一、設備清單表
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序號 |
子系統(tǒng) |
貨物名稱 |
單位 |
數(shù)量 |
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1 |
模擬光伏發(fā)電系統(tǒng) |
光伏PV陣列模擬源 |
套 |
1 |
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2 |
光伏陣列模擬測試系統(tǒng) |
套 |
1 |
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3 |
光伏并網(wǎng)逆變柜 |
套 |
1 |
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4 |
光伏發(fā)電能源監(jiān)控系統(tǒng) |
套 |
1 |
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5 |
光伏變流開放式快速開發(fā)系統(tǒng) |
套 |
1 |
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6 |
光伏并/離網(wǎng)故障特性模擬系統(tǒng) |
套 |
1 |
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7 |
光伏電站 |
套 |
1 |
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8 |
光伏氣象站 |
套 |
1 |
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9 |
模擬直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng) |
直驅(qū)模擬風電機組 |
套 |
1 |
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10 |
直驅(qū)風電機組模擬調(diào)速柜 |
套 |
1 |
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11 |
風力發(fā)電模擬調(diào)速系統(tǒng) |
套 |
1 |
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12 |
直驅(qū)風機背靠背變流柜 |
套 |
1 |
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13 |
風力發(fā)電能源監(jiān)控軟件 |
套 |
1 |
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14 |
風力變流開放式快速開發(fā)系統(tǒng) |
套 |
1 |
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15 |
模擬雙饋風力發(fā)電系統(tǒng) |
雙饋模擬風電機組 |
套 |
1 |
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16 |
雙饋風電機組模擬調(diào)速柜 |
套 |
1 |
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17 |
雙饋風力發(fā)電模擬調(diào)速系統(tǒng) |
套 |
1 |
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18 |
雙饋風機背靠背變流柜（開放） |
套 |
1 |
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19 |
雙饋風力發(fā)電能源監(jiān)控軟件 |
套 |
1 |
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20 |
儲能變流系統(tǒng) |
儲能雙向變流器PCS（開放） |
套 |
1 |
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21 |
DC-AC變流開放式快速開發(fā)系統(tǒng) |
套 |
1 |
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22 |
磷酸鐵鋰電池組 |
套 |
1 |
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23 |
儲能電池BMS管理系統(tǒng) |
套 |
1 |
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24 |
超級電容組 |
套 |
1 |
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25 |
超級電容CMS管理系統(tǒng) |
套 |
1 |
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26 |
超級電容雙向DC-DC變流器 |
套 |
1 |
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27 |
DC-DC變流開放式快速開發(fā)系統(tǒng) |
套 |
1 |
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28 |
配電系統(tǒng) |
微電網(wǎng)并網(wǎng)接入柜 |
套 |
1 |
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29 |
能量管理系統(tǒng) |
微電網(wǎng)集中控制器（開放） |
套 |
1 |
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30 |
綜合電源潮流仿真分析系統(tǒng) |
套 |
1 |
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31 |
電力故障錄波及分析裝置 |
套 |
1 |
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32 |
微電網(wǎng)集中通訊規(guī)約調(diào)度系統(tǒng) |
套 |
1 |
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33 |
智能微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng) |
套 |
1 |
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34 |
控制終端與路由器 |
套 |
1 |
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35 |
負載系統(tǒng) |
RLC可編程模擬負載 |
套 |
1 |
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36 |
可編程直流負載 |
套 |
1 |
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37 |
充電樁 |
套 |
1 |
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38 |
充電樁負載模擬 |
套 |
1 |
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39 |
電網(wǎng)模擬器 |
電網(wǎng)模擬器 |
套 |
1 |
二、微電網(wǎng)系統(tǒng)研究內(nèi)容及實驗
依托本實驗平臺，可以完成《電力電子技術》、《電力系統(tǒng)分析》、《供配電技術》、《電力系統(tǒng)繼電保護》、《電機控制技術》、《新能源發(fā)電技術》、《配電網(wǎng)絡》等教學實驗，還可以完成相關課程的課程設計、專業(yè)綜合設計、實踐創(chuàng)新設計、畢業(yè)設計和生產(chǎn)實習；同時，該平臺可作為“大學生電子設計大賽”“大學生挑戰(zhàn)杯”“互聯(lián)網(wǎng)+大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”等競賽的實訓平臺。此外，依托該平臺還可以開展與分布式電源并網(wǎng)和微電網(wǎng)系統(tǒng)相關的科研工作，培養(yǎng)一批面向智能微電網(wǎng)、新能源發(fā)電領域前沿科技的人才，滿足當前國內(nèi)新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)的需求。
基于該平臺，新開的實驗項目具體包括以下幾大類：
一、光伏發(fā)電系統(tǒng)實驗
1）光伏系統(tǒng)整體原理認知實驗（基礎）
2）光伏模擬源操作實驗（基礎）
3）光伏變流器操作實驗（基礎）
4）模擬量電壓采集實驗（驗證）
5）光伏穩(wěn)定直流電壓實驗（研究）
6）光伏恒功率并網(wǎng)實驗（研究）
7）光伏最大功率點跟蹤實驗（研究）
8）光伏并網(wǎng)運行控制策略實驗（創(chuàng)新）
9）控制采集板、驅(qū)動功率板等硬件原理實驗（開源）
10）DSP的入門、使用和燒寫實驗（開源）
11）CCS軟件使用（開源）
12）軟件開發(fā)流程講解（開源）
二、風力發(fā)電系統(tǒng)實驗
直驅(qū)式平臺實驗
1）直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)整體原理認知實驗（基礎）
2）自然風模擬操作實驗（基礎）
3）風力背靠背變流器操作實驗（基礎）
4）發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出電壓關系實驗（驗證）
5）背靠背式變流器電壓采集實驗（驗證）
6）發(fā)電機標量式定功率并網(wǎng)實驗（驗證）
7）發(fā)電機矢量式MPPT并網(wǎng)實驗（研究）
8）背靠背變流器控制方法研究實驗（創(chuàng)新）
9）控制采集板、驅(qū)動功率板等板卡硬件原理（開源）
10）DSP的入門、使用和燒寫實驗（開源）
11）CCS軟件使用（開源）
12）軟件開發(fā)流程講解（開源）
雙饋式平臺實驗
1）雙饋式風力發(fā)電系統(tǒng)整體原理認知實驗（基礎）
2）自然風模擬實驗（基礎）
3）背靠背變流器操作實驗
4）背靠背式變流器模擬量采集實驗（驗證）
5）發(fā)電機起勵實驗（驗證）
6）發(fā)電機空載同步并網(wǎng)實驗（驗證）
7）發(fā)電機變速恒頻并網(wǎng)實驗（驗證）
8）發(fā)電機矢量式MPPT并網(wǎng)實驗（研究）
9）背靠背變流器控制方法研究實驗（創(chuàng)新）
10）控制采集板、驅(qū)動功率板等板卡硬件原理（開源）
11）DSP的入門、使用和燒寫實驗（開源）
12）CCS軟件使用（開源）
13）軟件開發(fā)流程講解（開源）
三、儲能平臺實驗
1）儲能系統(tǒng)整體原理認知實驗（基礎）
2）BMS電池管理系統(tǒng)操作實驗（基礎）
3）雙向DC/AC恒流放電控制實驗（研究）
4）雙向DC/AC恒流充電控制實驗（研究）
5）雙向DC/AC恒功率放電控制實驗（研究）
6）雙向DC/AC恒功率充電控制實驗（研究）
7）雙向DC/AC能量自動雙向流動實驗（創(chuàng)新）
8）控制采集板、驅(qū)動功率板等板卡硬件原理（開源）
9）DSP的入門、使用和燒寫實驗（開源）
10）CCS軟件使用（開源）
11）軟件開發(fā)流程講解（開源）
四、微電網(wǎng)系統(tǒng)整體實驗
1）微電網(wǎng)系統(tǒng)整體原理認知實驗（基礎）
2）微電網(wǎng)系統(tǒng)整體操作實驗（基礎）
