監(jiān)控系統(tǒng)向各個(gè)單位發(fā)送運(yùn)行指令(包括對(duì)微網(wǎng)各單位的啟、停、功率控制)，從而使微網(wǎng)系統(tǒng)能夠在并網(wǎng)、孤島模式下穩(wěn)定運(yùn)行。監(jiān)控系統(tǒng)硬件需求中，通信轉(zhuǎn)換模塊、工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及Web服務(wù)器的參數(shù)根據(jù)微網(wǎng)系統(tǒng)各個(gè)單元的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)、傳輸速率、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量等來確定；對(duì)于工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器的主要參數(shù)為CPU、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡以及穩(wěn)定性等指標(biāo)，對(duì)于通信轉(zhuǎn)換模塊、通信總線的主要參數(shù)為傳輸速率、標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約、接口以及穩(wěn)定性等指標(biāo)。通信轉(zhuǎn)換模塊、通信總線必須支持RS232、RS422、RS485、以太網(wǎng)等多種標(biāo)準(zhǔn)接口，PROFIBUS、CAN、MODBUS, 103、104等多種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約之間轉(zhuǎn)換。按照硬件參數(shù)來選取監(jiān)控系統(tǒng)的軟件需求，在工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，通過組態(tài)軟件來完成監(jiān)控系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)、接口通信、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)、邏輯管理等功能，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理功能，控制風(fēng)光儲(chǔ)各子系統(tǒng)啟、停、功率控制，使風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)在并網(wǎng)或孤島模式下能夠穩(wěn)定運(yùn)行。組態(tài)軟件除提供各種標(biāo)準(zhǔn)通訊規(guī)約、運(yùn)行數(shù)據(jù)庫、模擬流程畫面、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)等功能外，還需提供實(shí)用的數(shù)據(jù)庫連接、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)、各種報(bào)表、冗余等功能。組態(tài)軟件來能完成界面編譯功能，通過畫面組態(tài)工具，可以快捷方便的開發(fā)定制圖形視圖應(yīng)用。具備的功能包括靈活方便的模板化設(shè)計(jì)環(huán)境，立體效果的圖形展示；面向 “服務(wù)模式”的可視化系統(tǒng)與視頻、多媒體、GIS系統(tǒng)、進(jìn)行無縫集成；強(qiáng)大的編譯及運(yùn)算引擎；強(qiáng)大的報(bào)警管理功能；完整的冗余與容錯(cuò)技術(shù)，保證數(shù)據(jù)完整性；開放的數(shù)據(jù)接口，強(qiáng)大的組件容器可以很好的和第三方軟件結(jié)合。
組態(tài)軟件具有數(shù)據(jù)采集與驅(qū)動(dòng)功能，用于系統(tǒng)和DCS、PLC等數(shù)據(jù)源之間的數(shù)據(jù)交換，具有自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷平衡功能和斷線數(shù)據(jù)緩沖功能；支持RS232、RS422、RS485、以太網(wǎng)等多種標(biāo)準(zhǔn)接口，以及PROFIBUS、CAN、MODBUS、103、104等多種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約之間的通信；具備在線診斷設(shè)備通訊功能，可以動(dòng)態(tài)的打開、關(guān)閉設(shè)備，通訊故障后具備自動(dòng)恢復(fù)功能；支持控制設(shè)備和控制網(wǎng)絡(luò)冗余，控制設(shè)備進(jìn)行切換時(shí)，通訊會(huì)自動(dòng)切換。組態(tài)軟件具有強(qiáng)大的后臺(tái)腳本支持功能，面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的腳本編譯環(huán)境；類“Basic”的語言環(huán)境，提供面向?qū)ο缶幊谭绞剑荒_本類型和觸發(fā)方式多樣，支持條件動(dòng)作、數(shù)據(jù)變化動(dòng)作、窗口動(dòng)作、循環(huán)動(dòng)作等；腳本支持多種結(jié)構(gòu)，支持?jǐn)?shù)組運(yùn)算和FOR循環(huán)結(jié)構(gòu)；
組態(tài)軟件具有實(shí)時(shí)/歷史曲線的查看及預(yù)測監(jiān)；變量報(bào)警；數(shù)據(jù)導(dǎo)出分析功能；報(bào)表工具；設(shè)備運(yùn)行診斷工具；圖形分析工具；成本核算工具；質(zhì)量分析工具等。Web服務(wù)器平臺(tái)軟件是一個(gè)面向服務(wù)、隨需而變的開放的數(shù)據(jù)發(fā)布平臺(tái)，支持C/S、B/S架構(gòu)，基于web的工藝流程瀏覽，報(bào)警信息瀏覽和趨勢(shì)曲線瀏覽，且所有基于web的瀏 覽都需要用戶一定權(quán)限的安全認(rèn)證。通過企業(yè)的Internet網(wǎng)絡(luò)，在任何一個(gè)科室用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器瀏覽監(jiān)控系統(tǒng)界面，運(yùn)行WEBSERVER的服務(wù)器即成為一臺(tái)Web服務(wù)器，并可以發(fā)布從現(xiàn)場過程畫面轉(zhuǎn)換而來的Web文檔。Web服務(wù)器可支持公司內(nèi)部局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、企業(yè)專線和Modem撥號(hào)等多種連接方式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Web頁面與過程畫面的保持同步一致；快速的數(shù)據(jù)更新；多文檔瀏覽同時(shí)多個(gè)過程畫面；可授權(quán)的用戶安全機(jī)制；簡便的系統(tǒng)開發(fā)和維護(hù)。
權(quán)利要求
1.適用于不同類型的風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括通信轉(zhuǎn)換模塊、通信總線、總通信轉(zhuǎn)換模塊、監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、遠(yuǎn)程Web服務(wù)器；風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的控制器分別一一對(duì)應(yīng)連接不同的通信轉(zhuǎn)換模塊，通信轉(zhuǎn)換模塊通過通信總線均與總通信轉(zhuǎn)換模塊連接，總通信轉(zhuǎn)換模塊與監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、遠(yuǎn)程Web服務(wù)器相連； 所述通信轉(zhuǎn)換模塊用于實(shí)現(xiàn)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)之間的通信，具體的是由通信轉(zhuǎn)換模塊將風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)的控制器的通信規(guī)約、接口轉(zhuǎn)換成與通信總線一致的通信規(guī)約、接口，然后實(shí)現(xiàn)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的控制器與通信總線之間的通信，通過通信總線完成風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)之間的通信； 