發(fā)布時間：2017-12-05 13:05

  本文關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)多功能測控裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：近年來,由于能源危機(jī)和環(huán)境問題愈來愈受重視,基于清潔可再生能源的分布式發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速。微電網(wǎng)是分布式電源接入配電網(wǎng)的一種新型技術(shù)手段,有效減小了分布式電源分散接入對電網(wǎng)的不利影響,同時滿足了用戶供電可靠性和多樣性需求。微電網(wǎng)能量管理策略的制定、微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行都需要實(shí)時監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)作支撐。微電網(wǎng)的主要設(shè)備在并網(wǎng)點(diǎn)處需要安裝測控裝置,完成測量、控制、建模、通信的功能。本文研究了一種微電網(wǎng)多功能測控裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。首先,提出了一種分層式的微電網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng),分析了微電網(wǎng)多功能測控裝置在監(jiān)控系統(tǒng)中的作用。然后,進(jìn)行了微電網(wǎng)多功能測控裝置的功能分析和軟硬件架構(gòu)設(shè)計(jì),其次,介紹了微電網(wǎng)多功能測控裝置的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)原理。最后,搭建了微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺,對測控裝置的功能進(jìn)行了驗(yàn)證。全文主要包括以下幾方面的研究內(nèi)容：(1)基于微電網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用背景的研究,分析了微電網(wǎng)多功能測控裝置的研究應(yīng)用價值,對微電網(wǎng)多功能測控裝置的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。(2)提出一種微電網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng),包括微電網(wǎng)多功能測控裝置、微電網(wǎng)中央控制器MGCC.能量管理系統(tǒng)EMS。分析了測控裝置的功能,包括數(shù)據(jù)采集與電能質(zhì)量分析功能、保護(hù)控制功能、網(wǎng)絡(luò)通信功能和人機(jī)交互功能,從軟硬件架構(gòu)兩個層面分析了微電網(wǎng)多功能測控裝置的框架組成。(3)提出微電網(wǎng)多功能測控裝置的硬件系統(tǒng)架構(gòu),硬件系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)、測量控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)和人機(jī)交互系統(tǒng)四個部分。分析了各硬件模塊的電路實(shí)現(xiàn)。中央處理器模塊采用TI的雙核處理器F28M35H52C,還包括電源模塊、復(fù)位電路、JTAG接口：存儲器模塊包括處理器內(nèi)部存儲器和外部擴(kuò)展存儲器SDRAM;通信模塊包括以太網(wǎng)接口和串行通信接口；模擬信號采集模塊包括信號轉(zhuǎn)換模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換器,采用電能計(jì)量芯片ADE7878：人機(jī)接口模塊采用觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；開入開出模塊采用光耦隔離。(4)提出微電網(wǎng)多功能測控裝置的軟件架構(gòu),包括嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)RTOS和應(yīng)用軟件,分析了雙系統(tǒng)的調(diào)試流程。分析了各軟件功能的實(shí)現(xiàn)原理。數(shù)據(jù)采集與電能質(zhì)量分析功能方面,分析了微電網(wǎng)電能質(zhì)量的特殊性,介紹了電能質(zhì)量的檢測方法,采用ADE7878芯片實(shí)現(xiàn)電能數(shù)據(jù)采集。保護(hù)控制功能方面,通過分析如何選取微電網(wǎng)保護(hù)故障量,提出網(wǎng)絡(luò)化微電網(wǎng)保護(hù)原理和方案。網(wǎng)絡(luò)通信功能方面,闡述了以太網(wǎng)通信原理和中央處理器內(nèi)核通信IPC原理。人機(jī)交互功能方面介紹了觸摸屏軟件開發(fā)流程及人機(jī)界面。(5)基于微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺對微電網(wǎng)多功能測控裝置進(jìn)行功能測試。構(gòu)建了微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺,介紹了主要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)平臺的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),進(jìn)行針對各項(xiàng)功能的實(shí)驗(yàn)測試。電能質(zhì)量分析功能測試,進(jìn)行了頻率測量、電壓測量、電流測量、諧波測量、三相不平衡度測量、閃變測量。保護(hù)控制功能測試,通過模擬發(fā)生線路短路,驗(yàn)證了基于通信的網(wǎng)絡(luò)化微電網(wǎng)保護(hù)方案的可行性。網(wǎng)絡(luò)通信功能測試進(jìn)行了以太網(wǎng)收發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文的實(shí)驗(yàn)。人機(jī)交互功能測試,通過測量額定母線電壓和電流驗(yàn)證了觸摸屏正常工作。一系列功能測試說明,測控裝置滿足微電網(wǎng)工程應(yīng)用的實(shí)際要求。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM76

【相似文獻(xiàn)】

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7 王t，

本文編號：1254898