Microred Ems

La microred es un sistema de energía AC / DC de media y baja tensión que contiene energía distribuida y carga. De acuerdo con la relación de conexión entre la microred y la gran red eléctrica, la microred se puede dividir en dos categorías: independiente y conectada a la red. Entre ellos, no hay conexión eléctrica entre la microred independiente y la gran red eléctrica, y solo funciona en modo isla; La microred conectada a la red está conectada a la gran red eléctrica como una unidad controlable y puede funcionar en el modo conectado a la red y el modo de isla.

Resumen

La microred es un sistema de energía AC / DC de media y baja tensión que contiene energía distribuida y carga. De acuerdo con la relación de conexión entre la microred y la gran red eléctrica, la microred se puede dividir en dos categorías: independiente y conectada a la red. Entre ellos, no hay conexión eléctrica entre la microred independiente y la gran red eléctrica, y solo funciona en modo isla; La microred conectada a la red está conectada a la gran red eléctrica como una unidad controlable y puede funcionar en el modo conectado a la red y el modo de isla.

ST895Microred Ems¿Con un módulo de sistema de monitoreo, análisis y control integral de la energía fotovoltaica, el almacenamiento de energía, el sistema de distribución y la generación de energía diesel, las principales funciones incluyen: adquisición y procesamiento de datos, procesamiento de alarmas, control y registro de operaciones (incluyendo operación manual, control automático del controlador, control automático del sistema de gestión de energía de la red eléctrica, control de estabilidad de la red eléctrica, servicio interactivo, despacho optimizado, verificación de seguridad, optimización colaborativa del almacenamiento de carga de la red de origen, gestión de carga, etc.), función de gestión, control y operación (con almacenamiento óptico de varios modos, almacenamiento de leña ligera, almacenamiento de leña, almacenamiento de leña eólica y solar, función de control de conmutación sin problemas, tiempo de Conmutación no superior a 20 ms, etc.), cálculo estadístico en línea, función de visualización de imágenes, interfaz hombre - máquina, interfaz de comunicación, función de autodiagnóstico y autorescate del¿ qué?

Principios generales

(1) los conceptos, tecnologías, métodos y equipos utilizados en el sistema son confiables y maduros, pueden reflejar el nivel internacional actual y tienen potencial de desarrollo. El rendimiento técnico general del sistema debe alcanzar el actual nivel nacional.Microred EmsEl nivel de construcción del sistema y mantener su naturaleza durante un cierto período de tiempo.

(2) la selección de software y hardware del sistema debe seguir las especificaciones del sistema abierto y soportar una variedad de protocolos estándar internacionales, incluyendo la adopción de sistemas operativos abiertos, bases de datos, aplicaciones, herramientas de desarrollo, protocolos de interfaz, etc.

(3) el sistema debe ser escalable en términos de capacidad del sistema, capacidad de comunicación y capacidad de procesamiento, lo que puede actualizar, reemplazar y ampliar fácilmente las funciones del producto. La tecnología, los métodos y los equipos utilizados en el sistema proporcionan una interfaz estándar abierta para aplicaciones de terceros. En las actualizaciones posteriores, puede proteger eficazmente las inversiones existentes y tiene una alta relación rendimiento - precio integral.

(4) el sistema puede funcionar normalmente 24 horas al día y 365 días al año, y todos los equipos tienen un alto grado de fiabilidad y excelente rendimiento.

(5) el sistema tiene un alto grado de Seguridad y confidencialidad, evitando diversas formas de intrusión ilegal en el sistema a través de la protección jerárquica del sistema, el control de los permisos de almacenamiento de datos y el aislamiento de la seguridad de la red.

(6) el Administrador del sistema puede mantener y gestionar el sistema y, al realizar el mantenimiento, no afecta el funcionamiento general del negocio del sistema. Al mismo tiempo, los diversos documentos del sistema de registro deben ser completos, precisos y consistentes, registrando la precisión de la conexión física en los diversos documentos correspondientes. Además de registrar con precisión en sí mismo, los diversos documentos deben garantizar la coherencia lógica entre sí. Facilitar el trabajo de mantenimiento del usuario después de la transferencia.

