小型智能微电网设计软件设计(附件)【字数：10491】
摘 要本文以微电网软件系统部分为主要研究对象，介绍了微电网的一些基本概况，SCADA系统的简单介绍和设计，上各设备间的通讯协议以及PLC程序设计。对SCADA软件系统进行简单介绍，然后介绍了SCADA系统的整体设计。通信方式部分介绍了上位机与PLC采用的PPI协议、与变频器采用的USS通讯协议、与智能数显仪表采用的Modbus通讯协议。PLC部分主要介绍PLC的负载控制策略和I/O配置。
目 录
第一章 微电网概况 1
1.1微电网研究背景 1
1.2微电网的特点 1
1.3国外微电网的定义 2
1.3.1美国微电网 2
1.3.2欧盟微电网 2
1.3.3日本微电网 3
1.4国内微电网的定义和发展现状 4
第二章 微电网SCADA系统设计简介 5
2.1引言 5
2.1.1 SCADA系统的基本概念 5
2.1.2 SCADA系统组成 5
2.1.3 SCADA系统典型架构 5
2.1.4 SCADA、PLC和DCS的区别 6
2.1.5本文SCADA系统设计需求 6
2.2登录界面设计 6
2.3系统图界面设计 7
2.3.1发电界面设计 8
2.3.2储能界面设计 10
2.3.3负载界面设计 11
2.3.4系统运行界面设计 13
2.3.5能源界面设计 13
2.4报表查询界面设计 14
2.5报警显示界面设计 14
2.6用户管理界面设计 15
第三章 各设备间的通信 16
3.1各设备间的通信方式 16
3.2 PLC与上位机间的PPI通信协议 16
3.3变频器与上位机间的USS通信协议 16
3.4智能数显仪表与上位机间的Modbus通信协议 17
第四章 PLC运行程序设计 19
4.1引言 19
4.2PLC的I/O配置 19
4.3负载控制策略 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
第一章 微电网概况
1.1微电网研究背景
目前，我国正处于经济与社会迅速发展的重要阶段，在实现社会主义现代化的过程中，面临着诸多的挑战。首先，作为世界上最大的发展中国家及全球第二大能源消费国，我国需要价格合理、长期稳定的能源供给以保证经济持续、快速的增长。其次，我国正面临着严峻的环境问题，因为能源结构中煤炭的比例高达七成，所以我国也是世界上排放空气污染气体最多的国家。另外，其他环境问题也日益严峻。发展清洁高效的可再生能源及相关的系统集成技术是能源工业发展的当务之急。
电力作为重要的二次能源，具有清洁、高效、方便使用的优点，是能源利用的有效形式。分布式发电作为集中式发电的有效补充形式，其技术与应用获得迅速发展。为更好地应用分布式发电技术，解决分布式电源的可靠运行问题，以智能电网技术为支撑的微电网获得广泛发展。
微电网的提出将解决绝大多数种类分布式电源并网时所产生的大部分问题，最大程度上挖掘分布式发电技术的潜力。欧美以及亚洲许多国家都结合本国现实情况提出各自微网的概念并积极开展相关研究。现在，微网在技术与应用上都获得了巨大进步，且逐步向智能化方向发展。微网将会成为智能电网的重要组成部分和重要建设的内容之一。
1.2微电网的特点
微电网有如下几个特点：
1）灵活性：微电网是由储能设备和用电负载所组成的供电系统，同主网的分别关键在于灵活的可调动性。在顺应将来电网发展的同时,使用户多样化的需要得到满足。
2）兼容性：分布式电源的构成千变万化，既可以有传统电源，还可以有可再生能源。当然微电网中也包括了储能部分，这是系统安全稳定运行的必须条件；用电负载的形式也有许多。
3）可靠性：按照运行的情况，微电网可以采取相对应的运行模式，较好的控制策略提升了微电网的供电可靠性，而安全性也获得保证，满足数字化时代的电力需要。
4）互动式：具有独立发电系统的微电网能够在各种情况下对大电网给于必要支持；同样的，主网也可以向微电网供电。
5）自立性：在特定情况下，微电网能够孤立运转，在一定程度上保证了当地用户的用电需要。
6）可持续性：微电网所选择的分布式电源大都是可再生能源和清洁能源，减少了对环境的污染，实现了能源和环境两者的可持续发展。
7）经济性。微网可以提高电力设备使用效率，使电网运转更加经济高效，从而提高电网的经济效益。
1.3国外微电网的定义
1.3.1美国微电网
美国电力可靠性技术解决方案联盟（CERTS）最先提出了微电网的概念，其要求是不选用快速电气控制、单点并网不上网、供给多种电能质量和供电可靠性高等。因为这些人性化的、科学的特色和努力的钻研，所以是繁多微电网概念中最权威的。1999年，美国电气可靠性技术解决方案联盟（CERTS）第一个对微电网的各个方面进行了系统的分析研究。21世纪初，美国电气可靠性技术解决方案联盟从结构，控制等方面论述了微电网的概念。
在图11中，微电网的基本构成中含有A、B、C三条馈线。其中馈线B上是非重要负载，而A、C馈线中包含重要负载，并装配多个DG，而且馈线A中包含有一个以CHP方式运作的DG，来向用户供应热能、电能。此外，当大电网出现问题而不能满足负载的需求时，微电网能够通过主隔离开关断开与大电网之间的联系，从而跳转到孤网运行模式。这时，微电网内负载全数由DG提供电能。馈线B能够通过公共母线获取电能来正常运转。假如分布式电源的电能不能满足负载需求，可切断馈线B来停止对非重要负载的供能，以确保满足重要负载的电能需求。当故障排除后，主隔离开关再次闭合，微电网再次恢复与大电网同步运转。
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图11 GERTS微电网结构
1.3.2欧盟微电网
