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小型风光储互补微电网软件平台的设计与实现

发布时间:2018-08-18 21:00
【摘要】:随着能源问题和环境污染问题越来越严重,开发清洁可再生的能源资源得到了世界各国的关注。具有巨大储备量的清洁能源风力发电和太阳能发电得到了迅速的发展。微电网成为接纳新能源发电的重要形式,它既可以与大电网进行能量交换,也可以自给自足独立运行。由于风力发电和太阳能发电受环境影响很大,微电网需要合适的能量管理策略,保证微电网能够稳定高效的运行。设计并开发微电网软件平台具有重要的现实意义,它不仅可以帮助微电网安全可靠的运行,还可以提高微电网的服务水平,推动微电网朝智能化发展。本文在研究国内外微电网发展现状的基础上,设计了针对小型风光储互补微电网的软件平台。首先进行了软件平台的功能需求分析,之后针对主要功能进行业务流程设计,最后针对小型微电网硬件信息设计了通讯协议。功能需求分析包括数据监测与分析、新能源发电预测和负载预测、优化调度、仿真实验以及人机交互等部分,业务流程设计包括人员管理、运行环境配置、监控数据处理以及系统优化调度等业务流程,通信协议设计包括通讯方式和格式、数据帧格式、设备地址码设计、功能码设计等。本文在Microsoft Visual Studio 2010开发环境下,使用C#编程语言实现了小型微电网的软件平台。该软件平台可以与小型微电网硬件直接连接,实现对小型微电网运行状态的监控管理;可以连接小型微电网仿真模型,进行仿真实验;还可以为小型微电网提供合理的能量管理策略,优化小型微电网运行。本文建立了一套小型风光储互补微电网的机理模型与软件平台连接,实现软件平台的仿真功能。该套模型包括风力发电系统、光伏发电系统、储能系统,并在各个子系统模型的基础上,建立了小型微电网整体模型。软件平台可以根据小型微电网不同的运行方式,提供不同的能量管理策略。当小型微电网并网运行时,在分时电价模型下,通过对家用用电设备的分类量化,提出了以用户经济效益最优为目标的能量管理策略;当小型微电网离网运行时,对家庭用电设备重要性进行等级划分,提出了按用户用电设备重要性顺序依次供电、保证小型微电网长期稳定运行为目标的能量管理策略。
[Abstract]:With the problem of energy and environmental pollution becoming more and more serious, the development of clean and renewable energy resources has been concerned by the countries all over the world. Clean energy wind power generation and solar power generation, which have huge reserves, have been developed rapidly. Microgrid is an important form of receiving new energy generation. It can exchange energy with large power grid and operate independently. Since wind power generation and solar power generation are greatly affected by the environment, the micro-grid needs appropriate energy management strategies to ensure the stable and efficient operation of micro-grid. It is of great practical significance to design and develop microgrid software platform. It can not only help the safe and reliable operation of microgrid, but also improve the service level of microgrid and promote the development of microgrid towards intelligence. On the basis of studying the development of microgrid at home and abroad, this paper designs a software platform for small-scale wind-storage complementary microgrid. Firstly, the functional requirements of the software platform are analyzed, then the business process is designed for the main functions. Finally, the communication protocol is designed for the hardware information of the microgrid. Functional requirements analysis includes data monitoring and analysis, new energy generation forecasting and load forecasting, optimal scheduling, simulation experiments and human-computer interaction. Business process design includes personnel management, operational environment configuration, etc. The design of communication protocol includes communication mode and format, data frame format, device address code design, function code design and so on. In this paper, we use C # programming language to realize the software platform of small microgrid in Microsoft Visual Studio 2010 development environment. The software platform can be directly connected with the hardware of the small microgrid to realize the monitoring and management of the running state of the micro-grid, and the simulation model of the micro-grid can be connected to the simulation experiment. It can also provide reasonable energy management strategy for small microgrid and optimize the operation of small microgrid. In this paper, a set of mechanism model of small wind and storage complementary microgrid is established, and the software platform is connected to realize the simulation function of the software platform. The model includes wind power system, photovoltaic system and energy storage system. The software platform can provide different energy management strategies according to the different operation modes of microgrid. When the small-scale microgrid is connected to the grid, the energy management strategy aiming at the optimal economic benefit of the user is put forward by classifying and quantifying the household electric equipment under the time-sharing price model, and when the small-scale microgrid is running off the grid, the energy management strategy is proposed. In this paper, the importance of household power equipment is classified, and the energy management strategy is put forward, which is based on the order of the importance of household power equipment to ensure the long-term and stable operation of small microgrid.
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP311.52;TM727

【参考文献】

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本文编号:2190663

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