• 智能風光柴儲協(xié)調(diào)控制微電網(wǎng)管理系統(tǒng)

• 建設目的

目前，國內(nèi)在分布式電源及微電網(wǎng)技術領域取得了一定成果，特別是各高校、電力公司紛紛進行微電網(wǎng)實驗實驗室建設，開展分布式電源及微電網(wǎng)關鍵技術和應用的研究。

 風光柴儲協(xié)調(diào)控制微電網(wǎng)是由分布式電源系統(tǒng)（光伏、風力、柴油、海流等等不同的能源模式）、混合儲能系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、監(jiān)控與能量管理系統(tǒng)、負荷、測控與保護裝置匯集而成的小型智能的發(fā)配電系統(tǒng)，是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、智能調(diào)配、保護和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤立運行。

  微電網(wǎng)不僅可以解決分布式能源發(fā)電系統(tǒng)的大規(guī)模的接入問題，還為用戶帶來了其他方面的效益，成為電網(wǎng)的有益補充。由于這種系統(tǒng)的潛在優(yōu)勢，作為未來可能的一種能源供應模式，微電網(wǎng)正得到了越來越多的重視。微電網(wǎng)實驗室的建設在拓寬分布式發(fā)電及微電網(wǎng)專業(yè)建設和實驗教學范疇的同時,向社會輸送在微電網(wǎng)及智能電網(wǎng)的研究和工作領域頗具競爭力的人才。符合學校學科建設、科學研究和應用型人才培養(yǎng)的方向與要求。

二、系統(tǒng)結構及電氣結構

   由分布式電源系統(tǒng)（光伏、風力、柴油、海流等等不同的能源模式）、混合儲能系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、監(jiān)控與能量管理系統(tǒng)、負荷、測控與保護裝置匯集而成的小型智能的發(fā)配電系統(tǒng)所組成。

• 智能風光柴儲協(xié)調(diào)控制微電網(wǎng)管理系統(tǒng)特點

（1）實現(xiàn)中小型模擬微電網(wǎng)系統(tǒng)自動供電切換和能量管理；

（2）有效利用分布式電源（光伏、風電、柴油、海流），節(jié)能減排；

（3）電池自動充放電控制；

（4）支持儲能微網(wǎng)優(yōu)先選擇控制；

（5）適合微電網(wǎng)等應用場合的能量管理和監(jiān)控；

（6）支持多種組網(wǎng)方式、多電源備用切換控制、支持分時模式控制、電池自動充放電控制；

（8）多種設備的運行參數(shù)實時顯示；

（9）實現(xiàn)對各發(fā)電單元進行控制。可以通過控制輸入端來模擬現(xiàn)實條件下風速、光照強度、海流速度等參數(shù)發(fā)生變化，系統(tǒng)的輸出功率隨之改變；

四、智能風光柴儲協(xié)調(diào)控制微電網(wǎng)管理系統(tǒng)功能

(1) 光伏供電系統(tǒng)電氣控制原理設計

(2) 光伏電池的輸出功率特性實驗

(3) 垂直軸軸永磁同步風力發(fā)電機的組成安裝實驗

(4) 模擬風場的設計與搭建實驗

(5) 風力供電系統(tǒng)的組成及工作原理

(6) 可變風向和可變風量控制實驗

(7) 風力供電系統(tǒng)電氣控制原理實驗

(8) 風力發(fā)電機輸出特性測試

(9) 柴油發(fā)電系統(tǒng)的組成及工作原理

(10) 海流發(fā)電系統(tǒng)的組成及工作原理

（11）海水流速對海流發(fā)電影響

（12）海流發(fā)電的選址

(13) DSP控制器對蓄電池的放電保護實驗

(14) 蓄電池實際充電檢測實驗

(15) 編程軟件可修改蓄電池充放電

(16) 上位機與各單元通信方式與連接實驗

(17) 能量管理控制器設定實驗

(18) 根據(jù)MPPT算法合理的控制各單元供電的通斷與輸出功率實驗

（19）能量管理控制器原理及電路設計

• 技術參數(shù)