3）SCADA監(jiān)控系統(tǒng)操作實驗（基礎）
4）能量調(diào)度系統(tǒng)操作實驗（基礎）
5）微電網(wǎng)并網(wǎng)運行實驗（研究）
6）微電網(wǎng)離網(wǎng)運行實驗（研究）
7）微電網(wǎng)并轉(zhuǎn)離運行實驗（創(chuàng)新）
8）微電網(wǎng)離轉(zhuǎn)并運行實驗（創(chuàng)新）
9）能量管理調(diào)度策略-系統(tǒng)出力控制（創(chuàng)新）
10）微電網(wǎng)孤島運行下負荷與母線變化關系實驗（研究）
11）微電網(wǎng)孤島運行下微源、負荷與儲能系統(tǒng)變化關系實驗（研究）
三、基于源-網(wǎng)-荷分布式新能源發(fā)電及微電網(wǎng)系統(tǒng)實驗室建設詳細技術方案
1.背景介紹
隨著光伏、風電等可再生能源發(fā)電技術的發(fā)展，分布式發(fā)電日漸成為滿足負荷增長需求、提高能源綜合利用效率、提高供電可靠性的一種有效途徑，并在配電網(wǎng)中得到廣泛的應用。但分布式發(fā)電的大規(guī)模滲透也產(chǎn)生了一些負面影響，如單機接入成本較高、控制復雜、對大系統(tǒng)的電壓和頻率存在沖擊等。這限制了分布式發(fā)電的運行方式，削弱了其優(yōu)勢和潛能。微網(wǎng)技術為分布式發(fā)電技術及可再生能源發(fā)電技術的整合和利用提供了靈活、高效的平臺。微電網(wǎng)系統(tǒng)被視為未來智能電網(wǎng)的最重要一環(huán)，可以有效地實現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)電力能量的轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)能量的削峰填谷。
2.系統(tǒng)特點
基于源-網(wǎng)-荷分布式新能源發(fā)電及微電網(wǎng)系統(tǒng)實驗室建設主要針對新能源專業(yè)的老師/學生而開發(fā)的微電網(wǎng)科研/教學設備。系統(tǒng)的核心在于中央控制與能量調(diào)配，本系統(tǒng)采用集中管理的方式對一次側(cè)接入進行電能調(diào)度分配；
（1）可實現(xiàn)模擬光伏，模擬風電、蓄電池、超級電容、模擬負載、燃料電池、充電樁等多種一次側(cè)設備的互聯(lián)，各個設備都單獨可控，通過IEC61850規(guī)約，實現(xiàn)四遙數(shù)據(jù)的控制。
（2）系統(tǒng)中既可包含交流母線，又可具備直流母線，兩種母線混合在一起，可提供更多的研究實驗和更靈活的能量管理策略。
（3）可實現(xiàn)智能并離網(wǎng)（并網(wǎng)與孤島狀態(tài)）切換，既可以并網(wǎng)運行，也可以孤網(wǎng)運行，實現(xiàn)無縫切換，且多種運行模式相互自動或手動方式切換。各子系統(tǒng)可以獨立完成相關的實驗。
（4）實現(xiàn)微電網(wǎng)整體系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、設備管理、功率控制、電能質(zhì)量監(jiān)測、用電計劃設定等。
（5）將接入微電網(wǎng)的負荷進行分級管理實時監(jiān)測、顯示、記錄微網(wǎng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，具有本地監(jiān)控和遠程監(jiān)控兩種控制方式
（7）配置分級保護和計量裝置，在微電網(wǎng)內(nèi)部故障、外部故障情況下，均保證其準確、快速動作，使系統(tǒng)安全運行。
（8）針對高校學生，充分考慮了學生的具體知識結(jié)構(gòu)與層次，使得學生可以充分理解微電網(wǎng)的特點與結(jié)構(gòu)；學生可以在本系統(tǒng)中進行系統(tǒng)的設計、安裝、軟件控制等多個專業(yè)的知識進行實訓。
（9）針對做科研的老師，開放部分一次側(cè)設備的軟硬件資料，包括板級硬件圖紙以及軟件驅(qū)動源代碼、算法源代碼等，開放上位機軟件的源代碼程序。提供整體的系統(tǒng)的基礎開發(fā)平臺，方便用戶二次開放，提供詳細而豐富的培訓課程，使用戶可快速入門并掌握整體系統(tǒng)，大大提高科研實驗的效率。
3.系統(tǒng)架構(gòu)
系統(tǒng)由發(fā)電側(cè)系列設備、儲能側(cè)系列設備、用電側(cè)系列設備、二次側(cè)控制設備、配電保護及測量設備等幾個部分組成，每個部分都可按照客戶的需求進行靈活搭配。
1、直流母線、交流母線
2、光伏模擬/真實系統(tǒng)
3、風機模擬/真實系統(tǒng)
4、鋰電/超級電容/水電儲能系統(tǒng)
5、模擬分級負載系統(tǒng)
6、柴油機模擬系統(tǒng)/充電樁負載
7、故障模擬系統(tǒng)
8、微電網(wǎng)控制系統(tǒng)
9、能量管理調(diào)度系統(tǒng)
10、配電保護系統(tǒng)
5.系統(tǒng)主要部件技術說明及特點介紹
5.1.光伏發(fā)電系統(tǒng)（開放式）
光伏發(fā)電系統(tǒng)部分主要包括：
（1）光伏電池陣列模擬電源/光伏組件；
（2）開放式光伏三相并網(wǎng)逆變器；
（3）光伏監(jiān)控系統(tǒng)；
（4）光伏系統(tǒng)實驗例程；
（5）光伏系統(tǒng)開源軟硬件資料。
5.1.1. 光伏電池陣列模擬電源
PV模擬源是一種可模擬光伏板IV曲線的可編程直流電源，可代理太陽能組件，實現(xiàn)模擬光伏電源的IV輸出，方便在室內(nèi)條件下靈活做相關的實驗。
具備以下特點：
1)可模擬太陽能電池板輸出特性
2)可模擬不同光照和溫度下的I-V曲線
3)可測試靜態(tài)和動態(tài)下的MPPT情況
4)MPPT工作點實時顯示于上位機軟件上
5)具有恒功率模式
6)具有強大的圖形化上位機軟件
7)穩(wěn)壓精度高、紋波電壓低
8)動態(tài)穩(wěn)定性用Matlab仿真優(yōu)化
9)采用高速DSP進行PID運算，直接輸出PWM
太陽能光伏組件
光伏組件（也叫太陽能電池板）是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，常見的組件有多晶硅組件、單晶硅組件和薄膜組件。
根據(jù)系統(tǒng)容量確定光伏組件的數(shù)量，通過光伏組件的并聯(lián)和串聯(lián)，達到并網(wǎng)逆變器所需的電壓和電流反問。
1）電池片：采用高效的晶硅太陽能片封裝，保證太陽能電池板發(fā)電功率充足。
2）玻璃：采用低鐵鋼化絨面玻璃(又稱為白玻璃)，厚度3.2mm,在太陽電池光譜響應的波長范圍內(nèi)(320-1100nm)透光率達91%以上，對于大于1200 nm的紅外光有較高的反射率。此玻璃同時能耐太陽紫外光線的輻射，透光率不下降。
3）EVA：采用加有抗紫外劑、抗氧化劑和固化劑的厚度為0.78mm的優(yōu)質(zhì)EVA膜層作為太陽電池的密封劑和與玻璃、TPT之間的連接劑。具有較高的透光率和抗老化能力。
4）TPT：太陽電池的背面覆蓋物—氟塑料膜為白色，對陽光起反射作用，因此對組件的效率略有提高，并因其具有較高的紅外發(fā)射率，還可降低組件的工作溫度，也有利于提高組件的效率。當然，此氟塑料膜首先具有太陽電池封裝材料所要求的耐老化、耐腐蝕、不透氣等基本要求。
5）邊框：高強度鋁合金邊框，抗機械沖擊能力強。
5.1.2.光伏并網(wǎng)三相逆變器
光伏三相并網(wǎng)逆變器通過三相變壓器隔離升壓并網(wǎng)，實現(xiàn)光電池最大功率跟蹤控制和并網(wǎng)電流控制。
光伏并網(wǎng)逆變器是光伏系統(tǒng)的核心設備，主要由數(shù)據(jù)采集單元、IPM逆變功率單元、DSP主控單元、監(jiān)控中心、繼電器單元、電抗器、變壓器等幾部分組成。系統(tǒng)的核心為DSP主控單元。
光伏并網(wǎng)逆變器屬于一種變流器，其功能是將光伏發(fā)出的直流能量，逆變成滿足并網(wǎng)條件的交流能量，饋送主網(wǎng)。并且可以通過特定方式，不斷搜索光伏輸出的最大功率，即MPPT。
光伏發(fā)電仿真平臺主要由IPM逆變功率單元、DSP主控單元、監(jiān)控中心、電抗器、變壓器等幾部分組成。系統(tǒng)的核心為DSP主控單元，其主要功能是：
（1）將直流電能轉(zhuǎn)為與主網(wǎng)電壓同頻同相的交流電能，并饋送給主網(wǎng)，同時會監(jiān)測各類故障信息，實時保證正常工作；
（2）根據(jù)反饋值跟蹤直流源（光伏組件或者光伏模擬源）的最大功率輸出（MPPT）；
（3）將系統(tǒng)工作的所有信息上傳至監(jiān)控中心。
其他特性：
1）并網(wǎng)逆變器使用三菱IPM，電流50A，耐壓1200V，母線使用500V電解電容；
2）網(wǎng)側(cè)并網(wǎng)升壓三相變壓器，變比380/120，初級次級星形聯(lián)結(jié)方式；
3）并網(wǎng)逆變器采用TI浮點DSP進行控制，使用一套TMS320F28335的DSP控制板；
4）采用一臺XDS100v3仿真器完成系統(tǒng)控制算法的調(diào)試。
逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)同步的三相交流電。通過電壓傳感器采集三相交流電的相電壓值UA、UB、UC，通過克拉克變換等效出兩相交流電的電壓值 Uα、Uβ，進而求出旋轉(zhuǎn)磁鏈的位置角γ。通過電流傳感器采集三相交流電的電流值 IA、IB、IC，同樣通過克拉克變換等效出兩相交流電的電流值 Iα、Iβ。由γ、Iα、Iβ通過帕克變換等效出旋轉(zhuǎn)直流的電流值 Id、Iq，從而得出內(nèi)環(huán)的控制量 Id。外環(huán)電壓控制量與內(nèi)環(huán)電流控制量疊加后與 Iq 再經(jīng)過帕克逆變換，等效出 Uα`,Uβ`，在經(jīng)過空間矢量控制輸出 PWM，控制功率管。
5.1.3.光伏監(jiān)控系統(tǒng)
監(jiān)控前臺上位機應用軟件為用戶提供了可視的操作界面，主要包括三大功能，分別為光伏PV模擬功能（需配套PV模擬器）、實時監(jiān)控功能、歷史保存功能。
監(jiān)控軟件中還具備算法研究界面，即電網(wǎng)定向矢量算法。通過所示界面用戶可以非常清晰的了解算法的結(jié)構(gòu)，同時可以獲取每個步驟的計算結(jié)果值，以便仿真分析。
算法研究界面
監(jiān)控軟件中還具備算法研究界面，即電網(wǎng)定向矢量算法。通過以下圖所示界面用戶可以非常清晰的了解算法的結(jié)構(gòu)，同時可以獲取每個步驟的計算結(jié)果值，以便仿真分析。試驗者可以在下面界面輸入有功率電流、無功電流的值，查看定子并網(wǎng)的實際情況。
5.1.4.光伏系統(tǒng)實驗例程：
1）光伏系統(tǒng)整體原理認知實驗（基礎）
2）光伏模擬源操作實驗（基礎）
3）光伏變流器操作實驗（基礎）
4）模擬量電壓采集實驗（驗證）
5）光伏穩(wěn)定直流電壓實驗（研究）
6）光伏恒功率并網(wǎng)實驗（研究）
7）光伏最大功率點跟蹤實驗（研究）
8）光伏并網(wǎng)運行控制策略實驗（創(chuàng)新）
9）控制采集板、驅(qū)動功率板等硬件原理實驗（開源）
10）DSP的入門、使用和燒寫實驗（開源）
11）CCS軟件使用（開源）
12）軟件開發(fā)流程講解（開源）
5.1.5.光伏系統(tǒng)開源軟硬件資料
（1）光伏PV模擬源：操作說明書，上位機控制軟件；
（2）并網(wǎng)逆變柜；
1）整體布線CAD圖、PDF圖；
2）DSP控制核心板：原理圖、PDF版本PCB、內(nèi)部運行源代碼工程（內(nèi)含算法靜態(tài)庫）、配套詳細的設計原理說明文檔；
3）控制底板：原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
4）繼電器板：原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的硬件設計原理說明文檔；
5）IPM隔離電源板：原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
6）算法設計說明文檔；
（3）上位機監(jiān)控軟件：
1）上位機應用軟件安裝文件；
2）操作說明；
