一種儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，特別涉及一種儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)調(diào)系統(tǒng)通過(guò)結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)與電池儲(chǔ)能系統(tǒng)各自優(yōu)勢(shì)，隨著風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部風(fēng)能分布的變化，風(fēng)電場(chǎng)輸出功率也隨之發(fā)生波動(dòng)。通常，風(fēng)電場(chǎng)輸出功率中頻率在0.0lHz以上的分量對(duì)電網(wǎng)的影響較大。而在風(fēng)電場(chǎng)升壓變壓器的低壓側(cè)安裝儲(chǔ)能裝置，可以消除0.0lHz以上的功率波動(dòng)分量，從而能夠有效地平滑風(fēng)電場(chǎng)的功率輸出、改善風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)運(yùn)行性能。
[0003]電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制思想是通過(guò)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)快速的吞吐風(fēng)電場(chǎng)輸出有功功率中的高頻波動(dòng)成分，即:通過(guò)高通濾波器將風(fēng)電場(chǎng)輸出功率中頻率0.0lHz以上的波動(dòng)分量濾出，將其作為電池儲(chǔ)能系統(tǒng)用于平滑風(fēng)場(chǎng)輸出的參考功率，與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出功率進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)變流器輸出電流d軸、q軸分量，達(dá)到控制儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出有功功率、無(wú)功功率的目的。
[0004]在風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)調(diào)系統(tǒng)中，儲(chǔ)能系統(tǒng)為可控單元，因此針對(duì)風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)的控制實(shí)際上是通過(guò)調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)的出口控制。而風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)也是儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行控制的依據(jù)，在整個(gè)聯(lián)合運(yùn)行過(guò)程中，風(fēng)力發(fā)電數(shù)據(jù)、儲(chǔ)能運(yùn)行數(shù)據(jù)、變電站并網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)都是必要的數(shù)據(jù)來(lái)源。目前，缺乏應(yīng)用于風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)調(diào)系統(tǒng)的有效儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)，滿足數(shù)據(jù)采集和處理、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視等方面的要求，采用分層、分布、開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框架研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)、儲(chǔ)能電站的聯(lián)合監(jiān)控。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)，其包含分別連通至網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)的以下系統(tǒng):
實(shí)時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)，其位于第一安全區(qū)，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集及處理；
電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，其位于第二安全區(qū)，進(jìn)行電網(wǎng)應(yīng)用分析及電量采集統(tǒng)計(jì)；所述第二安全區(qū)與第一安全區(qū)之間設(shè)有防火墻；
安全WEB發(fā)布系統(tǒng)，其位于管理信息大區(qū)，進(jìn)行對(duì)外信息發(fā)布；所述管理信息大區(qū)與第一安全區(qū)之間設(shè)有正向電力專用安全物理隔離裝置。
[0007]優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)，包含前置數(shù)據(jù)采集網(wǎng)段和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)段，分別采用冗余交換式以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并使用具備三層交換功能的主交換機(jī)。
[0008]優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)置有數(shù)據(jù)通信與采集模塊，其使用的所述前置數(shù)據(jù)采集網(wǎng)段，應(yīng)用了主交換機(jī)的VLAN網(wǎng)段或配置有獨(dú)立的工作組交換機(jī)；
所述數(shù)據(jù)通信與采集模塊，其進(jìn)一步包含:
多組數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，對(duì)經(jīng)由串行通道或網(wǎng)絡(luò)通道收發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；每組內(nèi)配置有若干臺(tái)Unix服務(wù)器或PC服務(wù)器，互為熱備用；
串行通信設(shè)備，連通串行通道與相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
路由器，連通網(wǎng)絡(luò)通道與相應(yīng)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0009]優(yōu)選地，所述串行通信設(shè)備，其進(jìn)一步包含:
終端服務(wù)器，對(duì)所轄廠站和相關(guān)主站進(jìn)行串口通信的模擬/數(shù)字通道接口進(jìn)行監(jiān)管； 模擬/數(shù)字通道板，連通模擬/數(shù)字通道與終端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0010]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)通信與采集模塊，其進(jìn)一步設(shè)置有天文時(shí)鐘，為所述儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘、系統(tǒng)時(shí)鐘和系統(tǒng)頻率。