5.1 風力發(fā)電單元

5.1.1風速產(chǎn)生單元

（1）軸流通風機：

流量：19253m3/h

電壓：380V（由變頻器控制）（技術要求：220V交流）

全壓：310Pa

頻率：50Hz

功率：2.2Kw

轉(zhuǎn)速：1450r/min

2）輔助系統(tǒng)：

配置軸流風機支架和軸流風機框罩

3）風速儀

測量范圍：0～60M/S

測量精度：±0.5M/S

顯示分辨率：0.1M/S

5.1.2風力發(fā)電設備

1）垂直軸三相永磁同步風力發(fā)電機，可能通過能量管理控制器對輸出的功率進行控制

輸出功率：100W

輸出電壓：12V

風輪直徑：1.08m

葉片數(shù)量：9個

啟動風速：1.5m/s

額定風速：11m/s

安全風速：45 m/s

類型：垂直軸三相永磁同步發(fā)電機，經(jīng)過經(jīng)過能量管理控制器變成直流

能量管理控制器輸出電壓：5V 、12V、24V

5.2 光伏發(fā)電單元

5.2.1 光照發(fā)聲單元

（1）太陽模擬器

 電壓：220V

頻率：50Hz

電流：2.5A

大功率：500W

照度調(diào)節(jié)器：范圍：0-1000Ω，帶刻度，可無級可調(diào)

（2）單晶硅太陽電池組件

功率：50W

 誤差：±3%

 輸出電壓：17.3V

 輸出電流：2.9A

 開路電壓：21.6V

 短路電流：3.18A

 工作環(huán)境溫度：45℃±2℃

能量管理控制器輸出電壓：5V 、12V、24V

5.3 柴油發(fā)電單元：功率3KW 輸出AC220V  DC12V

5.4 海流發(fā)電單元

（1）同時配置有3個35W的海流模擬發(fā)電機，用于模擬海流發(fā)電設備中葉輪產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩

（2）輸出：DC12～24V  

（3）可能通過能量管理控制器對輸出的功率進行控制

5.5蓄電池單元

（1）通過風機、光伏板、海流發(fā)電機、汽油機的12VDC，可以向蓄電池供電，在風、光條件良好的情況下，風力發(fā)電機和光伏電板向外輸出5V 、12V、24V的直流電，供給負載使用

（2）蓄電池可輸出5V 、12V、24V的直流電，蓄電池容量為75AH，充放電次數(shù)≥1000次

5.6 能量管理控制器

（1）.光伏輸入1路

大光伏輸入電壓: 100VDC

大光伏輸入功率：100W

（2）.風機輸入1路
風機輸入電壓: 0—16VAC

大輸入功率：130W

（3）.DC12V輸入1路

大輸入電流：10A

（4）.海流發(fā)電輸入3路

大輸入電壓：100V

大輸入功率：50W

（5）.蓄電池電壓：12V 24V自動識別

（6）.大充電電流：40A

（7）.負載電流：20A

（8）.負載電壓：5V 12V 24V

（9）.控制輸出：6路 用于控制6個單元的通斷

（10）.通信：RS485/RS232  標準Modebus協(xié)儀為上位機提供各單元的電壓電流電量環(huán)境參數(shù)等監(jiān)測數(shù)據(jù)；

（11）.控制原理通過采集所各單元的電壓電流功率電量，以及負載功率蓄電池容量等參數(shù)，根據(jù)MPPT算法合理的控制各單元供電的通斷與輸出功率，并對蓄電池充放電進行全智能化管理；例如在風力與光及海流條件都很好的情況下，控制器計算輸出負載功率.蓄電池容量.風力發(fā)電功率.光伏發(fā)電功率.海流發(fā)電功率來控制，但滿足要求時，控制器合理的控制負載輸出及對蓄電池充電；但發(fā)現(xiàn)輸入功率過大時，合理斷開風力或者海流和光伏發(fā)電中合適的發(fā)電單元；但監(jiān)測到光伏，風力，海流不能為負載提供充足的電能時，蓄電池容量不足時，控制器啟動柴油發(fā)電機，以滿足系統(tǒng)正常運作；