Estructura de la red del sistema

Microred EmsEl sistema se compone principalmente de la estación de trabajo EMS principal de repuesto, el dispositivo de cronometraje beidou, el controlador de coordinación, el equipo de red de comunicación, etc. el sistema adopta la capa de control de la estación, la capa de intervalo y la estructura de tres capas de la formación. el diagrama esquemático de la estructura del sistema se muestra en La siguiente figura:

La estación de trabajo EMS (o servidor) es el núcleo de todo el sistema, y su función principal es ejecutar el software de gestión de energía, recibir instrucciones de despacho y emitir instrucciones de control a la formación. El servidor EMS adopta la forma de redundancia de espera caliente de dos máquinas, y el sistema operativo adopta un sistema operativo seguro UNIX o Linux nacional para garantizar la seguridad de los datos del sistema relacionado con la red. La forma del equipo se instala en forma de marco, y el Gabinete del servidor de apoyo se instala en el contenedor del equipo.

característica

Características principales

(1) el sistema EMS tiene dos algoritmos de control de modo conectado a la red y la isla, y puede controlar el cambio suave entre los dos modos de funcionamiento;

(2) el sistema puede hacer predicciones a largo y corto plazo sobre el consumo de electricidad de carga, y realizar una gestión energética avanzada del sistema de microred a través del análisis predictivo, para que la microred pueda funcionar de manera segura y económica;

(3) el sistema admite la función de cronometraje y la sincronización de relojes precisos de nivel sutil ieee1588;

(4) soporte para la estructura C / S y soporte para el procesamiento en tiempo real multitarea y multiusuario;

(5) el sistema tiene las características de funcionamiento entre plataformas y se puede ejecutar en ventanas, Linux y plataformas de sistemas operativos nacionales;

Requisitos de rendimiento del sistema

Fiabilidad del sistema

(1) la tasa de fiabilidad anual del sistema es superior al 99,9%;

(2) el tiempo promedio de falla n de los dispositivos de la unidad (módulo) es superior a 50000 horas;

(3) el tiempo promedio de falla n de dispositivos importantes (clave) es superior a 100.000 horas.

Vida útil operativa

(1) la vida útil de todos los equipos no será inferior a 15 años en condiciones normales de uso (con ciertas piezas de repuesto);

(2) todos los equipos funcionan bajo los indicadores de rendimiento dados y no requieren ajuste y mantenimiento manual durante 4.000 horas consecutivas.

Indicadores en tiempo real del sistema

(1) el tiempo de transmisión de la zona muerta de la medición remota es inferior a 3 segundos.

(2) el tiempo de transmisión de cambio de posición de la señal remota es inferior a 2 segundos

(3) el tiempo de transmisión de las órdenes de control remoto y ajuste remoto es inferior a 1 segundo.

(4) el tiempo de escaneo de datos en tiempo real del sistema es de 1 a 10 segundos (ajustable)

(5) el tiempo de transmisión de datos en tiempo real en la comunicación de red remota por computadora es inferior a 3 segundos.

(6) el tiempo de respuesta de la llamada de imagen es inferior a 2 segundos

(7) ciclo de actualización de datos en tiempo real de la imagen de 1 a 10 segundos (ajustable)

(8) ciclo de actualización de datos de pantalla analógica de 2 a 5 segundos

(9) el intervalo mínimo de conservación es de 10 minutos y el ciclo máximo de conservación es de 6 meses

Precisión

(1) la precisión de la telemetría es superior al 99,5%

(2) la tasa de corrección de yaoxin es del 100%

(3) precisión del control remoto 100%

(4) precisión de ajuste remoto 100%

(5) la resolución en la estación es inferior o igual a 2 ms

(6) tiempo de memoria de accidentes del sistema (pdr)

(7) tiempo de memoria 15 minutos antes del accidente del sistema

(8) tiempo de memoria 15 minutos después del accidente del sistema

Indicador de tasa de carga del sistema

En condiciones normales de la red eléctrica:

