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(kāi)發(fā)的負(fù)載預(yù)測(cè)主用戶圖形界面


　　機(jī)組組合

　　機(jī)組組合(UC)軟件模塊是MEMS的主要組成之一。這個(gè)軟件模塊基于預(yù)測(cè)需求，能夠協(xié)助微網(wǎng)找到最優(yōu)功率生成計(jì)劃，在微網(wǎng)獨(dú)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(shí)，將總受益最大化。在優(yōu)化過(guò)程完成后，包含開(kāi)關(guān)狀態(tài)的結(jié)果和發(fā)電源的分配kW數(shù)將會(huì)送到MEMS的最優(yōu)功率流(OPF)模塊進(jìn)行處理。UC是功率系統(tǒng)管理中最為復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題。通過(guò)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(gè)約束和數(shù)百個(gè)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(kāi)發(fā)的機(jī)組組合用戶圖形界面

　　軟件模塊包含以下特性：

　　通過(guò)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(wèn)題。

　　使用LabVIEW建立的圖形界面，用戶能夠方便地點(diǎn)擊鼠標(biāo)用默認(rèn)設(shè)置或定制設(shè)置運(yùn)行UC優(yōu)化。

　　通過(guò)運(yùn)行LabVIEW的實(shí)時(shí)抓取函數(shù)，軟件可以在用戶定制的自動(dòng)開(kāi)始時(shí)間自動(dòng)執(zhí)行。

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

　　狀態(tài)估計(jì)

　　狀態(tài)估計(jì)是MEMS實(shí)時(shí)函數(shù)，它使用SCADA采集的測(cè)量、斷路器狀態(tài)和電壓調(diào)節(jié)器位置驗(yàn)證并估計(jì)功率系統(tǒng)的總線電壓。估計(jì)的總線電壓幅值和電壓相位角被認(rèn)為是系統(tǒng)的可靠狀態(tài)，作為OPF的一個(gè)輸入，其處理后的總線負(fù)載數(shù)值作為負(fù)載預(yù)測(cè)的輸入。

圖6.使用LabVIEW 2009開(kāi)發(fā)的狀態(tài)估計(jì)函數(shù)主要用戶圖形界面

　　狀態(tài)估計(jì)器包含三個(gè)子函數(shù)，它們是用Matlab編程語(yǔ)言在LabVIEW平臺(tái)上編寫的。.

　　拓?fù)涮幚砥鳎和ㄟ^(guò)將節(jié)點(diǎn)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(jì)：計(jì)算總線電壓幅值和相位

　　錯(cuò)誤數(shù)據(jù)檢測(cè)與判斷：在狀態(tài)估計(jì)器使用原始測(cè)量值前，檢驗(yàn)其是否良好

　　在編寫狀態(tài)估計(jì)器時(shí)，確保它能夠運(yùn)行在任何功率網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)挑戰(zhàn)。因此使用腳本模塊是描述復(fù)雜算法時(shí)提高靈活性的一個(gè)方法。每個(gè)子函數(shù)都使用LabVIEW中的腳本模塊實(shí)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(diǎn)作為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)檢測(cè)與判斷的過(guò)濾器。

　　處理是基于矩陣計(jì)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?yàn)槌绦騿T節(jié)省時(shí)間。

　　狀態(tài)估計(jì)函數(shù)，與其它MEMS函數(shù)一起，已在NTU清潔能源研究實(shí)驗(yàn)室的微型網(wǎng)格硬件裝置上做了成功演示。狀態(tài)估計(jì)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(biāo)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(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)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(fù)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(wú)功功率輸出

　　負(fù)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(fù)載調(diào)壓控制器，從而確保系統(tǒng)運(yùn)行在更為經(jīng)濟(jì)有效的模式。

　　二次編程用于解決OPF問(wèn)題。這個(gè)算法在MATLAB中編寫，然后通過(guò)MATLAB腳本函數(shù)集成到LabVIEW中?；贚abVIEW平臺(tái)，OPF連接到SE和SCADA控制某個(gè)微網(wǎng)組件。通過(guò)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(kāi)發(fā)的最優(yōu)功率流函數(shù)主用戶界面