提供控制器的電路圖和算法理論參數(shù)及程序，通過編程軟件可修改蓄電池充放電等參數(shù)對系統(tǒng)各部份進行控制。

（12）系統(tǒng)具有過充保護，過放保護，短路保護，過壓保護，過流保護等

5.7.測量和顯示單元

1.直流輸入單元

1）電流表： DC 0-5A

2）電壓表： DC 0-100V

2.變頻器：SQ880-4KW

輸入電壓單相：AC220V

輸出電壓三相：AC380V

功    率    ：4KW

3. 交流輸出顯示單元

1）電流表：AC 0-5A

2）電壓表：AC 0-500V

5.8 負載：5V 12V 24V 直流LED燈 220V交流LED燈

5.9 SCADA系統(tǒng)

（1）顯示控制器采集的各單元的電壓、電流、功率、電量、風速、蓄電池電壓、蓄電池充放電電流、環(huán)境溫度等參數(shù)，并保存數(shù)據(jù)和導出數(shù)據(jù)。

（2）工控機 包括6個串口和鍵盤鼠標，微軟Window WIN7操作系統(tǒng)軟件

5.10 支架及配件：鋁型材制作， 電器件為施耐德品牌。

上海甲央教學設備有限公司是集生產(chǎn)與銷售于一體的教學設備專業(yè)廠商，其擁有獨立的研發(fā)中心，并依托地區(qū)優(yōu)勢，與多所名校的專家合作開發(fā)了近百種的教學試驗設備，涉及特殊精餾實驗裝置、過程控制及綜合自動化控制實驗裝置、風洞實驗設備、探針、激波管、PLC可編程控制器、變頻器、觸摸屏基礎實驗裝置、新能源教學設備、環(huán)境工程裝置，化工原理、化工實訓、化工工藝、城市污水及工業(yè)廢水處理實驗裝置、給水工程實驗裝置、固廢處理實驗裝置、水文地質(zhì)實驗裝置、氣體吸收、吸附及催化、凈化實驗裝置、傳熱學與工程熱力學實驗裝置、采暖通風與制冷實驗裝置、燃氣工程實驗裝置、流體力學（涵蓋流體機械）類、采暖通風及空調(diào)制冷類、化工水利火電廠教學模型等高校實驗及科研設備。設備精確直觀，示教性強，適用于各高校專業(yè)的教學與實踐要求，并可配備智能化儀表，傳感器，微機等設備，也可按您的要求定制實驗裝置（采用不銹鋼、碳鋼、PVC塑料、有機玻璃等材質(zhì)），實現(xiàn)教學或科研的目的。

我公司可為您定制生產(chǎn)水處理綜合實驗系統(tǒng)。系統(tǒng)既可實現(xiàn)各個水處理池的獨立運行，又可實現(xiàn)任意關聯(lián)單元之間的組合運行，包含上位工控組態(tài)系統(tǒng)——現(xiàn)場控制單元——水質(zhì)傳感器測控系統(tǒng)的獨立與組合運行。系統(tǒng)可實現(xiàn)手動控制及自動控制，進行各類水處理方法的實驗過程。  每種實驗裝置開發(fā)有基于kingview6.55系統(tǒng)的CAI教學實驗軟件，根據(jù)能源動力學、自動化工程學、環(huán)境工程學等學科準則結合工程設計現(xiàn)場，建立各個學科中實驗運行系統(tǒng)虛擬設備單元，構成工藝流程?？勺鳛榉抡孳浖M實驗過程，對工藝參數(shù)、環(huán)境參數(shù)和設備參數(shù)進行選擇設定并獲得運行結果。該軟件可以對工藝的運行參數(shù)和各個學科內(nèi)的實驗數(shù)據(jù)進行預測及模擬，有助于工程管理的優(yōu)化和對策評估，可自動生成實驗報告。教學實驗軟件能獨立運行，也可在Ⅱ型實驗設備上作為控制軟件運行。