一种基于LabVIEW开放性微电网实验平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微电网实验技术领域，具体涉及一种基于LabVIEW开放性微电网实验
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【背景技术】
[0002]随着世界经济和工业的飞速发展，全球对能源的需求也迅速加大，与此同时煤炭、石油等传统能源随着逐步消耗正日趋枯竭，所以开发新能源、加强可再生能源的利用成为了各国的发展共识和必然的选择。分布式发电以其灵活、经济与环保等主要优势，得到了越来越广泛的应用。但分布式电源本身也存在着诸多的问题，例如分布式电源单机接入成本高，功率输出具有随机性和波动性，对电网的安全性构成威胁。为协调分布式电源与电网的矛盾，提高分布式电源的可控性和经济性，学者们提出了微电网的概念。所谓微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。
[0003]由于微电网设备的多样性以及分布式电源的不可控性和随机波动性，使得电源的协调控制问题比较复杂。而且对于在保证系统电能质量的前提下，实现多种分布式电源单元的灵活投切以及微电网控制的平滑过渡，这些都是有待解决的研宄课题。然而，目前分布式电源微电网的运行实例较少，因此建立分布式电源微电网实验平台是研宄分析微电网运行的重要手段。
[0004]目前微电网实验平台的建设也存在着诸多问题，如:电源采用本地控制，不利于电源间的协调运行；用户体验欠佳，操作繁复；实验平台较为封闭，不具有二次开发功能等。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于LabVIEW开放性微电网实验平台。
[0006]实现本发明目的的技术解决方案为:一种基于LabVIEW开放性微电网实验平台，包括依次相连的电源单元模块、变流器模块、电源单元控制模块和微电网控制模块，还包括界面显示模块、算法库模块和数据库模块，该三个模块均与电源单元控制模块、微电网控制丰吴块相连；
[0007]其中，电源单元模块用于给微电网提供电能；所述电源单元模块包括风电电源单元、光伏电源单元和储能电源单元，其中风电电源单元包括电机拖动单元和发电机单元。
[0008]变流器模块用于控制电源单元即用于控制光伏、储能和风电的并网发电以及模拟风机转动；所述变流器模块包括五个变流器，该五个变流器包括一个拖动变流器、一个整流变流器和三个并网变流器；
[0009]其中，拖动变流器的输入侧接配电网，输出侧接电机拖动单元；
[0010]整流变流器的输入侧接发电机单元，输出侧接第一并网变流器的输入侧，第一并网变流器的输出侧接配电网；
[0011]第二并网变流器的输入侧接光伏电源单元，第二并网变流器的输出侧接配电网；
[0012]第三并网变流器的输入侧接储能电源单元，第三并网变流器的输出侧接配电网。
[0013]电源单元控制模块用于控制变流器，实现电源单元的运行控制；电源单元控制模块通过自动化设备通讯规范ADS，将电源单元硬件设备设备映射至LabVIEW并封装成图形化模块，电源单元控制模块提供控制量和运行数据信息接口，对各电源单元进行启停、控制参数写入和运行数据信息监测操作；电源单元控制模块具体包括:
[0014]用于控制光伏电源单元工作的光伏单元控制模块；
[0015]用于控制储能电源单元工作的储能单元控制模块；
[0016]用于控制拖动电机和发电机工作的风电单元控制模块。
[0017]微电网控制模块用于调度电源单元控制模块，实现分布式电源的协调优化运行，并提供二次开发接口 ；微电网控制模块提供消峰填谷控制模块和平滑微电网功率输出控制丰吴块；
[0018]其中，消峰填谷控制模块，根据电网所处的峰/谷运行时段以及用电供需平衡状况，通过调度储能电源单元支撑电网；
[0019]平滑微电网功率输出控制模块，根据电源单元的能量波动，针对每个电源单元产生的发电目标，平滑微电网的功率输出，减少对电网的冲击。
[0020]算法库模块用于提供电源单元的控制算法和数据管理算法，并开放二次开发接口 ；算法库模块包含各电源单元的控制算法和数据管理算法；