5.1.6.光伏并/離網(wǎng)故障特性模擬系統(tǒng)
1、利用功率硬件及仿真算法模擬光伏并網(wǎng)各種故障特性波形、以及離網(wǎng)故障波形。
2、可仿真離網(wǎng)狀態(tài)故障，三路光伏故障模擬，每路仿真故障直流電壓可從0V-90V不間斷連續(xù)可調(diào),每路故障直流電流可從0A-20A不間斷連續(xù)可調(diào)。
3、可仿真并網(wǎng)狀態(tài)故障，可以仿真并網(wǎng)狀態(tài)下各種故障信號源。三相交流電壓0-110v不間斷連續(xù)可調(diào),三相交流電流0-20A不間斷連續(xù)可調(diào)。
4、輸出波形適用性高，可支持示波器、電力故障錄波及分析裝置等觀測和記錄；
5、可支持各種手持式設備檢測和觀察。
6、開放以太網(wǎng)通信接口，實現(xiàn)遠程控制，接受綜合電源潮流仿真分析系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度。
5.1.7光伏氣象站
由風速傳感器、風向傳感器、日照輻射表、測溫探頭、控制盒及支架組成，適用于氣象、軍事、航空、海港、環(huán)保、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等部門測量水平風參量及太陽輻射能量的測量?？蓽y量環(huán)境溫度、風速、風向和輻射強度等參量，其 RS485 通訊接口可接入并網(wǎng)監(jiān)控裝置的監(jiān)測系統(tǒng)，實時記錄環(huán)境數(shù)據(jù)。
支持16路傳感器，可根據(jù)需要拓展傳感器種類和數(shù)量；低功耗處理器，集數(shù)據(jù)采集、存儲、通訊功能，高集成度；支持0.5米—3.5米的支架安裝，可根據(jù)需要選擇安裝配件；192*64全點陣背光液晶顯示，可實時觀看監(jiān)測數(shù)據(jù)，顯示清晰，內(nèi)容全面；標配RS232接口，多種通訊接口（RS485/RJ45/WIFI/GPRS）可根據(jù)需要進行選擇；氣象設備全防水設計，適合各種惡劣環(huán)境，可單站使用或迅速組建局地觀測網(wǎng)；可離線存儲數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集周期可根據(jù)觀測需要進行設置；支持單機版氣象站軟件和物聯(lián)網(wǎng)云平臺軟件，強大的數(shù)據(jù)查詢，統(tǒng)計，導出等功能；
5.2.模擬風力發(fā)電系統(tǒng)—直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)（開放式）
5.2.1 直驅(qū)式風力發(fā)電實驗仿真平臺
（1）直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)主要包括:
1）7.5kW三相異步電機、5.5kw三相永磁發(fā)電機、槽鋼底座；
2）7.5kw ABB矢量變頻器；
3）5kW風機背靠背整流逆變柜；
4）實驗例程和項目；
5）變流器開源軟硬件資料。
（2）直驅(qū)風力發(fā)電實驗仿真平臺主要由以下設備組成：
1）矢量變頻器和三相異步調(diào)速電機來模擬實際的風力機；
2）三相異步調(diào)速電機通過聯(lián)軸器帶動永磁直驅(qū)發(fā)電機發(fā)電；
3）發(fā)電機定子輸出連接可控整流器，將發(fā)電機發(fā)出的三相交流電整流成直流電；
4）并網(wǎng)逆變器直流輸入連接可控整流器直流輸出，將直流電逆變?yōu)榉喜⒕W(wǎng)要
求的三相交流電，饋入主網(wǎng)；
監(jiān)控前臺，主要由工控機、顯示器、上位機應用軟件組成，實現(xiàn)對變頻器、整流器、逆變器等設備的數(shù)據(jù)監(jiān)控以及記錄保存；
6）風速調(diào)速器設備，主要目的就是實現(xiàn)定槳距角變速恒頻的最大發(fā)電功率追蹤；
5.2.2 直驅(qū)風力發(fā)電實驗仿真平臺工作原理
（1）變頻器
變頻器帶動三相異步電機，可以有兩種模式，一種為標量控制，即V/F模式，此種模式無法實現(xiàn)發(fā)電功率最大追蹤，只是當發(fā)電機轉(zhuǎn)速越快，發(fā)電功率越大；另外一種為矢量控制，即轉(zhuǎn)矩控制，此種模式變頻器按照特定轉(zhuǎn)矩送給電機，當電機運行至最佳速度時，發(fā)電功率可以達到最大值。當槳距角和葉片半徑一定時，風能利用系數(shù)只與葉尖速比相關，根據(jù)上位機設定的風速值，可以獲得最佳轉(zhuǎn)速值和對應的轉(zhuǎn)矩值。將轉(zhuǎn)速值發(fā)給可控整流器，轉(zhuǎn)矩值發(fā)給變頻器，這樣就實現(xiàn)了功率最大追蹤，即MPPT功能。矢量控制需要另外配備專門的調(diào)速器，本系統(tǒng)默認采用的是VF控制模式。
（2）對拖機組
機組由三相異步調(diào)速電機、聯(lián)軸器、永磁同步發(fā)電機組成。其中三相異步電機采用2對級，額定轉(zhuǎn)速1460r/min（存在轉(zhuǎn)差）。永磁同步發(fā)電機為定制永磁發(fā)電機，額定頻率為100HZ，4對級，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min
（3）背靠背變流器
類似于有刷雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)，連接發(fā)電機定子的PWM變換器稱為定子PWM變換器，連接電網(wǎng)的PWM變換器稱為并網(wǎng)PWM變換器。一般情況下定子PWM變換器工作在整流狀態(tài)（因此又稱之為PWM整流器,簡稱整流器），并網(wǎng)PWM變換器工作在逆變狀態(tài)（因此又稱之為PWM逆變器，簡稱逆變器）。PMSG發(fā)出的電能經(jīng)定子PWM變換器轉(zhuǎn)換為直流電，中間直流母線并聯(lián)大電容起穩(wěn)壓和能量儲存緩沖的作用，最后經(jīng)過并網(wǎng)PWM變換器轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)同頻的交流電饋入電網(wǎng)，并網(wǎng)PWM變換器與定子PWM變換器本休結(jié)構(gòu)上完全相同，控制方案見下圖。
PWM變換器可以根據(jù)需要工作在整流狀態(tài)或逆變狀態(tài)，能量可以雙向流動（對雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)是必需的，但直驅(qū)式并網(wǎng)并不需要這種功能），定子側(cè)電流和網(wǎng)側(cè)電流的大小和功率因數(shù)都是可調(diào)的，整個雙PWM變換器可以工作在四象限狀態(tài)。
在具體運行中，兩個PWM變換器各司其職，根據(jù)控制算法的不同其功能略有不同。無論哪種算法，定子PWM變換器一般是采用轉(zhuǎn)子磁鏈定向，控制PMSG的定子電流呈正弦波形實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和功率因數(shù)調(diào)節(jié)；并網(wǎng)PWM變換器采用電網(wǎng)電壓矢量定向，將直流電逆變?yōu)榱己玫恼也ㄐ螌崿F(xiàn)并網(wǎng)和有功/無功解耦。直流母線電壓可以由定子PWM變換器控制也可以由并網(wǎng)PWM變換器控制，保持為比電網(wǎng)幅值高的穩(wěn)定值（這樣才能保證能量流動的方向，PWM整流可以升壓）以便往電網(wǎng)輸送能量。如果由定子PWM變換器控制直流母線電壓，則并網(wǎng)PWM變換器要擔負最大風能跟蹤的任務，必須根據(jù)風速控制PMSG轉(zhuǎn)速或根據(jù)轉(zhuǎn)速控制并網(wǎng)電流；如果由并網(wǎng)PWM變換器控制直流母線電壓，則定子PWM變換器要擔負最大風能跟蹤的任務，一般根據(jù)此時的風速控制PMSG轉(zhuǎn)速到達最佳轉(zhuǎn)速。能量流動一般是從PMSG流向電網(wǎng)，此時PMSG工作于正常的發(fā)電狀態(tài)；但在PMSG起動時能量可以從電網(wǎng)流向PMSG，使PMSG工作在電動狀態(tài)快速起動。
（4）調(diào)速器
調(diào)速器配合上位機、整流器、變頻器實現(xiàn)定槳距變速恒頻發(fā)電機功率最大追蹤。上位機給出槳距角、葉片半徑、轉(zhuǎn)動慣量等值后，調(diào)速器會根據(jù)最大風能利用系數(shù)推到出對應的發(fā)電機轉(zhuǎn)速和變頻器輸出轉(zhuǎn)矩，進而實現(xiàn)MPPT過程。
5.2.3 風力發(fā)電監(jiān)控該系統(tǒng)
監(jiān)控上位機應用軟件為用戶提供了可視的操作界面，主要包括三大功能：風速模擬功能、實時監(jiān)控功能、歷史數(shù)據(jù)功能。
風速模擬功能
根據(jù)多年高校、科研單位的意見回饋，設計此風速模擬器功能。
設計的風機模型共有3種，分別是最簡線性VF模型、定葉尖速比VF控制模型、矢量控制模型。
自定義風速設置
可設定風速曲線表，一共有20組數(shù)據(jù)，然后可以隨便調(diào)整風速變化時間。最后可以通過擬合按鈕，查看風速與功率的對應曲線關系圖
實時監(jiān)控功能
監(jiān)控界面可以查看各類瞬時參數(shù)，包括：
1）直流母線電壓；
2）直流母線電流；
3）電網(wǎng)電壓；
4）網(wǎng)側(cè)雙向變流器交流電流；
5）直流功率；
6）網(wǎng)側(cè)雙向變流器的交流功率；
7）網(wǎng)側(cè)雙向變流器的功率因數(shù)；
8）電網(wǎng)頻率；
9）機柜內(nèi)部的溫度；
10）電機的轉(zhuǎn)速；
11）轉(zhuǎn)子電流；
12）定子并網(wǎng)電流；
13）定子并網(wǎng)功率；
14）定子并網(wǎng)功率因數(shù)；
算法功能
監(jiān)控軟件中還具備算法研究界面，即電網(wǎng)定向矢量算法。通過以下圖所示界面用戶可以非常清晰的了解算法的結(jié)構(gòu)，同時可以獲取每個步驟的計算結(jié)果值，以便仿真分析。試驗者可以在下面界面輸入有功率電流、無功電流的值，查看定子并網(wǎng)的實際情況。
歷史數(shù)據(jù)功能
采用數(shù)據(jù)庫對系統(tǒng)所有有效數(shù)據(jù)進行保存。這樣用戶就可以通過數(shù)據(jù)庫訪問到實驗過程中所有數(shù)據(jù)的變化情況，以便分析實驗結(jié)果。數(shù)據(jù)庫可以通過聯(lián)機方式進行訪問，我們只需在本地主機安裝數(shù)據(jù)庫，在相同的網(wǎng)絡中，所有節(jié)點都可以訪問此數(shù)據(jù)庫。
5.2.4.直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)實驗例程和項目
1）直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)整體原理認知實驗（基礎）
2）自然風模擬操作實驗（基礎）
3）風力背靠背變流器操作實驗（基礎）
4）發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出電壓關系實驗（驗證）
5）背靠背式變流器電壓采集實驗（驗證）
6）發(fā)電機標量式定功率并網(wǎng)實驗（驗證）
7）發(fā)電機矢量式MPPT并網(wǎng)實驗（研究）
8）背靠背變流器控制方法研究實驗（創(chuàng)新）
9）控制采集板、驅(qū)動功率板等板卡硬件原理（開源）
10）DSP的入門、使用和燒寫實驗（開源）
11）CCS軟件使用（開源）
12）軟件開發(fā)流程講解（開源）
5.2.5.直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)開源軟硬件資料
（1）變頻器：操作說明書
（2）整流柜：
1）整體布線CAD圖、PDF圖；
2）DSP控制核心板：PDF原理圖、PDF版本PCB、內(nèi)部運行源代碼工程（內(nèi)含算法靜態(tài)庫）、配套詳細的設計原理說明文檔；
3）控制底板：PDF原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
