盧健

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司清遠(yuǎn)供電局 廣東清遠(yuǎn) 511515

1 微電網(wǎng)通信架構(gòu)組成概述

文章所研究的微電網(wǎng)屬于交直流混合系統(tǒng)，通過分布式電源、控制裝置、負(fù)荷、儲能裝置等組織而成的架構(gòu)。

1.1 現(xiàn)場智能節(jié)點(diǎn)控制級

在一般情況下，因?yàn)槲㈦娋W(wǎng)分布著較多的子系統(tǒng)，再加上這些子系統(tǒng)在現(xiàn)場的分布具有分散的特征，因此把微電網(wǎng)的控制系統(tǒng)分類成分布式電源、交直流負(fù)載、儲能單元等不同類型的子系統(tǒng)，主要利用多個(gè)現(xiàn)場智能的節(jié)點(diǎn)，從而到達(dá)儲能變流器、負(fù)荷單元、各發(fā)電單的數(shù)據(jù)采集與設(shè)備控制、儲能單元等方面的數(shù)據(jù)采集與設(shè)備控制要求，另外，這種特征在系統(tǒng)里還扮演著現(xiàn)場就地控制器的重要角色[1]。

1.2 微電網(wǎng)中心控制級

在技術(shù)層面上，微電網(wǎng)中心控制級內(nèi)部的微電網(wǎng)中心控制器MGCC 與現(xiàn)場智能節(jié)點(diǎn)是一致的，同時(shí)也是通過利用PLC 來實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。MGCC 可以將微電網(wǎng)的現(xiàn)場智能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接控制，并采集到所有不同設(shè)備之間的具體運(yùn)行狀態(tài)。

2 微電網(wǎng)運(yùn)行控制策略的研究

2.1 并網(wǎng)啟動措施

當(dāng)系統(tǒng)處于待機(jī)的狀態(tài)下，當(dāng)組態(tài)界面反饋了并網(wǎng)啟動的指令之后，MGCC 程序則直接進(jìn)入到并網(wǎng)啟動步進(jìn)的狀態(tài)，然后由步進(jìn)對儲能逆變器的具體狀態(tài)進(jìn)行評估。狀態(tài)評估結(jié)果為故障的過程中，則直接退出并網(wǎng)啟動措施，當(dāng)評估狀態(tài)為無故障的過程中，則將通信設(shè)定儲能逆變器狀態(tài)設(shè)置為并網(wǎng)的模式。在儲能逆變器的狀態(tài)設(shè)置成并網(wǎng)模式以后，將儲能逆變器進(jìn)行啟動。另外，當(dāng)通信系統(tǒng)對儲能逆變器并網(wǎng)的運(yùn)行過程進(jìn)行檢測，按照規(guī)范順序?qū)⒏鱾€(gè)發(fā)電單元打開，該環(huán)節(jié)開啟方法包括；采取以太網(wǎng)與各單元PLC 實(shí)現(xiàn)通信功能，而通信方式則利用置位連續(xù)寫的措施，在從站獲取到相關(guān)指令的還存在則將MGCC 寫狀態(tài)進(jìn)行清除，MGCC 能夠在任何時(shí)段將各發(fā)電單元的狀態(tài)信息進(jìn)行讀取，同時(shí)在各個(gè)無故障發(fā)電單元全部啟動完畢之后再直接設(shè)定并網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)[2]。

2.2 離網(wǎng)啟動措施

在目前的發(fā)展階段中，離網(wǎng)啟動要求與并網(wǎng)啟動要求是一致的，均是在系統(tǒng)處于待機(jī)以及儲能逆變器處于無故障等狀態(tài)下才能夠直接啟動。另外，在組態(tài)界面反饋出離網(wǎng)啟動的指令之后，MGCC標(biāo)準(zhǔn)程序?qū)⒅苯釉O(shè)置成離網(wǎng)啟動步進(jìn)，步進(jìn)進(jìn)一步評估儲能逆變器的具體狀態(tài)，當(dāng)狀態(tài)評估成故障的過程中，就要立即退出離網(wǎng)啟動的措施，若狀態(tài)評估為無故障的過程中，則將通信設(shè)置儲能逆變器的狀態(tài)為離網(wǎng)的模式。若儲能逆變器的狀態(tài)處于離網(wǎng)模式之后，就要將儲能逆變器進(jìn)行啟動。當(dāng)通信系統(tǒng)通過檢測，識別到儲能逆變器正處于離網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)將直接進(jìn)入到離網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。

