system: [SYSTEM]

user: 4. 人机交互平台和能量管理 4.1. 用户管理与登录界面 如图4用户登录界面所示，可以设定用户名和用户密码，并且可以设定各个用户的优先访问级和安全操作区域。Kingview6.55软件支持修改用户名和口令，其脚本程序如下： if(MenuIndex==0) { LogOn(); } if(MenuIndex==1) { LogOn(); ChangePassword(); LogOff(); } if(MenuIndex==2) { LogOff(); ShowPicture(登录界面); } 4.2. 实时数据显示和历史数据查询 在系统正常运行时，下位机上传的一些重要参数需要在界面上显示出来。方便用户了解系统每个地方的运行参数及运行情况。如图5显示了支路1上的电压、电流、有功功率和该支路流过的电量。这样可以时刻监视现场设备的运行情况，模拟系统的工艺流程。根据上传的电压电流参数，可以形象直观的 模拟电压电流正弦波形图。 Kingview6.55运行系统中可以通过以下几种方式查询历史数据：报表、历史趋势曲线、WEB发布中的历史数据和历史曲线的浏览。本文通过使用历史报表函数查询历史数据。想要查询IO变量历史数据，必须对IO变量进行如图6“记录和安全区”选项卡设置，将数据变化记录的变化灵敏度设置为零。图7为本系统中对每日的光伏、风机发电量进行了记录。在“发电量统计”界面内点击报表查询按钮，可以设置查询的起始时间、结束时间、变量选择和时间间隔等。每日发电量统计可以用以下脚本实现。 图4. 用户登录界面 图5. 支路1参数界面 图6. IO变量数据变化设置 图7. 光伏每日发电量查询 /*每天电量历史查询表示*/ if(\\本站点\$时==0 &&\\本站点\$分==0 &&\\本站点\$秒==0) \\本站点\k1=\\本站点\光伏侧电量; if(\\本站点\$时==23 &&\\本站点\$分==59 &&\\本站点\$秒==59) { \\本站点\k2=\\本站点\光伏侧电量; \\本站点\光伏每日发电量=\\本站点\k2-\\本站点\k1; } 4.3. 报警事件与短信发送 报警与事件画面，记录了系统运行时每个变量超限产生的故障报警和修复后是否恢复，为系统维护提供了强有力的保障。当微网监控系统中某些变量的值超过或低于规定的界限时，系统自动产生相应的告警信息，表明该变量的值非正常，提醒操作人员。如支路1中某处发生短路故障可能会使流过导线和变流器的电流增大，严重时可能会烧坏线路和损坏设备。有了报警就可以提示操作人员注意。Kingview6.55组态中调用PlaySound( aa， 1)函数，播放名字为“aa”的警报声音，有效提示在场的操作人员。在监控系统中，为了方便查看、记录和区别，可以将变量产生的报警信息归到不同的组中，即使变量的报警信息属于某个设定的报警组。同时系统自动将报警信息记录，方便用户查看历史报警。对目标IO变量的报警设置如图8所示，在改选项卡中可以设置该IO变量的报警组名和报警限。 当报警发生后，如果现场操作人员没有发现系统报警，本系统还增加了一个智能报警短息模块，这样报警发生的同时给指定操作人员发送报警信息。信息内容是之前输入到系统中的字符串，不同的报警情况对应不同的字符串。短信模块是基于AT指令的SIMCOM SIM900A。该模块同样是通过标准的Modbus RTU通信协议与上位机连接，连接成功后，如果报警条件成立，就执行发送短信命令。其命令如下： if(\\本站点\新报警==1) { \\本站点\电话号码=18222219869 \\本站点\发送内容=系统支路1 电压异常 \\本站点\发送=1; } 图8. 通用报警属性 4.4. 系统首合闸步骤与能量管理算法 4.4.1. 首次合闸操作步骤 当风、光、储、负荷和控制设备全部安装完成后，需要对系统上电联调，各个支路上电顺序非常重要。如果操作不当，可能会损坏设备甚至发生安全事故。