4）繼電器板：PDF原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
5）IPM隔離電源板：PDF原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
6）算法設計說明文檔；
（3）逆變柜：
1）整體布線CAD圖、PDF圖；
2）DSP控制核心板：PDF原理圖、PDF版本PCB、內(nèi)部運行源代碼工程（內(nèi)含算法靜態(tài)庫）、配套詳細的設計原理說明文檔；
3）控制底板：PDF原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
4）繼電器板：PDF原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
5）IPM隔離電源板：PDF原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
6）算法設計說明文檔；
（4）監(jiān)控前臺：
1）上位機應用軟件安裝文件；
2）數(shù)據(jù)庫安裝文件；
3）上位機DEMO例程；
4）操作說明；
5.8.模擬風力發(fā)電系統(tǒng)—雙饋式風力發(fā)電系統(tǒng)（開放式）
5.8.1 雙饋風力發(fā)電實驗仿真平臺組成
（1）雙饋式風力發(fā)電系統(tǒng)主要包括:
1)7.5kW三相異步電機、5.5kw雙饋發(fā)電機、槽鋼底座
2)7.5kw ABB矢量變頻器
3)5kW風機勵磁變流柜
4)實驗例程和項目
5)變流器開源軟硬件資料
6）快速原型開發(fā)控制器RCP （選配）
7）功率硬件模型仿真系統(tǒng)（選配）
（2）雙饋風力發(fā)電實驗仿真平臺主要由以下設備組成：
1）矢量變頻器和三相異步調(diào)速電機來模擬實際的風力機；
2）三相異步調(diào)速電機通過聯(lián)軸器帶動雙饋發(fā)電機發(fā)電；
3）發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接交流勵磁變頻器，通過勵磁變頻器對轉(zhuǎn)子的控制，實現(xiàn)定子的并網(wǎng)；
4）雙向變流器與勵磁變頻器通過直流母線連接，實現(xiàn)能量雙向流動的目的，即可為轉(zhuǎn)子提供勵磁電流，也可以吸收轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差功率；
5）監(jiān)控前臺，主要由工控機、顯示器、上位機應用軟件組成，實現(xiàn)對變頻器、整流器、逆變器等設備的數(shù)據(jù)監(jiān)控以及記錄保存；
6）風速調(diào)速器設備，主要目的就是實現(xiàn)定槳距角變速恒頻的最大發(fā)電功率追蹤；
5.8.2 雙饋風力發(fā)電實驗仿真平臺工作原理
1）變頻器
變頻器帶動三相異步電機，可以有兩種模式，一種為標量控制，即V/F模式，此種模式無法實現(xiàn)發(fā)電功率最大追蹤，只是當發(fā)電機轉(zhuǎn)速越快，發(fā)電功率越大；另外一種為矢量控制，即轉(zhuǎn)矩控制，此種模式變頻器按照特定轉(zhuǎn)矩送給電機，當電機運行至最佳速度時，發(fā)電功率可以達到最大值。當槳距角和葉片半徑一定時，風能利用系數(shù)只與葉尖速比相關，根據(jù)上位機設定的風速值，可以獲得最佳轉(zhuǎn)速值和對應的轉(zhuǎn)矩值。將轉(zhuǎn)速值發(fā)給可控整流器，轉(zhuǎn)矩值發(fā)給變頻器，這樣就實現(xiàn)了功率最大追蹤，即MPPT功能。矢量控制需要另外配備專門的調(diào)速器，本系統(tǒng)默認采用的是VF控制模式。
2）對托機組
機組由三相異步調(diào)速電機、聯(lián)軸器、雙饋發(fā)電機組成。其中三相異步電機采用3對級，額定轉(zhuǎn)速1000r/min。雙饋發(fā)電機采用3對級，額定轉(zhuǎn)速1000r/min。
3）勵磁變流器
勵磁變流器由機側(cè)PWM勵磁變頻器和網(wǎng)側(cè)PWM雙向變流器組成。
機側(cè)PWM勵磁變頻器主要目的就是為轉(zhuǎn)子繞組提供勵磁電流，其內(nèi)部采用DSP控制器，運行電網(wǎng)電壓定向矢量控制模型。
PWM勵磁變頻器在系統(tǒng)中控制非常關鍵。
雙饋電機的變速運行是通過PWM勵磁變頻器在電機轉(zhuǎn)子繞組中施加三相低頻交流電實現(xiàn)的。調(diào)節(jié)勵磁電流頻率，可以確保定子側(cè)輸出頻率保持恒定；采用矢量控制技術，調(diào)節(jié)勵磁電流的幅值和相位，可以確保定子側(cè)有功功率以及無功功率的控制互步干擾；當風速變化引起發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n變化時，應控制轉(zhuǎn)子電流的頻率fs使得定子輸出頻率f1保持恒定。
當發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n2低于定子磁場的同步旋轉(zhuǎn)速度n1時，發(fā)電機處于次同步速度運行（如圖3-2所示），此時變頻器應向發(fā)電機轉(zhuǎn)子提供正序勵磁電流。從功率角度來說，電機軸上功率PM和轉(zhuǎn)子輸入功率Pr都以電磁功率的形式傳遞到定子側(cè)，再回饋給電網(wǎng)PS。當發(fā)電機轉(zhuǎn)速n2高于定子磁場的同步旋轉(zhuǎn)速度n1時，發(fā)電機處于超同步速度運行，此時變頻器應向發(fā)電機轉(zhuǎn)子提供負序勵磁電流，保證定子磁場旋轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)子速度一致。從功率角度來說，就是電機軸上功率PM，一部分轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)差功率Pr通過轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器回饋到電網(wǎng)，另一部分轉(zhuǎn)化為電磁功率，由定子回饋到電網(wǎng)上，定子輸出功率為PS
網(wǎng)側(cè)PWM雙向變流器實際就是一個雙向電源，既可以將轉(zhuǎn)子PWM變頻器的直流能量逆變?yōu)榉喜⒕W(wǎng)要求的交流電能，也可以將電網(wǎng)的交流能量整流成直流能量提供給轉(zhuǎn)子PWM變頻器。 電壓空間矢量控制是目前的主流算法。
4）調(diào)速系統(tǒng)
調(diào)速系統(tǒng)配合上位機、整流器、變頻器實現(xiàn)定槳距變速恒頻發(fā)電機功率最大追蹤。
VF控制：就是保證輸出電壓跟頻率成正比的控制，這樣可以使電動機的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)場的產(chǎn)生，多用于風機、泵類節(jié)能型變頻器。它是一種簡單控制，通用性強，經(jīng)濟性好，用于速度精度要求不十分嚴格或負載變動較小的場合。
矢量控制國外也叫磁場定向控制，其實質(zhì)是在三相交流電的電壓大小和頻率大小控制的基礎上，還加上了相位控制，這個相位在具體操作中體現(xiàn)為一個角度，簡單的講就是電機定子電流相對于轉(zhuǎn)子的位置角。我們知道，電機定子三相對稱交流電的綜合效果是一個旋轉(zhuǎn)磁鐵，通電后這個旋轉(zhuǎn)的磁場通過感應再轉(zhuǎn)子上生產(chǎn)三相交流電流，這個電流也就等效成一個磁鐵，這樣就相當于定子磁鐵拖著轉(zhuǎn)子磁鐵轉(zhuǎn)了，這個是電機旋轉(zhuǎn)的基本原理。那么如何產(chǎn)生最大的力矩呢？只有定子磁鐵和轉(zhuǎn)子磁鐵的相對位置靠的最近時。因此與轉(zhuǎn)子的位置是有關系的。矢量控制會通過實測回來的電流結(jié)合點擊參數(shù)，實時計算出轉(zhuǎn)子位置，這個過程就是所謂的“磁場定向”，然后實時決定三相定子繞組上電壓的相位，這樣理論上可以做到同樣的電流下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩最優(yōu)，從而減小點擊負載變化時的順態(tài)過程。
5.8.3 風力發(fā)電監(jiān)控該系統(tǒng)
監(jiān)控上位機應用軟件為用戶提供了可視的操作界面，主要包括三大功能：風速模擬功能、實時監(jiān)控功能、歷史數(shù)據(jù)功能。
風速模擬功能
根據(jù)多年高校、科研單位的意見回饋，設計此風速模擬器功能。
設計的風機模型共有3種，分別是最簡線性VF模型、定葉尖速比VF控制模型、矢量控制模型。
自定義風速設置
可設定風速曲線表，一共有20組數(shù)據(jù)，然后可以隨便調(diào)整風速變化時間。最后可以通過擬合按鈕，查看風速與功率的對應曲線關系圖，見下圖所示：
實時監(jiān)控功能
監(jiān)控界面可以查看各類瞬時參數(shù)，包括：
1）直流母線電壓；
2）直流母線電流；
3）電網(wǎng)電壓；
4）網(wǎng)側(cè)雙向變流器交流電流；
5）直流功率；
6）網(wǎng)側(cè)雙向變流器的交流功率；
7）網(wǎng)側(cè)雙向變流器的功率因數(shù)；
8）電網(wǎng)頻率；
9）機柜內(nèi)部的溫度；
10）電機的轉(zhuǎn)速；
11）轉(zhuǎn)子電流；
12）定子并網(wǎng)電流；
13）定子并網(wǎng)功率；
14）定子并網(wǎng)功率因數(shù)；
算法功能
監(jiān)控軟件中還具備算法研究界面，即電網(wǎng)定向矢量算法。通過以下圖所示界面用戶可以非常清晰的了解算法的結(jié)構(gòu)，同時可以獲取每個步驟的計算結(jié)果值，以便仿真分析。試驗者可以在下面界面輸入有功率電流、無功電流的值，查看定子并網(wǎng)的實際情況。
歷史數(shù)據(jù)功能
采用數(shù)據(jù)庫對系統(tǒng)所有有效數(shù)據(jù)進行保存。這樣用戶就可以通過數(shù)據(jù)庫訪問到實驗過程中所有數(shù)據(jù)的變化情況，以便分析實驗結(jié)果。數(shù)據(jù)庫可以通過聯(lián)機方式進行訪問，我們只需在本地主機安裝數(shù)據(jù)庫，在相同的網(wǎng)絡中，所有節(jié)點都可以訪問此數(shù)據(jù)庫。
5.8.4.雙饋式風力發(fā)電系統(tǒng)實驗例程和項目
1）雙饋式風力發(fā)電系統(tǒng)整體原理認知實驗（基礎）
2）自然風模擬實驗（基礎）
3）背靠背變流器操作實驗
4）背靠背式變流器模擬量采集實驗（驗證）
5）發(fā)電機起勵實驗（驗證）
6）發(fā)電機空載同步并網(wǎng)實驗（驗證）
7）發(fā)電機變速恒頻并網(wǎng)實驗（驗證）
8）發(fā)電機矢量式MPPT并網(wǎng)實驗（研究）
9）背靠背變流器控制方法研究實驗（創(chuàng)新）
10）控制采集板、驅(qū)動功率板等板卡硬件原理（開源）
11）DSP的入門、使用和燒寫實驗（開源）
12）CCS軟件使用（開源）
13）軟件開發(fā)流程講解（開源）
5.8.5.雙饋式風力發(fā)電系統(tǒng)開源軟硬件資料
（1）變頻器：操作說明書
（2）整流柜：
1）整體布線CAD圖、PDF圖；
2）DSP控制核心板：PDF原理圖、PDF版本PCB、內(nèi)部運行源代碼工程（內(nèi)含算法靜態(tài)庫）、配套詳細的設計原理說明文檔；
3）控制底板：PDF原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
4）繼電器板：PDF原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
5）IPM隔離電源板：PDF原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
6）算法設計說明文檔；
（3）逆變柜：
1）整體布線CAD圖、PDF圖；
2）DSP控制核心板：PDF原理圖、PDF版本PCB、內(nèi)部運行源代碼工程（內(nèi)含算法靜態(tài)庫）、配套詳細的設計原理說明文檔；
3）控制底板：PDF原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
4）繼電器板：PDF原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