2.3 離網(wǎng)運(yùn)行措施

目前，發(fā)電單元輸出功率及其負(fù)載功率的平衡作為系統(tǒng)離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下的調(diào)節(jié)對象。當(dāng)離網(wǎng)處理運(yùn)行狀態(tài)的過程中，電池狀態(tài)有充滿期、可控期、充電期等不同分類。當(dāng)電池處于充滿期的狀態(tài)下，代表著電量達(dá)到100% 左右，該評估措施是采用檢測電池最大單體電壓來確認(rèn)的，只有最大單體電壓超過3.55V，這種狀態(tài)下將直接停止電池充電工作，然后顯示電池的充滿狀態(tài)。當(dāng)電池的最大單體電壓不超過3.35V 的過程中，就直接將電池充滿保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行釋放，還階段處于電池可控期。當(dāng)電池充滿保護(hù)狀態(tài)并同時(shí)觸發(fā)之后，MGCC 直接采取發(fā)電功率與負(fù)載功率來對功率差進(jìn)行運(yùn)算，然后將發(fā)電單元的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。在電池處于可控期的狀態(tài)下，電量為可充可放期間的過程中，就代表著電池可控期。該部分的評估標(biāo)準(zhǔn)通常是以電池還沒有達(dá)到充滿保護(hù)狀態(tài)以及放電保護(hù)狀態(tài)來進(jìn)行評估的。當(dāng)電池處于可控狀態(tài)時(shí)，則將全部的無故障發(fā)電單元進(jìn)行開啟操作。在電池處于充電期時(shí)：在電量不足狀態(tài)時(shí)，電池就會自動進(jìn)入到放電保護(hù)期，對該部分進(jìn)行評估的主要依據(jù)是利用電池最小單體電壓＜3.15V 來進(jìn)行評估的，在同一個(gè)時(shí)段下電池處于放電保護(hù)狀態(tài)，同時(shí)最小單體電壓為＞3.25V 的狀態(tài)下解除，然后就處于電池可控期。當(dāng)電池處于放電保護(hù)狀態(tài)的過程中，將全部發(fā)電單元進(jìn)行開啟操作，同時(shí)把可調(diào)功率單元的功率設(shè)置成最大值，在全部發(fā)電單元均開啟之后仍然無法達(dá)到負(fù)載需求的情況下，就需要啟動柴油發(fā)電機(jī)。若柴油發(fā)電機(jī)仍然無法滿足負(fù)載需求的情況下，就要進(jìn)一步將發(fā)電與負(fù)載功率差進(jìn)行精準(zhǔn)運(yùn)算，然后通過調(diào)節(jié)的方式對負(fù)載的輸出功率進(jìn)行處理。在電池最小單體電壓處于＜3V 的狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)會自動進(jìn)入到停機(jī)保護(hù)的狀態(tài)[3]。

2.4 并網(wǎng)運(yùn)行措施

在一般情況下，當(dāng)系統(tǒng)處于并網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)下，主要是因?yàn)閷﹄姵爻浞烹妬碚归_合理的調(diào)節(jié)工作，而調(diào)節(jié)工作的目標(biāo)主要體現(xiàn)在能夠盡可能地保障微電網(wǎng)內(nèi)的電能分配的合理性，統(tǒng)計(jì)了發(fā)電單元的總輸出功率以及負(fù)載的總消耗功率等作為指標(biāo)來開展各項(xiàng)運(yùn)算工作，從而通過計(jì)算的方式來確保最終的出功率差。在發(fā)電值超過用電值的情況下，把多余的電能自動充入到電池內(nèi)部中，也就是將功率差除以電池電壓然后確定電池的最終充電電流，利用通信的措施來將儲能逆變器進(jìn)行有效控制，然后完成電池充電電流的設(shè)置工作。在電池的電量處于接近充滿的狀態(tài)下，把多余的電能傳輸?shù)诫娋W(wǎng)中。

3 結(jié)語

綜上所述，筆者主要以典型微電網(wǎng)工程作為研究點(diǎn)，深入地分析了微電網(wǎng)的并網(wǎng)啟動等核心的部分，進(jìn)一步測試了利用并網(wǎng)、離網(wǎng)等不同工況下的能量流動，最終驗(yàn)證了多種模式的可行性，經(jīng)過實(shí)踐與各項(xiàng)調(diào)試工作，得出這種模式下的微電網(wǎng)系統(tǒng)具有可連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的良好效果。