(1) en cualquier 5 minutos, la tasa media de carga de la CPU del servidor es ≤ 20%

(2) en cualquier 5 minutos, la tasa media de carga de la CPU de la estación de trabajo MMI es ≤ 30%

(3) en cualquier 5 minutos, la tasa media de carga de la red local de la estación principal es ≤ 10%

En el Estado de accidente de la red eléctrica:

(1) en cualquier minuto, la tasa media de carga de la CPU del servidor es ≤ 30%

(2) en cualquier minuto, la tasa media de carga de la CPU de la estación de trabajo MMI es ≤ 40%

(3) en cualquier minuto, la tasa media de carga de la red local de la estación principal es ≤ 20%

función

Microred EmsIncluye principalmente funciones de adquisición de datos, procesamiento de datos, procesamiento de alarmas, interacción hombre - computadora, estadísticas en tiempo real y gestión de energía;

Adquisición de datos

(1) información de cada inversor eólico y fotovoltaico (estado de generación de energía, potencia, Estado del disyuntor AC / dc, voltaje y corriente del lado dc, voltaje, frecuencia, corriente, temperatura, todo tipo de información de alarma, etc.);

(2) información del convertidor de almacenamiento de energía (estado de carga y descarga, potencia, Estado del disyuntor AC / dc, voltaje y corriente del lado dc, voltaje, frecuencia, corriente, temperatura, todo tipo de información de alarma, etc.);

(3) información del sistema de gestión de baterías (estado de carga y descarga, potencia, Estado del contactor, soc, soh, voltaje del lado de corriente continua, corriente, voltaje de la batería individual, temperatura, todo tipo de información de alarma / protección, etc.);

(4) información de cada medidor multifuncional del Gabinete de distribución conectado a la red (tensión de fase, tensión de línea, corriente de tres fases, potencia activa / pasiva, Potencia aparente, factor de potencia, frecuencia, potencia activa / pasiva, etc.);

(5) información del medidor multifuncional del Gabinete de distribución del usuario (tensión de fase, tensión de línea, corriente de tres fases, potencia activa / pasiva, Potencia aparente, factor de potencia, frecuencia, potencia activa / pasiva, etc.);

(6) información sobre el Gabinete exterior de almacenamiento de energía (información sobre aire acondicionado, información sobre el sistema de protección contra incendios);

(7) sistema de motor diesel (modo de funcionamiento, potencia, Estado del disyuntor de ca, tensión de fase de ca, tensión de línea, corriente de tres fases, potencia activa / pasiva, Potencia aparente, factor de potencia, frecuencia, potencia activa / pasiva, etc.);

(8) sistema de pila de combustible de hidrógeno (modo de funcionamiento, potencia, Estado del disyuntor de ca, tensión de fase de ca, tensión de línea, corriente de tres fases, potencia activa / pasiva, Potencia aparente, factor de potencia, frecuencia, potencia activa / pasiva, etc.);

Procesamiento de datos

El módulo de procesamiento de datos del sistema de gestión energética proporciona funciones de procesamiento de cantidades analógicas, procesamiento de cantidades de estado, procesamiento de datos no medidos, cálculo y estadísticas.

(1) procesamiento de variables analógicas: las variables analógicas describen los valores cuantitativos en tiempo real del funcionamiento de cada sistema; El procesamiento de la cantidad simulada puede lograr que todas las cantidades simuladas establecidas manualmente se muestren automáticamente en la lista, y el mapa de cableado correspondiente se puede transferir de acuerdo con la estación de la fábrica a la que pertenece la cantidad simulada.

(2) procesamiento de la cantidad de estado: la cantidad de Estado incluye la cantidad de interruptor y la cantidad digital de varios estados, específicamente para el Estado bueno o malo del equipo, la posición del interruptor, la puerta del cuchillo de aislamiento, la posición de la puerta del cuchillo de tierra, el Estado del punto duro de protección y otros diversos semáforos. La cantidad de Estado se puede configurar manualmente, y cuando el Estado establecido manualmente es consistente con el Estado de adquisición, se puede dar información de recordatorio.