5）IPM隔離電源板：PDF原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
6）算法設計說明文檔；
（4）監(jiān)控前臺：
1）上位機應用軟件安裝文件；
2）數(shù)據(jù)庫安裝文件；
3）上位機DEMO例程；
4）操作說明；
5.3.儲能變流控制系統(tǒng)
5.3.1.儲能雙向DC-AC變流器（PCS）
由于太陽能發(fā)電和風力發(fā)電等清潔能源發(fā)電由于其在開發(fā)利用中對環(huán)境污染小和取之不竭的優(yōu)勢，受到了極大的關注。但是，可再生能源發(fā)電的功率輸出具有波動性和隨機性的特點，風能和太陽能受天氣條件和地理環(huán)境影響比較大，因此風電大規(guī)模并網(wǎng)也帶來不少缺陷。大規(guī)模的分布式發(fā)電并網(wǎng)，其過來輸出功率的波動性嚴重威脅到了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
儲能系統(tǒng)應運而生，它可以做到削峰填谷，即儲能系統(tǒng)在負荷低谷時吸收系統(tǒng)中多余的電能進行儲存，在高峰負荷時把存儲的電能釋放供給系統(tǒng)負荷，有效的消除了晝夜間的峰谷差值，一方面保證了供電的可靠性和運行的穩(wěn)定性，保證了良好的電壓質(zhì)量，另外也解決了因高峰負荷需要的輸電線路投資大的問題。
儲能逆變器是整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的核心設備，是應用在儲能環(huán)節(jié)，以雙向逆變?yōu)榛咎攸c，具有一系列特殊性能、功能的并網(wǎng)逆變器。能有效調(diào)控電力資源，能很好地平衡晝夜及不同季節(jié)的用電差異，調(diào)劑余缺，保障電網(wǎng)安全。是可再生能源應用的重要前提和實現(xiàn)電網(wǎng)互動化管理的有效手段。
拓撲結(jié)構(gòu)
儲能逆變器特點
1）正常運行狀態(tài)下的功率跟蹤
實現(xiàn)微電網(wǎng)正常運行狀態(tài)下的功率跟蹤， 實現(xiàn)電池的充放電管理及指定的微電網(wǎng)與主網(wǎng)的功率交換。
2）孤島運行方式下的標準源
微電網(wǎng)由并網(wǎng)轉(zhuǎn)為孤島運行方式下，支撐系統(tǒng)能夠提供參考電壓和頻率，實現(xiàn)各電源間的功率平衡分配，保證孤島系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，提供抗短時沖擊能力，平滑供電，儲能，消峰填谷。支持不間斷并網(wǎng)到孤網(wǎng)模式轉(zhuǎn)換。
3）同期并網(wǎng)
微電網(wǎng)由孤網(wǎng)轉(zhuǎn)為并網(wǎng)時，支撐單元能夠跟蹤主網(wǎng)電壓與頻率，帶動微電網(wǎng)系統(tǒng)無縫并入主電網(wǎng)
4）可根據(jù)當?shù)刎撦d對逆變器進行相應的時隙控制，直流軟起功能，保證儲能裝置的穩(wěn)定運行，恒功率放電和恒流、恒壓充電策略。
5）可以工作在并網(wǎng)逆變運行模式，亦可工作在儲能充電工作模式，能夠根據(jù)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的指令輸出有功和無功功率；
6）當公共電網(wǎng)恢復正常時且接到孤網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)指令后，自身完成由孤網(wǎng)運行模式向并網(wǎng)運行模式的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換過程造成的脫網(wǎng)時間≤20ms；當公共電網(wǎng)掉電或者異常時，自動切換至孤網(wǎng)運行模式，完成由并網(wǎng)運行模式向孤網(wǎng)運行模式的轉(zhuǎn)換，該模式轉(zhuǎn)換時間≤20ms；
7）工作模式可以通過有線通信、面板操作等方式設定正常運行模式，切換時間不大于20ms；
8）能夠與電池管理系統(tǒng)協(xié)同工作完成對電池的充放電管理功能。
9）具有大尺寸液晶屏幕，可以通過面板上的按鍵，查詢顯示微電網(wǎng)智能穩(wěn)定控制器工作情況、設定工作狀態(tài)等；
10）具有RS485、以太網(wǎng)通訊接口；
11）具有完善的保護功能：電壓保護、電流保護、電池保護、通訊故障保護等；
12）具有告警功能：出現(xiàn)故障時，能通過指示燈、接點信號、通訊方式輸出告警信號；
（3）PCS設備參數(shù)
1）最大輸入功率：22KW；
2）最大交流電流：50A；
3）最高轉(zhuǎn)換效率：94%；
4）歐洲效率：93.5%；
5）最大開路電壓：800V；
6）最大直流輸入電流：60A；
7）交流輸出電壓范圍：310-450VAC(Un=400)；
8）輸出頻率范圍：47.5-51.5Hz(Fn=50)；
9）功能：并網(wǎng)離網(wǎng)自動切換；
10）并網(wǎng)離網(wǎng)切換時間：20mS以內(nèi)；
11）放電方式：恒功率，恒壓，恒流放電值可調(diào)；
12）充電方式：恒功率，恒壓，恒流放電值可調(diào)；
13）充放電切換方式：可根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度調(diào)節(jié)；
14）交流連接方式：三相四線；
15）待機功耗/夜間功耗：<10W；
16）輸出電流總諧波畸變率：<3%；
17）功率因數(shù)：>0.99；
18）故障清除后自動投運時間：3Min；
19）斷電后自動切換成離網(wǎng)模式；
20）隔離變壓器：有；
21）輸出過載保護：有；
22）直流過欠壓保護：有；
23）交流過欠壓保護：有；
24）過欠頻保護：有；
25）其它保護：反孤島、限流、過流、過熱等；
26）工作環(huán)境溫度范圍：－20℃～＋55℃；
27）離網(wǎng)輸出額定參數(shù)；
28）輸出電壓：400V；
29）輸出頻率：50Hz；
30）相對濕度：0～95%，不結(jié)露；
31）滿功率運行的最高海拔高度：<=2000m；
32）防護類型/防護等級：IP20；
33）散熱方式：風冷；
34）顯示方式：液晶屏；
35）通訊接口：RS485(ModbusRTU)；
36）機械尺寸（寬×高×深）：800*1600*600mm。
5.3.2.磷酸鐵鋰儲能電池組
磷酸鐵鋰電池組由128組3.2v50AH鋰電池模塊組成，由128個電池串聯(lián)。共20KWh，直流電壓400V。
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標稱電壓 |
參數(shù) |
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單體額定容量 |
3.2v 50AH |
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內(nèi)阻 |
《0.7mΩ |
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標準充電放電電流 |
1C/1C |
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最大充放電電流 |
持續(xù)3C/3C，脈沖（30S）5C/5C |
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工作電壓范圍 |
2.6V-3.6V |
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充電電壓范圍 |
3.4-3.6V |
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標準充放電電流 |
50A |
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最大充放電電流 |
150A |
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推薦SOC使用窗口 |
10%-90% |
（1）產(chǎn)品特點
1）電池正極采用磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)材料制作，安全性能好、循環(huán)壽命長；
2）電池系統(tǒng)采用高性能的專用BMS電池管理模塊，該BMS具備電壓、電流、溫度等保護功能，并使用系統(tǒng)與主機良好通訊；
3）監(jiān)控單元自動測量電池的充放電電流、充放電電壓、單體電芯表面溫度和環(huán)境溫度；
4）二次下電功能，電池電壓低于告警值有告警信息，電壓過低時自動下電，保護電池；
5）系統(tǒng)具有良好的電磁兼容性；
6）全智能設計，配置有集中監(jiān)控模塊，具有四要（遙測、遙信、遙控和遙調(diào)）功能，實現(xiàn)計算機管理，可以通過與遠端中央監(jiān)控中心通信；
7）電源控制技術與計算機結(jié)合，可以實時監(jiān)測和控制各種參數(shù)及狀態(tài)；
8）采用自冷方式，整個系統(tǒng)具有極低的噪音。
（2）電池BMS管理系統(tǒng)
電池管理系統(tǒng)（BMS）主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)，同時將電池組的各種檢測數(shù)據(jù)傳輸給PCS，供PCS策略調(diào)度時參考。
（3）技術參數(shù)/指標
1）檢測母線電壓、母線電流，電池組電量等基本信息
2）模擬量測量功能：實時測量蓄電池模塊電壓、充放電電流、溫度和單體電池端電壓等參數(shù)，并計算給出蓄電池模塊的SOC值；
3）均衡功能：保證儲能電池的一致性，BMS具有電池模塊內(nèi)部單節(jié)電池間的均衡
4）電池系統(tǒng)運行報警功能；在電池系統(tǒng)運行出現(xiàn)過壓、欠壓、過流、通信異常、異常等狀態(tài)時，可上報告警信息
5）電池系統(tǒng)保護功能：在電池系統(tǒng)運行時，如果電池的電壓，電流，出現(xiàn)超過安全保護門限的緊急情況時，可切斷故障，保護電池。
6）與PCS通訊交互，通訊方式為RS485。
7）實時電壓顯示，配有7寸工控觸摸屏，可以實時顯示每塊電池的電壓，溫度采集等參數(shù)。
8）蓄電池組的電氣保護：過壓保護、低壓保護、過流保護、高溫保護；
（4）主要技術指標要求：
1）工作電源 ：AC220V±10%；
2）功耗：≤10W；
3）單體電壓采集范圍：0～6V；
4）單體電壓采集精度：≤±0.05%（2mV）；
5）組端電壓采集范圍：0～600V；
6）組端電壓采集精度：≤±0.2%；
7）電流采集（傳感器）范圍：≤±100A；
8）電流采集（傳感器）精度：≤±0.5%；
9）溫度采集范圍：-40～125℃；
10）溫度采集精度：≤±0.5℃；
11）電壓采樣周期：≤10ms；
12）電流采樣周期：≤10ms；
13）被動均衡電流：≥0.2A；
14）電壓均衡平衡度：≤±50mV；
15）SOC估算精度：≤5%；
16）過充保護：過充保護電壓可設；
17）過放保護：過放保護電壓可設；
18）溫度保護：溫度報警數(shù)值可設；
19）充電過流保護：過充保護電流可設；
20）放電過流保護：過放保護電流可設；
21）短路保護電流：≤100A；
22）通訊方式：RS485；
23）通訊規(guī)約：MODBUS；
24）使用環(huán)境溫度：-20℃ ～ +85℃；
25）相對濕度：< 85%。
5.3.3.儲能系統(tǒng)實驗項目
1）儲能系統(tǒng)整體原理認知實驗（基礎）
2）BMS電池管理系統(tǒng)操作實驗（基礎）
3）雙向DC/AC恒流放電控制實驗（研究）
4）雙向DC/AC恒流充電控制實驗（研究）
5）雙向DC/AC恒功率放電控制實驗（研究）
6）雙向DC/AC恒功率充電控制實驗（研究）
7）雙向DC/AC能量自動雙向流動實驗（創(chuàng)新）
8）控制采集板、驅(qū)動功率板等板卡硬件原理（開源）
9）DSP的入門、使用和燒寫實驗（開源）
10）CCS軟件使用（開源）
11）軟件開發(fā)流程講解（開源）