经过多次讨论设计了系统首次合闸操作步骤， 1、系统首次运行时，首先手动对光伏支路、电池支路、风机支路和UPS支路侧进行合闸，即闭合QF1、QF2、QF3、QF4； 2、对所有的带通信的断路器进行合闸，由于电池接于斩波器的低压侧，电池上电后高压边与低压边的电压一致，建议上电顺序： 1) 先闭合DKM5给二次侧设备和监控一体机供电； 2) 储能支路供电，即闭合DKM3； 3) 依次对光伏、风机和负荷侧供电，即闭合DKM1、DKM2、DKM4； 3、系统内部控制步骤； 1) 对储能支路DC/DC下发高压边直流母线(400V)模式输出指令； 2) 分别对光伏、风机支路的DC/DC和DC/DC进行开机； 3) 对高频DC/AC进行开机； 当判断直流母线在360 V~420 V之间，随即计入能量管理算法逻辑； 4.4.2. 能量管理算法 参考文献中大多研究的并网系统，在并网系统中当没有负荷或者负荷不需要电能的时候，风机和光伏依然可以持续发电把剩余的电量送到大电网。当微电网发电量不够且负荷需要电能时，负荷电能可以由大电网提供。简单的说并网时，微源发出的能量由大电网作为支撑。由于没有强大的大电网，微电网孤岛运行时则需要设定有效的能量管理算法逻辑。本系统根据蓄电池BMS上传的SOC来管理光伏、风机和负荷侧变流器的开停机。根据实际运行情况，将SOC分为三个节点0.95、0.7和0.2进行能量管理。具体管理算法如下： 1、当上位机检测到SOC = 0.95为了防止蓄电池过充电，分两种情况： 1) 如果有电动汽车负荷用电，并且SOC持续上升到0.98，监控系统发出警报，并且下发指令自动对光伏侧和风机侧的DC/DC进行停机。 2) 如果没有电动汽车负荷用电，监控系统立即下发指令自动对光伏侧和风机侧的DC/DC进行停机。 2、当光伏和风机侧DC/DC都停机时，由于有负荷和UPS侧用电，SOC会逐渐下降，当监控系统检测到SOC = 0.7时，系统下发指令自动对光伏侧和风机侧的DC/DC进行开机。 3、正常天气下，系统会在步骤1和步骤2的情况下重复循环。但是当连续阴雨天，光伏和风机发电很少时，即使执行了步骤2，SOC仍会下降。为了保护蓄电池不过放电，当SOC = 0.2分两种情况： 1) 如果有电动汽车负荷用电，监控系统立即下发指令自动对电动汽车侧HF DC/AC进行停机。 2) 如果没有电动汽车负荷用电，因为有UPS侧用电，SOC仍会下降。当SOC = 0.15时，系统发出警报，并给指定号码打电话/发短信。并且为了保护蓄电池，自动断开由UPS供电的断路器DKM1、DKM2、DKM3、DKM4和风机、光伏、蓄电池侧的DC/DC。当SOC=0.14断开UPS侧断路器DKM5。整个系统停止运行。 4、当SOC = 0.14时，整个系统停止运行。由于之前已经短信通知操作人员系统停止工作，操作人员只需要适时的重合闸给蓄电池充电并重复首次合闸操作步骤。 Kingview6.55组态软件中，系统能量管理的算法程序如下： if(soc==0.95&&\\本站点\高频DCAC!=1) { \\本站点\风机DC/DC=0; \\本站点\光伏DC/DC=0; } if(soc==0.98&&\\本站点\高频DCAC==1) { PlaySound( aa， 1 ); \\本站点\风机DC/DC=0; \\本站点\光伏DC/DC=0; } if(soc==0.7) { \\本站点\风机DC/DC=1; \\本站点\光伏DC/DC=1; } if(soc==0.2&&\\本站点\高频DC/AC==1) { \\本站点\高频DC/AC=0; } if(soc==0.15) {PlaySound( aa，1 ); \\本站点\光伏DC/DC=0; \\本站点\风机DC/DC=0; \\本站点\电池DC/DC=0; \\本站点\高频DC/AC=0; \\本站点\DKM1=0; \\本站点\ DKM2=0; \\本站点\ DKM3=0; \\本站点\ DKM4=0; } if(soc<0.15) {\\本站点\ DKM5=0; }