[0011]優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)置有連通實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)段的數(shù)據(jù)處理與存貯模塊，其包含互為熱備用的兩臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器，各自配置雙CPU/雙電源/雙網(wǎng)卡；所述數(shù)據(jù)服務(wù)器是UniX服務(wù)器，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、(ΠΜ模型數(shù)據(jù)以及歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，并承擔(dān)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)分發(fā)、數(shù)據(jù)檢索、雙服務(wù)器之間數(shù)據(jù)同步。
[0012]優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)置有連通實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)段的人機(jī)界面交互模塊，其包含以下任意一種人機(jī)工作站或其任意組合:
監(jiān)控工作站，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和安全操作；
運(yùn)方工作站，制定電網(wǎng)運(yùn)行方式；
維護(hù)工作站，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)錄入、畫面編輯、報(bào)表制作以及系統(tǒng)性能調(diào)整；
所述人機(jī)工作站是圖形工作站。
[0013]優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)置有連通實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)段的數(shù)據(jù)安全交互模塊，其包含一臺(tái)網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，與同等級(jí)別的其他監(jiān)控系統(tǒng)之間進(jìn)行透明的數(shù)據(jù)交換；所述網(wǎng)關(guān)服務(wù)器是Unix服務(wù)器或PC服務(wù)器。
[0014]本發(fā)明的儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明的系統(tǒng)遵循一體化設(shè)計(jì)思想，采用分布式系統(tǒng)架構(gòu)，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)基礎(chǔ)上，可靈活擴(kuò)展、集成和整合各種儲(chǔ)能發(fā)電監(jiān)控、分析和管理應(yīng)用功能，各種應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)和使用具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)模型、人機(jī)交互界面，并能進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù)。
[0015]本發(fā)明的系統(tǒng)按照Unix/Linux /Windows跨平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)發(fā)布節(jié)點(diǎn)選擇Unix/Linux處理平臺(tái)，人機(jī)交互界面操作可運(yùn)行于Linux/Windows平臺(tái)，確保了數(shù)據(jù)處理的穩(wěn)定性和人機(jī)操作的靈活性。
[0016]本發(fā)明系統(tǒng)的重要單元和單元的重要部件采用冗余配置，通過(guò)自動(dòng)切換機(jī)制實(shí)現(xiàn)故障的迅速隔離和切除，確保系統(tǒng)運(yùn)行不受單個(gè)故障點(diǎn)的影響；主要硬件設(shè)備符合現(xiàn)代工業(yè)制造標(biāo)準(zhǔn)，是目前可選的主流系列產(chǎn)品并具有可靠的質(zhì)量保證和完善的售后服務(wù)體系。遵循軟件工程的開(kāi)發(fā)流程，并有完備的功能測(cè)試流程；不同廠家的軟、硬件產(chǎn)品遵循共同的國(guó)際/國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，以保證軟件模塊可靠地協(xié)調(diào)工作。
[0017]本發(fā)明的系統(tǒng)，保證風(fēng)電場(chǎng)/儲(chǔ)能系統(tǒng)端遙測(cè)、遙信、電量、設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、快速地通過(guò)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，在人機(jī)工作站界面上顯示出來(lái)，確保運(yùn)行人員及時(shí)了解電網(wǎng)運(yùn)行情況，并為應(yīng)用功能實(shí)現(xiàn)提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)確保遙控、遙調(diào)等控制指令快速下達(dá)到廠站端，為風(fēng)電場(chǎng)/儲(chǔ)能電站的集群控制提供可靠的控制手段。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性指標(biāo)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)要求。
[0018]本發(fā)明的系統(tǒng)具有完善的權(quán)限管理機(jī)制，防止未授權(quán)應(yīng)用戶非法訪問(wèn)系統(tǒng)、非法獲取信息或進(jìn)行非法操作，確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的安全。系統(tǒng)采取嚴(yán)格的措施來(lái)確保數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)恢復(fù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和其它操作的安全性，具有嚴(yán)格的病毒防范措施，及時(shí)更新操作系統(tǒng)安全補(bǔ)丁。
[0019]本發(fā)明的系統(tǒng)遵循國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，操作系統(tǒng)應(yīng)采用Unix/Linux /Windows ;數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)應(yīng)采用IEC 61970 CIM等標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)遵循CIS標(biāo)準(zhǔn)；配網(wǎng)自動(dòng)化數(shù)據(jù)模型遵循IEC 61968模型規(guī)范；數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信采應(yīng)用TCP/IP協(xié)議，商應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)遵循ANSISQL標(biāo)準(zhǔn)；人機(jī)界面⑶I采應(yīng)用X-Window/Windows和MOTIF/⑶I/OpenGL/QT標(biāo)準(zhǔn)；通訊規(guī)約滿足IEC標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