5.3.4.儲能系統(tǒng)開源軟硬件資料
（1）儲能電池柜：操作說明書、BMS使用說明；
（2）儲能變流柜；
1）整體布線CAD圖、PDF圖；
2）DSP控制核心板：原理圖、PDF版本PCB、內(nèi)部運行源代碼工程（內(nèi)含算法靜態(tài)庫）、配套詳細的設計原理說明文檔；
3）控制底板：原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
4）繼電器板：原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的硬件設計原理說明文檔；
5）IPM隔離電源板：原理圖、PDF版本PCB、配套詳細的設計原理說明文檔；
6）算法設計說明文檔；
5.4.可編程RLC模擬負載
（1）可編程RLC負載特點
1）內(nèi)置有精密RLC負載，是由連續(xù)可調(diào)電阻、電感、電容負載系統(tǒng)、電氣參數(shù)測試系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、軟件分析編程系統(tǒng)組成。
2）可以模擬三相負載不平衡、負荷突加突卸、不同功率因素超前、滯后等各種電力工況。檢驗微網(wǎng)系統(tǒng)在各種復雜極端工況下的運行可靠性。
3）預先設置負荷運行的狀態(tài)及時間，可編程交流負載預先設定的根據(jù)負荷曲線自動加載運行，模擬預測的負荷曲線。
4）可以用于測量微網(wǎng)逆變器或微網(wǎng)并網(wǎng)點的防孤島效應保護功能。
5）在微網(wǎng)試驗平臺與能量管理系統(tǒng)程序研發(fā)試驗中，可以將本設備任意設定成一級負荷、二級負荷、三級負荷，通過軟件遠程控制功能實施可行性實驗。
6）內(nèi)置有多通道的電氣參數(shù)采集模塊，能夠精確測量顯示三相RLC各個通道的電壓、電流、有功功率、無功功率等電氣參數(shù)。
7）內(nèi)置的阻性負載、感性負載及容性負載最小標準功率為0.1kVA，步進幅度0.1kVA，負荷功率連續(xù)可調(diào)，可精確模擬交流諧振發(fā)生并滿足逆變器防孤島保護功能檢測需要。
8）ABC三相阻性負載、感性負載、容性負載的功率，可以分相獨立控制及調(diào)節(jié)，滿足三相電壓不平衡條件下仍可精確調(diào)節(jié)出交流諧振點的要求。
9）可以通過遠程PC機設置相應的功率，任意組合、設定加載RLC功率，即可遠程控制并調(diào)節(jié)RLC功率，將測量數(shù)據(jù)上傳到PC機。
（2）可編程RLC負載參數(shù)
1）阻性負載、感性負載、容性負載都可以連續(xù)可調(diào)，最小步進幅度0.01 kVA;
2）阻性負載R： 100W-3.33 kW單相、三相連續(xù)可調(diào)；
3）感性負載L： 100VA-3.33kVA單相、三相連續(xù)可調(diào)；
4）容性負載C： 100var-3.33kvar單相、三相連續(xù)可調(diào)；
5）各功率檔位標稱電壓： 三相AC400V/50Hz；
6）相電壓測量范圍：0-300V，精度為±0.2%、電壓分辨率為0.1V；
7）電流測量范圍：0-100A，電流測量精度為±0.2%、電流分辨率為0.01A
8）適用環(huán)境溫度范圍：－20～+45℃；
9）設備工作電源：交流220V/50Hz；
5.5.并網(wǎng)接入柜
微電網(wǎng)并網(wǎng)接入柜對微電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電、用電、儲能設備提供必要的保護，接受微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的統(tǒng)一控制以保證微電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠運行。是電網(wǎng)控制系統(tǒng)的關鍵設備。
微電網(wǎng)并網(wǎng)組態(tài)柜包含了PCC接入點，具備電能質(zhì)量在線監(jiān)控、并離網(wǎng)切換開關、各類電信號的采集、雙向計量等功能。包含了部分分布式發(fā)電源、儲能系統(tǒng)的接入。微電網(wǎng)并網(wǎng)組態(tài)柜是微網(wǎng)實驗平臺的配電裝置，負責微網(wǎng)內(nèi)各變流器與電網(wǎng)的連接，必要時可斷開平臺與電網(wǎng)的連接，形成孤網(wǎng)。柜內(nèi)配有測量裝置，雙向智能電表，通信協(xié)議向外部開放。
（1）系統(tǒng)供電電源：
1）動力電源供電:3相 380 V AC, 50Hz N, PE；三相五線制；
2）照明系統(tǒng):220 V, 50 Hz, N, PE；
3）控制電壓:220 V, 50 Hz, N, PE；
4）通訊系統(tǒng):RS485；
5）采樣精度:±1%；
（2）戶內(nèi)式微電網(wǎng)交流配電柜，微電網(wǎng)交流配電柜防護等級IP32。
（3）交流配電柜正面留有標識牌位置，可標識交流配電柜編號。
（4）交流配電柜采用立式，安裝方式采用落地固定安裝方式；微電網(wǎng)交流配電柜接線為下進、下出線方式,并配有接地線引接電纜孔。
（5）交流配電柜輸入和輸出接線端子滿足相關控制設備接出的要求，并留用足夠備用端子，接線端子設計能保證電纜線可靠連接，有防松動零件，對既導電又作緊固用的緊固件，采用銅質(zhì)零件。
（6）交流配電柜導線有不同色標，柜內(nèi)元件位置編號、元件編號與圖紙一致，并且所有可操作部件均用中文標明功能。
（7）交流配電柜母線按IEC431等相關標準，采用高導電率的銅質(zhì)母線，母線截面在整個長度內(nèi)應均勻，確保承受連續(xù)的負荷電流，并能滿足系統(tǒng)的動、熱穩(wěn)定技術要求。母線之間的連接保持有足夠和持久的接觸壓力，且不使母線產(chǎn)生永久變形。
（8）特殊事項及配件
1）配電柜輸入端采用雙擲開關模式，可靈活選擇直接接市電或者接電網(wǎng)模擬器。
2）總線上配備大功率斷路器及接觸器，配備帶有通訊功能的雙向計量電表，各個支路饋線都配備相應的斷路器。
3）采用國標的BVVB 2芯3芯電纜線，2.5平方、6平方、8平方、10平方，線纜帶有國標護套線。
5.6.微電網(wǎng)主控控制系統(tǒng)
5.6.1 微電網(wǎng)中央控制器
微電網(wǎng)中央控制系統(tǒng)，通過對微電網(wǎng)系統(tǒng)進行高速數(shù)據(jù)采集，收集全網(wǎng)電氣參數(shù)， 對全網(wǎng)運行狀態(tài)進行采集和監(jiān)視， 并在此基礎上進行邏輯運算，得出控制策略對微電網(wǎng)進行實施調(diào)節(jié)控制，實現(xiàn)微電網(wǎng)電源、儲能、負荷的實時動態(tài)調(diào)節(jié)功能，保證微電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行。
（1）技術特點
1）數(shù)據(jù)采集
中央控制器的測控模塊，可實現(xiàn)對微電網(wǎng)系統(tǒng)進線、分布式電源、儲能、負荷、母線等各回路電氣量及開關位置等信號量的采集，并將采集數(shù)據(jù)通過高速網(wǎng)絡快速傳送到中央控制器的主控單元。
2）控制操作
通過中央控制器的測控模塊，可實現(xiàn)對微電網(wǎng)各回路開關及設備的控制操作，實現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)運行狀態(tài)的調(diào)節(jié)。
3）分布式電源調(diào)節(jié)
中央控制器可以通過通信接口實現(xiàn)對微電網(wǎng)系統(tǒng)的分布式電源進行調(diào)節(jié)，根據(jù)需要控制各電源有功、無功出力。
4）儲能單元調(diào)節(jié)
中央控制器可以通過通信接口控制儲能系統(tǒng)的充放電功率， 從而滿足微電網(wǎng)運行方式的需要。
5）微電網(wǎng)運行模式實時控制
中央控制器的主控單元，可以根據(jù)調(diào)度指令、系統(tǒng)自動、手動進行微電網(wǎng)運行模式的控制。
中央控制器內(nèi)置微電網(wǎng)并網(wǎng)運行、孤網(wǎng)運行、并網(wǎng)轉(zhuǎn)孤網(wǎng)、孤網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)、全網(wǎng)停電等多種控制模式。根據(jù)不同的運行工況和控制目標實現(xiàn)微電網(wǎng)的實時控制，保證微電網(wǎng)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。
6）通信功能
中央控制器可以與微電網(wǎng)系統(tǒng)的各個智能控制單元進行通信， 通過通信實現(xiàn)對各控制單元的控制和調(diào)節(jié)。同時中央控制器還可以通過通信接口與微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)進行通信，接受監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度。
7）高速采集
中央控制器配置高速全電量采集模塊，并能夠高速傳輸，滿足系統(tǒng)實時性要求。
8）實時模式控制
通過高速采集，快速控制，實現(xiàn)對微電網(wǎng)運行狀態(tài)的實時調(diào)節(jié)與控制。
9）新型高速實時工業(yè)以太網(wǎng)
中央控制器采用新型高速實時工業(yè)以太網(wǎng)，實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的高速傳輸，從而滿足對微電網(wǎng)系統(tǒng)實時控制的要求。
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工作環(huán)境 |
溫度 |
-25℃-50℃ |
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濕度 |
5%-95% |
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氣壓 |
80kPa-110kPa |
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測點容量 |
遙信、遙測、遙控、脈沖電度、SOE等幾乎不受限制 |
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刷新時間 |
狀態(tài)量≤1s，遙測量≤2s |
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安全性能 |
裝置符合GB16836規(guī)定的外殼防護等級不低于IP30、安全類別為工類 |
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裝置電源 |
交流電壓:220V；直流電壓200V-600V |
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尺寸規(guī)格參數(shù) |
標準4U機箱、長寬高：1430x430x178mm |
5.6.2.微電網(wǎng)能源與管理系統(tǒng)
微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)是微網(wǎng)系統(tǒng)的神經(jīng)中樞和能量管理中心，系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術構(gòu)建傳感測控網(wǎng)絡，對智能微網(wǎng)各種類設備運行、環(huán)境狀態(tài)及人員管理進行綜合的信息感知，監(jiān)控BMS和PCS的運行信息，集成微網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)電和儲能監(jiān)控、供電監(jiān)控、計費管理等功能。同時接收電網(wǎng)調(diào)度中心下發(fā)的調(diào)度指令，并根據(jù)當前電池組和微網(wǎng)逆變器的運行信息合理的分配調(diào)度指令。
