用NI LabVIEW和DAQ創(chuàng)建微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

                                        圖4.使用LabVIEW 2009開發(fā)的負載預(yù)測主用戶圖形界面


　　機組組合

　　機組組合(UC)軟件模塊是MEMS的主要組成之一。這個軟件模塊基于預(yù)測需求，能夠協(xié)助微網(wǎng)找到最優(yōu)功率生成計劃，在微網(wǎng)獨立的情況下，將總操作成本降至最小，或是在微網(wǎng)連接到主電網(wǎng)時，將總受益最大化。在優(yōu)化過程完成后，包含開關(guān)狀態(tài)的結(jié)果和發(fā)電源的分配kW數(shù)將會送到MEMS的最優(yōu)功率流(OPF)模塊進行處理。UC是功率系統(tǒng)管理中最為復(fù)雜的優(yōu)化問題。通過使用LabVIEW的MATLAB腳本函數(shù)，軟件能夠在幾秒內(nèi)確定包含多個約束和數(shù)百個變量的優(yōu)化解決方案。UC的主要用戶界面如圖5所示。

                                               圖5.使用LabVIEW 2009開發(fā)的機組組合用戶圖形界面

　　軟件模塊包含以下特性：

　　通過使用LabVIEW的MATLAB腳本函數(shù)，可以在幾秒內(nèi)解決復(fù)雜的UC問題。

　　使用LabVIEW建立的圖形界面，用戶能夠方便地點擊鼠標用默認設(shè)置或定制設(shè)置運行UC優(yōu)化。

　　通過運行LabVIEW的實時抓取函數(shù)，軟件可以在用戶定制的自動開始時間自動執(zhí)行。

　　在優(yōu)化完成后，結(jié)果將自動保存到服務(wù)器系統(tǒng)中用戶指定的路徑，并且同時發(fā)送到MEMS的OPF中。

　　狀態(tài)估計

　　狀態(tài)估計是MEMS實時函數(shù)，它使用SCADA采集的測量、斷路器狀態(tài)和電壓調(diào)節(jié)器位置驗證并估計功率系統(tǒng)的總線電壓。估計的總線電壓幅值和電壓相位角被認為是系統(tǒng)的可靠狀態(tài)，作為OPF的一個輸入，其處理后的總線負載數(shù)值作為負載預(yù)測的輸入。

圖6.使用LabVIEW 2009開發(fā)的狀態(tài)估計函數(shù)主要用戶圖形界面

　　狀態(tài)估計器包含三個子函數(shù)，它們是用Matlab編程語言在LabVIEW平臺上編寫的。.

　　拓撲處理器：通過將節(jié)點網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為總線網(wǎng)絡(luò)確定網(wǎng)絡(luò)配置。

　　狀態(tài)估計：計算總線電壓幅值和相位

　　錯誤數(shù)據(jù)檢測與判斷：在狀態(tài)估計器使用原始測量值前，檢驗其是否良好

　　在編寫狀態(tài)估計器時，確保它能夠運行在任何功率網(wǎng)絡(luò)是一個挑戰(zhàn)。因此使用腳本模塊是描述復(fù)雜算法時提高靈活性的一個方法。每個子函數(shù)都使用LabVIEW中的腳本模塊實現(xiàn)。輸入和輸出(一維和二維)創(chuàng)建用于將數(shù)據(jù)從腳本模塊傳送到其他或前面板用于顯示結(jié)果。還使用反饋節(jié)點作為錯誤數(shù)據(jù)檢測與判斷的過濾器。

　　處理是基于矩陣計算的，LabVIEW提供了編程工具更方便地編寫功率系統(tǒng)應(yīng)用程序，因此它能夠為程序員節(jié)省時間。

　　狀態(tài)估計函數(shù)，與其它MEMS函數(shù)一起，已在NTU清潔能源研究實驗室的微型網(wǎng)格硬件裝置上做了成功演示。狀態(tài)估計器的主要用戶圖形界面如圖6所示。

　　最優(yōu)功率流

　　最優(yōu)功率流(OPF)是MEMS的在線函數(shù)之一。OPF的目標是找出給定功率系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)設(shè)置，將例如總發(fā)電成本或系統(tǒng)損失等系統(tǒng)目標函數(shù)進行優(yōu)化，同時滿足其功率流方程和例如總線電壓約束、分支流限制和發(fā)電源容量限制等設(shè)備操作限制。OPF的輸入包含SE定義的網(wǎng)絡(luò)配置和負載信息，作為輸出結(jié)果，OPF將給出以下推薦數(shù)值

　　源有功/無功功率輸出

　　負載下的調(diào)壓變壓器比例

　　這些參數(shù)將送到CB控制器、逆變控制器、發(fā)電控制器和負載調(diào)壓控制器，從而確保系統(tǒng)運行在更為經(jīng)濟有效的模式。

　　二次編程用于解決OPF問題。這個算法在MATLAB中編寫，然后通過MATLAB腳本函數(shù)集成到LabVIEW中?；贚abVIEW平臺，OPF連接到SE和SCADA控制某個微網(wǎng)組件。通過使用LabVIEW工具箱，LaCER微網(wǎng)的主要OPF圖形界面如圖7所示。LabVIEW工具箱，LaCER微網(wǎng)的主要OPF圖形界面如圖7所示。

圖7.使用LabVIEW 2009開發(fā)的最優(yōu)功率流函數(shù)主用戶界面