[0020]本發(fā)明的系統(tǒng)開(kāi)放性好，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的各服務(wù)模塊和各應(yīng)用功能提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口，支持用戶和第三方應(yīng)用軟件程序的開(kāi)發(fā)，保證能和其它系統(tǒng)互聯(lián)和集成。系統(tǒng)具有良好的軟件和硬件在線可擴(kuò)展性，可以逐步建設(shè)、逐步擴(kuò)充、逐步升級(jí)，不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。系統(tǒng)容量可擴(kuò)充，包括可接入的風(fēng)電場(chǎng)數(shù)量、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的容量等，沒(méi)有設(shè)計(jì)容量限制，從而能使系統(tǒng)可以整體設(shè)計(jì)、分步實(shí)施。
[0021]本發(fā)明的系統(tǒng)維護(hù)方便，系統(tǒng)具備圖模庫(kù)一體化技術(shù)，并能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)和風(fēng)電/儲(chǔ)能相關(guān)模型的一體化設(shè)計(jì)，方便系統(tǒng)維護(hù)人員畫圖、建模、建庫(kù)，保證三者數(shù)據(jù)的同步性和一致性。系統(tǒng)具備完整的使用技術(shù)文檔資料，具有在線操作幫助功能，系統(tǒng)維護(hù)具有流程和向?qū)Чδ?。具備?jiǎn)便、易應(yīng)用的維護(hù)診斷工具，使系統(tǒng)維護(hù)人員可以迅速、準(zhǔn)確地確定異常和故障發(fā)生的位置和原因。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明所述儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)與風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)調(diào)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系圖；
圖2是本發(fā)明所述儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明所述儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信與采集模塊的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明提供的儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)，作為風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)調(diào)系統(tǒng)的配套部分，其主要功能是采集儲(chǔ)能系統(tǒng)上送的各種數(shù)據(jù)給諸如關(guān)鍵設(shè)備(PCS)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、保護(hù)裝置等設(shè)備，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理，提供對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備的人工操控接口，并具備平抑波動(dòng)、跟蹤計(jì)劃、無(wú)功控制等尚級(jí)應(yīng)用。
[0024]儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)的平抑波動(dòng)、無(wú)功控制等功能的最終控制目標(biāo)是整個(gè)風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)的出口有/無(wú)功，并且其在控制過(guò)程中需要讀取風(fēng)電系統(tǒng)的有/無(wú)功數(shù)據(jù)，因此儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)調(diào)系統(tǒng)存在如圖1所示的數(shù)據(jù)依賴:
平抑波動(dòng)以系統(tǒng)出線有功為控制目標(biāo)、以風(fēng)電系統(tǒng)有功為輸入?yún)?shù)、以儲(chǔ)能系統(tǒng)有功為可調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行控制；無(wú)功控制根據(jù)控制模式的不同可以系統(tǒng)出線無(wú)功/系統(tǒng)出線功率因數(shù)/系統(tǒng)出線電壓為控制目標(biāo)、以風(fēng)電系統(tǒng)無(wú)功為輸入?yún)?shù)、以儲(chǔ)能系統(tǒng)無(wú)功為可調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行控制。因此，圖1中所列數(shù)據(jù)為儲(chǔ)能系統(tǒng)的必要上送數(shù)據(jù)。而整個(gè)風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合監(jiān)控系統(tǒng)也需要儲(chǔ)能系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，主要包括PCS的運(yùn)行數(shù)據(jù)(有功、無(wú)功、電壓、電流、告警/故障信息等)、BMS的上送數(shù)據(jù)(單體電池電壓、電流、溫度，電池串的電壓、電流、SOC、S0H、告警/故障信息等)。本發(fā)明的儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)即用于相關(guān)數(shù)據(jù)的傳送。
[0025]如圖2所示，本發(fā)明的儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)，分布在三個(gè)安全區(qū)中，分別為安全區(qū)1、安全區(qū)II和管理信息大區(qū)。其中，安全區(qū)I與安全區(qū)II之間采用防火墻，安全區(qū)I與管理信息大區(qū)之間設(shè)置正向電力專用安全物理隔離裝置。
[0026]所述儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)中，包括:實(shí)時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與存貯模塊，數(shù)據(jù)通信與采集模塊，人機(jī)界面交互模塊，數(shù)據(jù)安全交互模塊等位于安全區(qū)I ;電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)置的電量采集統(tǒng)計(jì)模塊，位于安全區(qū)II ;用于向外信息發(fā)布的安全WEB發(fā)布系統(tǒng)位于管理信息大區(qū)。這些模塊系統(tǒng)，連通至本發(fā)明構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)。
[0027]