系統(tǒng)特點
微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)覆蓋微網(wǎng)發(fā)電、儲能、能量轉(zhuǎn)換、供配電及整體調(diào)度的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)對微網(wǎng)全方位的監(jiān)測監(jiān)控管理，保障微網(wǎng)各環(huán)節(jié)安全可靠運行。
微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是整個微電網(wǎng)軟件系統(tǒng)的基礎平臺，通過對各回路智能設備的數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)對微電網(wǎng)系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)視與控制。
微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)全面遵循國際標準，采用面向?qū)ο蟆⒔M件化分層、分布設計思想。系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)從邏輯上分為三層：
數(shù)據(jù)接口層：數(shù)據(jù)接口專門用于數(shù)據(jù)采集和協(xié)議轉(zhuǎn)換。
數(shù)據(jù)處理層：包括實時數(shù)據(jù)庫環(huán)境、事件服務器環(huán)境、計算環(huán)境、歷史數(shù)據(jù)環(huán)境、校時服務器環(huán)境等。
數(shù)據(jù)應用層：包括數(shù)據(jù)展現(xiàn)功能，同時包含基于此數(shù)據(jù)開發(fā)的眾多通用或擴展應用模塊，比如負荷預測、功率分析等。
功能特點
（1）數(shù)據(jù)采集與處理
系統(tǒng)包括各種信息量（量測量、狀態(tài)量等）的采集：
1）量測量包括測量對象的三相電壓、 線電壓、 電流、 零序電壓， 零序電流，直流電壓， 直流電流、 有功功率、 無功功率、 功率因數(shù)、 變壓器溫度等，以及有功電度、無功電度等電度量。
2）狀態(tài)量可分為位置信號和保護信號：位置遙信包括各種開關、刀閘、接觸器的合、分狀態(tài)，遠方就地位、設備運行狀態(tài)等；保護遙信包括各類保護跳閘動作的啟動、出口、失敗，各路開入、開出錯誤、采樣錯誤、定值錯誤、壓板狀態(tài)，計算機運行及通信狀態(tài)，設備告警信息，溫度檢測設備的過限與否等信息。
系統(tǒng)接收由通信處理機傳送上來的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過各種計算及邏輯處理后，數(shù)據(jù)結(jié)果存儲到系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中。 通過人機界面進行展現(xiàn)及交互，實現(xiàn)監(jiān)控功能。同時系統(tǒng)并能檢測出狀態(tài)變位、模擬量越限、保護出口、裝置異常等，生成事件及告警信息。
（2）監(jiān)視與報警
系統(tǒng)能在計算機屏幕上對主要電氣設備的運行參數(shù)和設備狀態(tài)進行圖形化監(jiān)視，當所采集的模擬量發(fā)生越限、數(shù)字量變位及計算機系統(tǒng)自診斷故障時，系統(tǒng)會根據(jù)預先設定的處理策略立即處理這些報警信息。
（3）遙控
SCADA 系統(tǒng)可以對微電網(wǎng)系統(tǒng)的任何一個可遙控對象進行遙控操作?？梢詫崿F(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的斷路器、電動隔離開關等的“分”、“合”閘控制操作。對于開關等的遙控操作，采用“選擇－確認－執(zhí)行”模式以確保操作被安全地執(zhí)行。整個操作過程將被完整記錄到操作日志中以供以后查詢。
（4） 設定值遙調(diào)
通過對微電網(wǎng)系統(tǒng)中的分布式電源有功無功出力、 儲能系統(tǒng)的充放電功率等參數(shù)，實現(xiàn)對微電網(wǎng)運行狀態(tài)的調(diào)整。SCADA 系統(tǒng)可以遠程對微電網(wǎng)的各分布式電源的出力、儲能系統(tǒng)的充放電功率等進行設置值調(diào)節(jié)。
（5）模式控制
支持并網(wǎng)啟動、離網(wǎng)啟動、并轉(zhuǎn)孤、孤轉(zhuǎn)并等多種微電網(wǎng)系統(tǒng)運行模式遠方切換。
（6）模擬置位
系統(tǒng)具有手動模擬置位操作功能，系統(tǒng)無法采集到某個設備(如開關、刀閘等)的狀態(tài)或采集到的數(shù)據(jù)不可信時，或調(diào)試需要進行置數(shù)時，系統(tǒng)對具有權(quán)限的操作員,可以通過人工設置遙信點的狀態(tài)和遙測點的數(shù)值。調(diào)試操作時可以通過人工置數(shù)的信息，在畫面上用明顯的符號設置相應的標志。
（7）權(quán)限管理
為保證系統(tǒng)操作的安全性， 系統(tǒng)對所有用戶進行統(tǒng)一管理， 登錄的身份不同，其操作的范圍也不同。
系統(tǒng)可根據(jù)要求對系統(tǒng)的操作權(quán)限進行分級，定義不同的用戶組，每個用戶組被賦予特定的權(quán)限，屬于同一用戶組的用戶擁有相同的權(quán)限。
（8）日志管理
系統(tǒng)提供功能完備的日志管理工具，負責收集保存系統(tǒng)所有運行狀況(各前置通道狀態(tài)、系統(tǒng)各進程狀態(tài)、系統(tǒng)各節(jié)點狀態(tài))、系統(tǒng)運行時的各種報警事件（系統(tǒng)自身產(chǎn)生的各種事件和報警、開關動作記錄） 、操作與維修記錄等信息。用戶可根據(jù)日志類型、分操作員、分等級按時間段進行查詢與選擇打印。
（9）實時數(shù)據(jù)庫
實時數(shù)據(jù)庫管理建立在高效內(nèi)存管理及索引機制之上，是面向?qū)ο蟮摹㈤_放的、分布式大容量實時關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。通過共享內(nèi)存、先進算法等多種技術，保證了數(shù)據(jù)庫對實時性、一致性、可預見性、及大吞吐量等方面的要求。
（10）歷史數(shù)據(jù)的保存與轉(zhuǎn)儲
系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過各種算術及邏輯處理后，數(shù)據(jù)結(jié)果存儲到系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫中， 歷史服務的功能是按照不同的存儲周期和預先的設定的存儲策略將實時數(shù)據(jù)寫入商用關系數(shù)據(jù)庫中，歷史服務同時還負責日、月、年各統(tǒng)計量的統(tǒng)計工作。
5.6.3.綜合電源潮流仿真分析系統(tǒng)
綜合電源潮流仿真分析系統(tǒng)主要用于分布式電源接入電網(wǎng)后對系統(tǒng)潮流的影響和對配電網(wǎng)繼電保護的影響分析。
其主要由以下幾部分組成：
1、圖形組態(tài)功能 用戶可以自行編輯圖形界面以適應電網(wǎng)主接線的變化，可以添加刪除設備，修改線路、主變壓器、電容器和電抗器等各個設備的參數(shù)。
2、計算分析功能 能根據(jù)圖形組態(tài)形成的電網(wǎng)系統(tǒng)，自行形成電力網(wǎng)絡拓撲圖，便于進行計算分析。
3、潮流計算功能 根據(jù)仿真電力網(wǎng)絡拓撲圖，利用牛頓—拉夫遜方法計算分析系統(tǒng)的各點各線的正常潮流。
4、 短路故障功能 根據(jù)仿真電力網(wǎng)絡拓撲圖上設定的故障類型，計算系統(tǒng)故障時的母線電壓和各元件電流。
5、 模擬量信號的同步輸出功能，信號源仿真系統(tǒng)軟件可連接多臺功放單元，同步功能可使多臺功放單元的模擬量輸出同步。
6、通訊功能 信號源仿真系統(tǒng)軟件通過以太網(wǎng)通訊功能將電流電壓信號傳輸?shù)焦Ψ艈卧?br />
7、能夠?qū)Ψ植际诫娫吹氖茈娔Ｊ胶退碗娔Ｊ? 種情況下并網(wǎng)運行、孤島運行以及聯(lián)網(wǎng)后斷開的潮流情況進行仿真分析。
8、分布式電源接入后對配網(wǎng)繼電保護的影響分析
5.6.4 電力故障錄波及分析裝置
可對并網(wǎng)點各狀態(tài)波形進行記錄并分析。通道采樣頻率10-100 KHz可選。故障回放模式下，可以存放12路20次錄波數(shù)據(jù)，且每次錄波時長大于等于5分鐘。支持12路模擬量同步采集故障錄波波形可以選擇不同的播放頻進行故障回放。
5.6.5.微電網(wǎng)系統(tǒng)實驗項目
1）微電網(wǎng)系統(tǒng)整體原理認知實驗（基礎）
2）微電網(wǎng)系統(tǒng)整體操作實驗（基礎）
3）SCADA監(jiān)控系統(tǒng)操作實驗（基礎）
4）能量調(diào)度系統(tǒng)操作實驗（基礎）
5）微電網(wǎng)并網(wǎng)運行實驗（研究）
6）微電網(wǎng)離網(wǎng)運行實驗（研究）
7）微電網(wǎng)并轉(zhuǎn)離運行實驗（創(chuàng)新）
8）微電網(wǎng)離轉(zhuǎn)并運行實驗（創(chuàng)新）
9）能量管理調(diào)度策略-系統(tǒng)出力控制（創(chuàng)新）
5.7.超級電容系統(tǒng)
5.7.1.超級電容組
超級電容組是由6組48V，165F電容模塊組成，6串1并。孤島運行時，可為系統(tǒng)提供瞬間功率支撐；容量10kW.60s，額定輸出直流電壓280V，電流50A。
（2）48V 165F模組參數(shù)
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項目 |
參數(shù) |
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容量 |
額定容量（F） |
165F |
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容量公差 |
10% |
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電壓 |
額定電壓 |
48VDC |
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浪涌電壓 |
52VDC |
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最高串聯(lián)電壓 |
750VDC |
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內(nèi)阻 |
等效內(nèi)阻,DC |
6.5mΩ |
|
內(nèi)阻公差 |
最大值 |
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溫度 |
工作溫度范圍 |
-40～+65℃ |
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存儲溫度范圍 |
-40～+70℃ |
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溫度特性 |
容量變化 |
初始測量值的+/-5%內(nèi) |
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內(nèi)阻變化 |
初始測量值的+/-150%內(nèi) |
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壽命（耐久性） |
65℃，額定電壓下，工作1500h后 |
|
容量變化 |
初始指定值的20%內(nèi) |
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內(nèi)阻變化 |
初始指定值的60%內(nèi) |