(3) procesamiento de datos no medidos: los datos recogidos indirectamente se llaman datos no medidos, que pueden ser introducidos manualmente o obtenidos por cálculo.

(4) cálculo: con cálculo de fórmula personalizado y funciones de cálculo estándar comunes. Los usuarios pueden personalizar la función de cálculo estándar.

(5) estadísticas: análisis estadístico de datos importantes, como la generación de energía de motores diesel, la generación de energía fotovoltaica, la carga y descarga de almacenamiento de energía, el tiempo de carga y descarga, el número de baterías defectuosas, etc. Las estadísticas de los valores medidos incluyen los valores máximos, mínimos, medios y las estadísticas de tiempo correspondientes.

Manejo de alarmas

El sistema EMS tiene funciones de alarma de accidentes y alarma de preaviso. La alarma de accidente incluye el salto del disyuntor causado por el funcionamiento anormal y la señal de acción del dispositivo de protección; La alarma previa incluye el cambio de posición del equipo general, la información anormal del estado, el exceso de cantidad analógica o de temperatura, el Estado anormal del software y el hardware del sistema de monitoreo informático, etc.

Interacción hombre - computadora

Estadísticas en tiempo real

El sistema EMS tiene las siguientes funciones de monitoreo y Estadística en tiempo real:

(1) estadísticas de generación de energía distribuida: monitorear exhaustivamente la información de funcionamiento en tiempo real y la información de alarma de la fuente de energía fotovoltaica distribuida, y realizar estadísticas y análisis multifacéticos de la generación de energía fotovoltaica para lograr el control integral de la fuente de energía distribuida.

(2) monitoreo de almacenamiento de energía: monitoreo integral de la información de funcionamiento en tiempo real y la información de alarma de la batería de almacenamiento de energía, y estadísticas y análisis multifacéticos del almacenamiento de energía para lograr un control completo del almacenamiento de energía.

(3) monitoreo de carga: monitoreo, control y estadísticas de carga condicional, y proporciona una base para la reducción de carga de ciclo bajo y el análisis del control de equilibrio de potencia de la red eléctrica.

(4) monitoreo integral y estadísticas de la red de distribución: información integral para monitorear uniformemente el funcionamiento del sistema de distribución, incluyendo frecuencia en línea, voltaje del bus, potencia de distribución y estadísticas en tiempo real de la producción total de generación de energía, capacidad excedente de almacenamiento de energía, carga activa total, carga reactiva total, carga sensible total, carga controlable total, carga resecable total, y puede monitorear el Estado del interruptor de cada disyuntor, potencia reactiva de cada rama, alarma de cada equipo y otra información en tiempo real, formular estrategias de respuesta para lograr el control estable de toda la red de distribución. La red eléctrica externa reserva una interfaz de comunicación para satisfacer la Potencia y no proporciona equipos adicionales.

Gestión energética

El sistema EMS puede realizar el funcionamiento normal del disyuntor, el interruptor de conmutación, etc. y otras operaciones necesarias de acuerdo con las órdenes introducidas por el operador, y puede realizar cálculos de equilibrio y respuestas de estrategia basadas en datos de monitoreo de energía y carga y resultados estadísticos. Los resultados de la ejecución del control de operación se pueden Retroalimentar al mapa del equipo relevante, y su ejecución puede generar un informe de ejecución normal (o anormal) y se puede mostrar.

Función de control del interruptor

El EMS puede apagar todos los disyuntores de circuito del Gabinete de distribución de forma remota (excepto los disyuntores de circuito manual configurados por el sistema), la interfaz principal del sistema puede mostrar con precisión el Estado y la ubicación de cada disyuntor de circuito, y el operador puede realizar la operación de separación / cierre del disyuntor después de introducir las instrucciones correspondientes. En modo automático, EMS puede dividir / combinar automáticamente los disyuntores correspondientes de acuerdo con la demanda. Por ejemplo, cortar parte de la carga, cambiar el tiempo / cerrar parte del interruptor de alimentación de varias fuentes de alimentación.