欧盟对微电网的定义为:利用一次能源；可利用的小型能源，有不可控、部分可控和全控三种类型，并且冷、热、电能三种能源同时供应；装设有储能系统；通过电力电子装置进行调控；能够在并网模式和孤网模式下运转。
目 录
第一章 微电网概况 1
1.1微电网研究背景 1
1.2微电网的特点 1
1.3国外微电网的定义 2
1.3.1美国微电网 2
1.3.2欧盟微电网 2
1.3.3日本微电网 3
1.4国内微电网的定义和发展现状 4
第二章 微电网SCADA系统设计简介 5
2.1引言 5
2.1.1 SCADA系统的基本概念 5
2.1.2 SCADA系统组成 5
2.1.3 SCADA系统典型架构 5
2.1.4 SCADA、PLC和DCS的区别 6
2.1.5本文SCADA系统设计需求 6
2.2登录界面设计 6
2.3系统图界面设计 7
2.3.1发电界面设计 8
2.3.2储能界面设计 10
2.3.3负载界面设计 11
2.3.4系统运行界面设计 13
2.3.5能源界面设计 13
2.4报表查询界面设计 14
2.5报警显示界面设计 14
2.6用户管理界面设计 15
第三章 各设备间的通信 16
3.1各设备间的通信方式 16
3.2 PLC与上位机间的PPI通信协议 16
3.3变频器与上位机间的USS通信协议 16
3.4智能数显仪表与上位机间的Modbus通信协议 17
第四章 PLC运行程序设计 19
4.1引言 19
4.2PLC的I/O配置 19
4.3负载控制策略 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
第一章 微电网概况
1.1微电网研究背景
目前，我国正处于经济与社会迅速发展的重要阶段，在实现社会主义现代化的过程中，面临着诸多的挑战。首先，作为世界上最大的发展中国家及全球第二大能源消费国，我国需要价格合理、长期稳定的能源供给以保证经济持续、快速的增长。其次，我国正面临着严峻的环境问题，因为能源结构中煤炭的比例高达七成，所以我国也是世界上排放空气污染气体最多的国家。另外，其他环境问题也日益严峻。发展清洁高效的可再生能源及相关的系统集成技术是能源工业发展的当务之急。
电力作为重要的二次能源，具有清洁、高效、方便使用的优点，是能源利用的有效形式。分布式发电作为集中式发电的有效补充形式，其技术与应用获得迅速发展。为更好地应用分布式发电技术，解决分布式电源的可靠运行问题，以智能电网技术为支撑的微电网获得广泛发展。
微电网的提出将解决绝大多数种类分布式电源并网时所产生的大部分问题，最大程度上挖掘分布式发电技术的潜力。欧美以及亚洲许多国家都结合本国现实情况提出各自微网的概念并积极开展相关研究。现在，微网在技术与应用上都获得了巨大进步，且逐步向智能化方向发展。微网将会成为智能电网的重要组成部分和重要建设的内容之一。
1.2微电网的特点
微电网有如下几个特点：
1）灵活性：微电网是由储能设备和用电负载所组成的供电系统，同主网的分别关键在于灵活的可调动性。在顺应将来电网发展的同时,使用户多样化的需要得到满足。
2）兼容性：分布式电源的构成千变万化，既可以有传统电源，还可以有可再生能源。当然微电网中也包括了储能部分，这是系统安全稳定运行的必须条件；用电负载的形式也有许多。
3）可靠性：按照运行的情况，微电网可以采取相对应的运行模式，较好的控制策略提升了微电网的供电可靠性，而安全性也获得保证，满足数字化时代的电力需要。
4）互动式：具有独立发电系统的微电网能够在各种情况下对大电网给于必要支持；同样的，主网也可以向微电网供电。
5）自立性：在特定情况下，微电网能够孤立运转，在一定程度上保证了当地用户的用电需要。
6）可持续性：微电网所选择的分布式电源大都是可再生能源和清洁能源，减少了对环境的污染，实现了能源和环境两者的可持续发展。
7）经济性。微网可以提高电力设备使用效率，使电网运转更加经济高效，从而提高电网的经济效益。
1.3国外微电网的定义
1.3.1美国微电网
美国电力可靠性技术解决方案联盟（CERTS）最先提出了微电网的概念，其要求是不选用快速电气控制、单点并网不上网、供给多种电能质量和供电可靠性高等。因为这些人性化的、科学的特色和努力的钻研，所以是繁多微电网概念中最权威的。1999年，美国电气可靠性技术解决方案联盟（CERTS）第一个对微电网的各个方面进行了系统的分析研究。21世纪初，美国电气可靠性技术解决方案联盟从结构，控制等方面论述了微电网的概念。
在图11中，微电网的基本构成中含有A、B、C三条馈线。其中馈线B上是非重要负载，而A、C馈线中包含重要负载，并装配多个DG，而且馈线A中包含有一个以CHP方式运作的DG，来向用户供应热能、电能。此外，当大电网出现问题而不能满足负载的需求时，微电网能够通过主隔离开关断开与大电网之间的联系，从而跳转到孤网运行模式。这时，微电网内负载全数由DG提供电能。馈线B能够通过公共母线获取电能来正常运转。假如分布式电源的电能不能满足负载需求，可切断馈线B来停止对非重要负载的供能，以确保满足重要负载的电能需求。当故障排除后，主隔离开关再次闭合，微电网再次恢复与大电网同步运转。
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图11 GERTS微电网结构
1.3.2欧盟微电网
欧盟对微电网的定义为:利用一次能源；可利用的小型能源，有不可控、部分可控和全控三种类型，并且冷、热、电能三种能源同时供应；装设有储能系统；通过电力电子装置进行调控；能够在并网模式和孤网模式下运转。
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