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壽命測試 |
25℃，額定電壓下，工作超過10年 |
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容量變化 |
初始指定值的30%內(nèi) |
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內(nèi)阻變化 |
初始指定值的150%內(nèi) |
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循環(huán)測試 |
25℃，恒定電流下，在額定電壓到1/2額定電壓之間循環(huán)一百萬次 |
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容量變化 |
初始指定值的30%內(nèi) |
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內(nèi)阻變化 |
初始指定值的150%內(nèi) |
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電流 |
漏電流 |
5.2mA |
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最大連續(xù)電流 |
50A |
5.7.2 雙向DC-DC變換器（開放式）
雙向DC-DC變流器，是將磷酸鐵鋰電池組和超級電容組的直流電進行升/降壓，使其接入到400V直流母線上，可實現(xiàn)能量的雙向流動，完成儲能系統(tǒng)的充放電，同時可接受中央控制器的調(diào)度和監(jiān)測。
（1）設備特點
1）全數(shù)字化，各種參數(shù)及信號全部數(shù)字化處理運行。性能和可控性均遠優(yōu)于普通的模擬變換器。
2）能工作于恒流、恒壓、MPPT 和壓控電流源等多種工作模式，并可在線快速頻繁地切換工作模式。
3）模塊帶有液晶屏顯示，可實時顯示各種參數(shù)。
4）帶 RS485 串口通信功能，遵循 MODBUS-RTU 協(xié)議，方便終端遠程監(jiān)控其工作狀態(tài)和參數(shù)。
5）各種異常情況保護功能：帶有過壓，過流，過熱，短路保護功能，故障撤銷后自動恢復工作。
6）體積：標準 19 英寸 4U 機箱，具體尺寸 482mm（長）X 450mm（寬）X 176mm（高） 。
（2）技術參數(shù)
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項目名稱 |
雙向DC-DC變流器 |
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最大直流功率 |
10KW |
|
最大直流電壓 |
600V |
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低壓輸入/輸出電壓范圍 |
100～300V |
|
低壓側(cè)最大電流 |
40A |
|
高壓輸入/輸出電壓范圍 |
300-600V |
|
高壓側(cè)最大電流 |
20A |
|
額定輸出功率 |
10KW |
|
過載能力 |
短時支持2倍過載（30s） |
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最大效率 |
>92% |
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直流穩(wěn)壓精度 |
1% |
|
直流穩(wěn)流精度 |
1% |
|
冷卻 |
強制風冷 |
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保護功能 |
直/交流過壓及欠壓保護、極性反接保護、短路保護、過熱保護、過載保護以及報警功能等 |
5.8 可編程模擬直流負載
（1）可編程直流模擬負載特點
1）內(nèi)置有精密電阻負載，是由連續(xù)可調(diào)電阻負載系統(tǒng)、電氣參數(shù)測試系統(tǒng)、自動
控制系統(tǒng)、軟件分析編程系統(tǒng)組成。
2）預先設置負荷運行的狀態(tài)及時間，可編程直流負載預先設定的根據(jù)負荷曲線自
動加載運行，模擬預測的負荷曲線。
3）在微網(wǎng)試驗平臺與能量管理系統(tǒng)程序研發(fā)試驗中，可以將本設備任意設定成一
級負荷、二級負荷、三級負荷，通過軟件遠程控制功能實施可行性實驗。
4）內(nèi)置有多通道的電氣參數(shù)采集模塊，能夠精確測量顯示各個通道的電壓、電流、
功率等電氣參數(shù)。
5）內(nèi)置的阻性負載、最小標準功率為0.1kW，步進幅度0.1kW,負荷功率連續(xù)可調(diào)，
可以分相獨立控制及調(diào)節(jié)，滿足三相電壓不平衡條件下仍可精確調(diào)節(jié)出交流諧振點的
要求。
6）具備7寸觸摸屏，可通過觸控屏設置各種參數(shù)。
7）配備上位機軟件，可通過上位機下發(fā)負載模擬曲線，可設置負載周期、頻次。
負荷曲線及加載時間可以預先設置并自動運行；
8）具備以太網(wǎng)通信接口和RS485接口，提供開放式MODBUS（TCP/RTU）規(guī)約；
9）可以通過遠程PC機設置相應的功率，任意組合、設定加載負載功率，即可遠
程控制并調(diào)節(jié)負載功率，將測量數(shù)據(jù)上傳到PC機。
（2）可編程直流負載參數(shù)
1）阻性負載可以連續(xù)可調(diào)，最小步進幅度300W;
2）阻性負載R：300W-10kW單相、三相連續(xù)可調(diào)；
3）各功率檔位標稱電壓： DC400V；
4）電壓測量范圍：0-400V，精度為±1%、電壓分辨率為0.1V。
5）電流測量范圍：0-100A，電流測量精度為±1%、電流分辨率為0.1A。
6）有功功率測量范圍：0-10kW，功率測量精度為±1%、功率分辨率為0.1kW 。
7）適用環(huán)境溫度范圍：－20～+45℃；
8）設備工作電源：交流220V/50Hz；
5.9 充電樁負載系統(tǒng)
5.9.1交流充電樁
（1）功能特點
1）主控板采用具有嵌入式操作系統(tǒng)的單片機，充電模式分為自動充滿、定時間、定金額、定電量四種，可預留RS-485組網(wǎng)通訊接口；
2）采用8寸800x600分辨率彩色觸摸屏顯示，以觸摸按鍵操作，可設定充電模式；
3）采用單相電子式電能表進行電度計量，通過RS-485接口與主控板通訊；
4）采用非接觸式智能讀卡器，讀取IC卡相關信息，通過RS-485接口與主控板通訊，由主控板后臺程序進行充電者身份識別、用戶信息記錄、充電費用計算等；
5）進線開關采用具有漏電保護功能的開關，并安裝急停按鈕；
6）外形采用鈑金和部分ABS塑料結(jié)構(gòu)。
（2）系統(tǒng)組成
|
名稱 |
規(guī)格指標 |
|
輸入電壓 |
AC220V±20% |
|
輸出電流 |
32A |
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最大功率 |
7kW |
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電槍數(shù)量 |
單槍 |
|
安裝方式 |
壁掛式/落地式 |
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防護等級 |
IP54 |
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特殊防護 |
防UV設計 |
1）電動汽車交流充電樁主要由人機交互部分及內(nèi)部控制部分兩大功能模塊組成。
2）人機交互部分由智能電表、讀卡器、顯示單元組成，用于設置充電、計費方式和設置充電過程參數(shù)、識別充電卡等。
3）內(nèi)部控制模塊由主控板、電源、控制保護單元、后臺通訊組成，完成充電過程的啟動、運行、實時監(jiān)控以及停止，并可通過多種通訊方式將數(shù)據(jù)實時上送至后臺。
5.9.2充電樁模擬負載
1、采用觸摸屏+plc方式進行控制。
2、外置國標充電機槍座，充電樁可與負載直接握手通訊，讀取收發(fā)相關數(shù)據(jù)及充電指令。
3、外置國標充電機槍座， 充電樁可與負載直接握手通訊， 讀取收發(fā)相關數(shù)據(jù)及充電指令；
4、槍座連接溫度實時顯示；
5、負載溫度實時顯示，并具備過溫保護功能。充電樁判斷數(shù)據(jù)范圍默認為國標，支持修改參數(shù)并保存參數(shù)。
6、急停和溫度保護， 超載， 短路， 過溫設備自動切斷；
7、具有過溫保護功能和溫度設定 (0-100)
8、采7寸LCD觸摸屏控制、LCD儀表顯示；
5.10 回饋式雙向電網(wǎng)模擬器
可回饋電網(wǎng)模擬電源，專門針對光伏、風能等新能源行業(yè)開發(fā)，適用于逆變器的測試及驗證。電源具備能量回饋電網(wǎng)功能，能夠四象限運行，可大量節(jié)省能源消耗以降低運行成本；采用 FPGA 數(shù)字化控 制技術，逆變器測試流程可完全實現(xiàn)智能化；具備正弦波輸出模式和多種諧波疊加輸出模式，單相、兩相或三相高低(零)電壓穿越，能夠充分模擬各種電網(wǎng)異常狀況，可配合完成過欠壓、過欠頻、不平衡及防孤島保護功能測試，滿足相關法規(guī)的測試要求
產(chǎn)品特點
l 采用 FPGA 數(shù)字化控制技術，逆變器測試流程可完全實現(xiàn)智能化；
l 具備能量回饋電網(wǎng)功能，電源能夠四象限運行；
l 輸入功率因數(shù)校正功能；
l 具備高性能的高低(零)電壓穿越、階躍、暫降、閃變等測試功能，可進行 1ms 穿越測試；
l 電壓和頻率可設置復雜編程方式，輕松實現(xiàn)過欠壓，過欠頻測試；
l 三相不平衡模式，可分別調(diào)節(jié)三相電壓及三相相位差或直接設置三相不平衡度；
l 具備 2-50 次諧波輸出及間諧波輸出功能；
l 可用于 NBT 32004-2018、IEC 61000-4-11/13/14/28 等標準法規(guī)測試；
l 測量功能齊全：電壓、電流、電流峰值、頻率、有功功率、視在功率、功率因數(shù)、電壓峰值因數(shù)；
l 在線監(jiān)控功能：輸出狀態(tài)下監(jiān)控 IGBT 溫度、變壓器溫度、風機轉(zhuǎn)速、輸入電壓等參數(shù)；
l “黑匣子”功能：自動記錄報警時的電源狀態(tài)、報警代碼等，極大縮短維護時間；
l Lock 鍵，人性化設計，5 分鐘不操作自動鎖定，防止誤操作；
l 機箱采用組合機柜形式，8 寸大屏幕彩色液晶顯示；
l 標配 RS485、Ethernet 通訊接口、同步信號接口，可選配 RS232、GPIB 通訊接口。
常見問題：
1、如果我要購買基于源-網(wǎng)-荷-儲分布式新能源發(fā)電微電網(wǎng)系統(tǒng)實驗室,分布式新能源微電網(wǎng)實驗系統(tǒng)，是否有安裝、培訓服務呢？
答：我們的設備如果沒有特別注明“不含安 裝”“裸機價”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓服務的。
2、你們的基于源-網(wǎng)-荷-儲分布式新能源發(fā)電微電網(wǎng)系統(tǒng)實驗室,分布式新能源微電網(wǎng)實驗系統(tǒng)是否能開增值稅專用發(fā)票？
答：可以的，我們是正規(guī)企業(yè)，并且已經(jīng)升級到一般納稅人，可以開具增值稅專用發(fā)票，如果您需要開基于源-網(wǎng)-荷-儲分布式新能源發(fā)電微電網(wǎng)系統(tǒng)實驗室,分布式新能源微電網(wǎng)實驗系統(tǒng)的發(fā)票，您需要提供開票資料。
3、你們的基于源-網(wǎng)-荷-儲分布式新能源發(fā)電微電網(wǎng)系統(tǒng)實驗室,分布式新能源微電網(wǎng)實驗系統(tǒng)都是自己生產(chǎn)的嗎？都有什么產(chǎn)品資質(zhì)？
答：我們公司是專業(yè)生產(chǎn)教學設備的企業(yè)，完全自主生產(chǎn)，并通過了最新版ISO9001認證，擁有多項專利與著作權(quán)。
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