Control del inversor fotovoltaico

El EMS puede monitorear el Estado de funcionamiento del inversor fotovoltaico en tiempo real y tiene las funciones de ajuste continuo de potencia activa y ajuste de potencia reactiva del inversor fotovoltaico. De acuerdo con el Estado de funcionamiento del sistema, la salida de potencia activa del inversor fotovoltaico se ajusta en tiempo real.

Control del sistema de almacenamiento de energía

El EMS puede monitorear el Estado de funcionamiento del BMS y el PCS en tiempo real, y puede ajustar dinámicamente el modo de carga, la Potencia de carga, la corriente de carga, la Potencia de descarga y otros parámetros de funcionamiento del pcs de acuerdo con las instrucciones y el Estado del bms. El EMS tiene la función de protección de la batería, de acuerdo con las instrucciones de carga del BMS y el control del Estado en tiempo real del PCs para realizar funciones de parada, espera, descarga única, carga única, etc., y puede emitir instrucciones continuas de ajuste de potencia activa y reactiva al pcs de acuerdo con el Estado del bms.

Control del sistema de generación de leña

El EMS puede monitorear el Estado de funcionamiento de la generación de leña en tiempo real, puede monitorear el Estado de la generación de leña a través de medios de comunicación, el circuito de suministro de energía de la generación de leña está equipado con disyuntores e instrumentos inteligentes, el sistema puede monitorear el voltaje actual, la Potencia y la generación de energía del Circuito de suministro de energía, y el sistema tiene la función de control del Circuito de control de la generación de leña.

Control lógico de la conexión a la red fuera de la red

Control lógico fuera de línea

La lógica de control de salida de la red se ocupa principalmente del modo de funcionamiento de la isla sin la participación de la electricidad municipal. Lograr un control espontáneo, de almacenamiento y comercialización estable; La lógica de funcionamiento específica se muestra en la siguiente imagen:

Para los procesos lógicos, se utilizan principalmente algoritmos lógicos C eficientes para implementarlos:

Control lógico conectado a la red

La lógica de control de conexión a la red procesa principalmente el modo de operación de conexión a la red con la participación de la electricidad municipal. La lógica de funcionamiento específica se muestra en la siguiente imagen:

Para los procesos lógicos, se utilizan principalmente algoritmos lógicos C eficientes para implementarlos:

resumen

ST890Microred EmsEl sistema ocupa una posición central en todo el sistema de microred y es un sistema de monitoreo que realiza mediciones, monitoreo, control, protección y implementación aproximada avanzada de microred. Desempeña un papel fundamental en la realización de la programación y gestión de energía en tiempo real, el seguimiento y la detección de la microred.

Casos

El proyecto se encuentra en una zona de alta altitud, a unos 5.400 metros sobre el nivel del mar, y la composición principal del sistema es la estación de trabajo ems, BMS、PCS、 Generación de energía fotovoltaica, generadores diesel y carga, etc.

En el lugar, se recopilan datos de instrumentos multifuncionales, pantallas de corriente continua, inversores fotovoltaicos, bms, PCS y otros equipos, se conecta a la red y se depura la estrategia de control de operación y la estrategia de control de salida de la red. El EMS puede monitorear el Estado de funcionamiento del BMS y el PCS en tiempo real, y puede ajustar dinámicamente el modo de carga, la Potencia de carga, la corriente de carga, la Potencia de descarga y otros parámetros de funcionamiento del pcs de acuerdo con las instrucciones y el Estado del bms. El EMS tiene la función de protección de la batería, de acuerdo con las instrucciones de carga del BMS y el control del Estado en tiempo real del PCs para realizar funciones de parada, espera, descarga única, carga única, etc., y puede emitir instrucciones continuas de ajuste de potencia activa y reactiva al pcs de acuerdo con el Estado del bms.