正式投运!SGOOL研发直流环状孤岛微网能量管理系统顺利通过验收!

基于混成控制与事件驱动技术开发设计,支持系统多线程控制和高可靠性重构!

近日,SGOOL课题组直流环状孤岛微网能量管理系统研制成功,在江苏某深海技术实验室顺利投运,各项性能指标均超预期通过军工标准验收。

该直流环状孤岛微网能量管理系统主要面向直流微网的能量管理和故障重构问题,基于混成控制与事件驱动技术实现能量管理控制软件模块的开发设计,提出嵌入式EMS架构下的直流微网离散-连续分层控制模型,采用多目标、多约束的故障重构算法,结合能量管理决策专家库系统,实现直流环网区域配电系统的自治调度。

1.混成控制与事件驱动技术

基于混成电力系统本质,将偏离直流微电网正常运行状态事件总结为关键节点的电压质量事件、电压稳定性事件、逼近最优潮流事件、直流微网的频率质量事件、小扰动稳定性事件、大扰动事件六类具体事件。对应每类事件的解决方案继续分解为一系列小事件和对应动作的集合,引入边-活动(Activities on Edges, AOE)网图作为事件驱动的表现形式,生成低代码、图模化控制策略配置范式,灵活调用高性能求解算法和硬件资源分配策略,实现系统的数字控制和多线程控制。

边-活动(Activities on Edges, AOE)网图模组态

2.离散-连续分层控制模型

设计直流微网能量管理系统的离散-连续模型分层控制模型,在嵌入式EMS架构下,将直流微网的控制结构分为3个层级:最高决策与指挥层、中间处理与操作层和底层的动态电力系统,交互信息包括数据信息、控制指令、操作命令和反馈控制信息,提高控制执行效率,保障系统运行稳定性。

直流环状孤岛微网离散-连续分层控制模型

3.能量管理功能架构

直流环状孤岛微网能量管理控制算法由基于事件驱动型的低代码控制器开发完成,该算法模块包括数据采集与处理模块、直流环网状态分析与短路电流计算模块、自治调度模块、故障重构模块和专家库模块,能够实现针对直流环网的状态分析、自治调度等能量管理控制功能以及基于专家库的故障重构功能。具体软件功能包括数据采集、存储、转发,故障重构,专家库系统,自治调度,状态分析功能以及短路电流计算。

直流环状孤岛微网能量管理系统功能架构

4.用户可交互监控界面

用户监控界面基于LabVIEW开发完成,配合直流环网控制算法和软件稳定运行,完整、清晰展示直流环网运行状态及故障重构等信息,具有良好的人机交互性,包括登录界面、数据通信模块、主显示界面、首页界面、详细数据界面、故障重构界面、自治调度界面等。

系统监控界面(部分)

直流环状孤岛微网能量管理系统适用于解决直流微电网多目标、多约束条件下的能量管理和故障重构问题,后续SGOOL课题组将持续推进该技术在深海战略、岛礁开发、园区管理、应急保障等相关场景下的深度应用,欢迎广大同仁交流指正!
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