微電網(wǎng)多功能測(cè)控裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，由于能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題愈來(lái)愈受重視，基于清潔可再生能源的分布式發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速。微電網(wǎng)是分布式電源接入配電網(wǎng)的一種新型技術(shù)手段，有效減小了分布式電源分散接入對(duì)電網(wǎng)的不利影響，同時(shí)滿(mǎn)足了用戶(hù)供電可靠性和多樣性需求。微電網(wǎng)能量管理策略的制定、微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行都需要實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)作支撐。微電網(wǎng)的主要設(shè)備在并網(wǎng)點(diǎn)處需要安裝測(cè)控裝置，完成測(cè)量、控制、建模、通信的功能。
　　本文研究了一種微電網(wǎng)多功能測(cè)控裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。首先，提出

2、了一種分層式的微電網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，分析了微電網(wǎng)多功能測(cè)控裝置在監(jiān)控系統(tǒng)中的作用。然后，進(jìn)行了微電網(wǎng)多功能測(cè)控裝置的功能分析和軟硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)，其次，介紹了微電網(wǎng)多功能測(cè)控裝置的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)原理。最后，搭建了微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)測(cè)控裝置的功能進(jìn)行了驗(yàn)證。全文主要包括以下幾方面的研究?jī)?nèi)容:
　　(1)基于微電網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用背景的研究，分析了微電網(wǎng)多功能測(cè)控裝置的研究應(yīng)用價(jià)值，對(duì)微電網(wǎng)多功能測(cè)控裝置的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。
　

3、　(2)提出一種微電網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，包括微電網(wǎng)多功能測(cè)控裝置、微電網(wǎng)中央控制器MGCC、能量管理系統(tǒng)EMS。分析了測(cè)控裝置的功能，包括數(shù)據(jù)采集與電能質(zhì)量分析功能、保護(hù)控制功能、網(wǎng)絡(luò)通信功能和人機(jī)交互功能，從軟硬件架構(gòu)兩個(gè)層面分析了微電網(wǎng)多功能測(cè)控裝置的框架組成。
　　(3)提出微電網(wǎng)多功能測(cè)控裝置的硬件系統(tǒng)架構(gòu)，硬件系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)、測(cè)量控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)和人機(jī)交互系統(tǒng)四個(gè)部分。分析了各硬件模塊的電路實(shí)現(xiàn)。中央處理

4、器模塊采用TI的雙核處理器F28M35H52C，還包括電源模塊、復(fù)位電路、JTAG接口;存儲(chǔ)器模塊包括處理器內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器SDRAM;通信模塊包括以太網(wǎng)接口和串行通信接口;模擬信號(hào)采集模塊包括信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用電能計(jì)量芯片ADE7878;人機(jī)接口模塊采用觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互;開(kāi)入開(kāi)出模塊采用光耦隔離。
　　(4)提出微電網(wǎng)多功能測(cè)控裝置的軟件架構(gòu)，包括嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS和應(yīng)用軟件，分析了雙系統(tǒng)的調(diào)試流

5、程。分析了各軟件功能的實(shí)現(xiàn)原理。數(shù)據(jù)采集與電能質(zhì)量分析功能方面，分析了微電網(wǎng)電能質(zhì)量的特殊性，介紹了電能質(zhì)量的檢測(cè)方法，采用ADE7878芯片實(shí)現(xiàn)電能數(shù)據(jù)采集。保護(hù)控制功能方面，通過(guò)分析如何選取微電網(wǎng)保護(hù)故障量，提出網(wǎng)絡(luò)化微電網(wǎng)保護(hù)原理和方案。網(wǎng)絡(luò)通信功能方面，闡述了以太網(wǎng)通信原理和中央處理器內(nèi)核通信IPC原理。人機(jī)交互功能方面介紹了觸摸屏軟件開(kāi)發(fā)流程及人機(jī)界面。
　　(5)基于微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)微電網(wǎng)多功能測(cè)控裝置進(jìn)行功能測(cè)試。構(gòu)

6、建了微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，介紹了主要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行針對(duì)各項(xiàng)功能的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。電能質(zhì)量分析功能測(cè)試，進(jìn)行了頻率測(cè)量、電壓測(cè)量、電流測(cè)量、諧波測(cè)量、三相不平衡度測(cè)量、閃變測(cè)量。保護(hù)控制功能測(cè)試，通過(guò)模擬發(fā)生線路短路，驗(yàn)證了基于通信的網(wǎng)絡(luò)化微電網(wǎng)保護(hù)方案的可行性。網(wǎng)絡(luò)通信功能測(cè)試進(jìn)行了以太網(wǎng)收發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文的實(shí)驗(yàn)。人機(jī)交互功能測(cè)試，通過(guò)測(cè)量額定母線電壓和電流驗(yàn)證了觸摸屏正常工作。一系列功能測(cè)試說(shuō)明，測(cè)控裝置滿(mǎn)足微電網(wǎng)工程應(yīng)用的實(shí)際要