所述總通信轉(zhuǎn)換模塊用于統(tǒng)一傳輸數(shù)據(jù)，將風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、遠(yuǎn)程Web服務(wù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換和存儲(chǔ)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于與風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的交互，并存儲(chǔ)運(yùn)行參數(shù)，還與監(jiān)控工作站、遠(yuǎn)程Web服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和監(jiān)控工作站上構(gòu)建有風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)，能量管理系統(tǒng)用于完成風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理、控制風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)，使風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)在并網(wǎng)模式、孤島模式下穩(wěn)定運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控工作站連接有顯示器，監(jiān)控工作站用于實(shí)現(xiàn)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的本地監(jiān)控，通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提供的風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)完成風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理，通過顯示器顯示風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息和統(tǒng)計(jì)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述總通信轉(zhuǎn)換模塊通過Internet網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控工作站，遠(yuǎn)程監(jiān)控工作站連接有遠(yuǎn)程監(jiān)控顯示器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控系統(tǒng)配備有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和冗余數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于存儲(chǔ)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和統(tǒng)計(jì)信息，為風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理提供數(shù)據(jù)；冗余數(shù)據(jù)庫服務(wù)器熱備用，冗余數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于通過Internet、路由器訪問所述遠(yuǎn)程Web服務(wù)器，遠(yuǎn)程Web服務(wù)器用于遠(yuǎn)程訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、完成數(shù)據(jù)的讀取、交互，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控系統(tǒng)還設(shè)置有備用的冗余總線，保證通信可靠。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任意一項(xiàng)所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、柴油機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置、配電測控裝置及保護(hù)裝置；其中，配電測控裝置通過通信轉(zhuǎn)換模塊、通信總線連接配電通信管理機(jī)，通過配電通信管理機(jī)與總通信轉(zhuǎn)換模塊連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于工作流程如下首先檢測風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)是否正常，當(dāng)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，通過監(jiān)控系統(tǒng)選擇風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)在并網(wǎng)模式或孤島模式運(yùn)行；當(dāng)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行在并網(wǎng)模式時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)能量管理控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置各子系統(tǒng)的啟、停、功率輸出，檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，保證風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)微網(wǎng)運(yùn)行在孤島模式時(shí)，柴油機(jī)組或儲(chǔ)能裝置為主電源，啟動(dòng)整個(gè)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)，然后監(jiān)控系統(tǒng)能量管理控制風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置各子系統(tǒng)的啟、停、功率輸出，檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，保證風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及分布式發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)，具體是適用于不同類型風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，包括通信轉(zhuǎn)換模塊、通信總線、總通信轉(zhuǎn)換模塊、監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、遠(yuǎn)程Web服務(wù)器；風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的控制器分別一一對(duì)應(yīng)連接不同的通信轉(zhuǎn)換模塊，通信轉(zhuǎn)換模塊通過通信總線均與總通信轉(zhuǎn)換模塊連接，總通信轉(zhuǎn)換模塊與監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、遠(yuǎn)程Web服務(wù)器相連；本發(fā)明對(duì)整個(gè)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、柴油機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置、配電測控裝置及保護(hù)裝置等起到控制、監(jiān)視、檢測的作用，使微網(wǎng)系統(tǒng)能夠在并網(wǎng)模式、孤島模式下穩(wěn)定運(yùn)行；通過監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)微網(wǎng)各子系統(tǒng)的控制，以及微網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的檢測。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102710023SQ201210193929
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者于海坤, 劉征宇, 劉靜波, 唐健, 田軍, 肖文靜 申請(qǐng)人:中國東方電氣集團(tuán)有限公司