大數據背景下多能互補微電網的能量管理系統設計

趙 川，趙 明，路學剛，葉 華

（云南電力調度控制中心，昆明 650011）

一般的電網中，會出現多個微電網，其主要是建立控制、信息等聯系，將其稱為多能互補微電網[1]。傳統的微電網能量管理系統存在著效率低的缺陷，因此，本文主要是在大數據的基礎上構建多能互補微電網的能量管理系統。

1 多能互補微電網能量管理系統硬件設計

該系統的硬件設計主要由控制層設備、就地層設備、網絡層設備以及輔助設備共同組成，具體情況如下所示。

控制層設備主要由工作站與服務器等共同組成。其中，該系統主要包含兩臺工作站，主要分布在中心配電室以及下級配電室，工作站的主要任務是對就地操作進行監控以及信息的查詢；服務器主要由應用服務器與數據服務器共同組成。

就地層設備主要由安全并網裝置、智能終端、環境監測儀、測控保護裝置、電池管理系統等組成。其中，安全并網裝置的主要功能是對微電網進行保護、監測以及并網；智能終端主要是安裝在可控開關柜上，并且每個可控開關都需要安裝智能終端[2]。

網絡層設備是由光電轉換器、交換機和通信管理機組成。其中，該系統主要采用三臺交換機，分布在配電室，對信息進行交換；通信管理機也采用三臺，分布在配電室，對電池管理系統、環境監測儀、變流器等設備與系統間的通信進行轉換；而光電轉換器主要是安裝在通信接口處，接口主要是采用光纖介質。

其他輔助設備主要指的是系統中需要的計量設備、電源設備以及對時設備等。在微電網進行并網處理時，要在并網處安裝雙向的計量設備。配電室要安裝電源設備，來保證系統的正常運行。對時設備根據具體需要進行相應的安裝。

2 多能互補微電網能量管理系統軟件設計

服務器主要采用LINUX操作系統，主要的功能為數據處理、數據轉發、數據接口、數據存儲、設備監測、負荷能量管理、經濟運行優化等。服務器軟件設計主要采用的是大數據通信模式，其具有減小成本、簡化過程的優勢。該服務器主要是由數據儲存層與大數據調度層組成。數據儲存層采用的是NOSOL數據庫，對硬件所采集以及檢測的數據進行儲存。網絡通信設計：在該系統中，各個部分需要進行通信才能形成聯系，共同為能量管理提供數據或者信息。網絡通信主要采用無線網絡的形式，這樣可以方便實際操作，也可以減少系統成本[3]。該系統主要采用控制器對微電網的能量進行管理。控制器將接收硬件設備所采集以及檢測的數據，對其進行統一的處理，將處理后的數據代入下述公式中

式中，J表示的是某部分的能力值；n表示的是該系統中部分的個數；k表示的是系數；a表示的是處理后的數據。

通過上述各部分能力值的計算，實現了對微電網的能量管理。

3 實驗結果與分析

為了保證本文構建的多能互補微電網能量管理系統的有效性，設計仿真實驗。實驗過程中，以微電網為實驗對象，對微電網的能量進行管理。為了保證實驗的有效性，使用傳統微電網能量管理系統與本文構建的多能互補微電網能量管理系統進行比較，觀察實驗結果。

3.1 數據準備

為了保證實驗過程的準確性，對實驗參數進行設置。本文實驗對象是微電網，由于不同系統中的能量管理方法不同，因此，實驗過程中需要保證外部環境參數的一致。本文實驗數據設置結果如表1所示。

表1 實驗參數設置

3.2 對比實驗結果

在實驗過程中，使用不同系統對微電網的能量進行管理，由于兩種系統不同，無法進行直接對比，因此使用KPSL軟件對實驗數據進行記錄，對比結果如圖1所示。

如圖1所示，本文構建的多能互補微電網能量管理系統的能量管理效率均在60%以上，而傳統系統的管理效率最高值為60%，可以明顯的看出，本文構建的多能互補微電網能量管理系統的能量管理效率比傳統系統的管理效率高出25%，說明本文構建的多能互補微電網能量管理系統具備極高的有效性。

圖1 對比實驗結果

4 結束語

本文主要構建了微電網的能量管理系統，對其能量進行管理，但是其管理效率還有上升的空間，需要對其進行進一步的研究。