[0021]其中，控制算法利用数据库模块的电源单元运行数据信息，自动实现控制电源单元的运行，通过电源单元控制模块实现控制量下达至变流器硬件设备完成控制功能；
[0022]数据管理算法提供各电源单元数据处理的算法，描述电源单元运行状态。
[0023]数据库模块用于接收电源单元控制模块和算法库模块的数据信息，并对所述数据?目息进行存储；
[0024]界面显示模块用于对电源单元控制模块和微电网控制模块进行基于LabVIEW的图形化显示。界面显示模块包括界面管理模块、看门狗管理模块和报警管理模块。
[0025]优选的，并网变流器的规格参数为:交流侧额定功率10kW、交流侧额定电压380Vac、交流侧额定频率50Hz、交流侧额定输出电流15A ;拖动变流器的规格参数为额定输出功率15kW、交流侧额定输入电压380Vac、交流侧额定输入频率50Hz、额定输入电流23A ；整流变流器的规格参数为额定输入功率10kW、交流侧额定输入电压400Vac、交流侧额定输入频率50Hz、交流侧允许频率范围0-320HZ。
[0026]本发明与现有技术相比，其显著优点为:1)本发明的基于LabVIEW开放性微电网实验平台实现电源单元集中控制管理，电源单元的电气硬件设备通过ADS通讯映射至LabVIEff软件实验平台，并提供电源单元数据交互接口，方便微电网电源单元的管理、调度；2)本发明的基于LabVIEW开放性微电网实验平台实现电源单元模块化封装，将电源单元封装成图形化模块，提供通讯、控制量和运行数据信息等参数接口，使得微电网实验平台系统界面更加简洁、形象，便于操作；3)本发明的实验平台提供算法库，控制算法库包含电源单元的控制算法和数据管理算法。利用控制算法模块和数据管理算法可自动实现对电源单元运行控制以及运行数据处理，满足微电网实验需求。4)本发明的实验平台支持二次开发，除了利用所提供的算法库模块和微电网控制模块进行简单的微电网控制实验，还可通过提供的二次开发接口自主写入控制算法实现电源运行控制和微电网调度的二次开发，以满足更加深入的研宄需要。
[0027]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
【附图说明】
[0028]图1为本发明的基于LabVIEW的微电网实验平台总体架构示意图。
[0029]图2为本发明的微电网光伏单元运行控制流程示意图。
[0030]图3为本发明的微电网储能电源单元运行控制流程示意图。
[0031]图4为本发明的微电网风电电机拖动单元运行控制流程示意图。
[0032]图5为本发明的微电网风电发电单元运行控制流程示意图。
[0033]图6为本发明的微电网调度流程示意图。
【具体实施方式】
[0034]本发明的一种基于LabVIEW开放性微电网实验平台，包括依次相连的电源单元模块、变流器模块、电源单元控制模块和微电网控制模块，还包括界面显示模块、算法库模块和数据库模块，该三个模块均与电源单元控制模块、微电网控制模块相连；
[0035]其中，电源单元模块用于给微电网提供电能；
[0036]变流器模块用于控制电源单元即用于控制光伏、储能和风电的并网发电以及模拟风机转动；
[0037]电源单元控制模块用于控制变流器，实现电源单元的运行控制；
[0038]微电网控制模块用于调度电源单元控制模块，实现分布式电源的协调优化运行，并提供二次开发接口；
[0039]算法库模块用于提供电源单元的控制算法和数据管理算法，并开放二次开发接P ；
[0040]数据库模块用于接收电源单元控制模块和算法库模块的数据信息，并对所述数据?目息进行存储；
[0041]界面显示模块用于对电源单元控制模块和微电网控制模块进行基于LabVIEW的图形化显示。
[0042]所述电源单元模块包括风电电源单元、光伏电源单元和储能电源单元，其中风电电源单元包括电机拖动单元和发电机单元。
[0043]所述变流器模块包括五个变流器，该五个变流器包括一个拖动变流器、一个整流变流器和三个并网变流器；
[0044]其中，拖动变流器的输入侧接配电网，输出侧接电机拖动单元；
[0045]整流变流器的输入侧接发电机单元，输出侧接第一并网变