光伏发电、风力发电等分布式发电(DG)具有清洁无污染,是一种“绿色电力”,是未来解决能源问题的必然选择。将分布式发电和负载看成一个可控制的系统形成一个区域性的微网,这种系统的观点大大促进了分布式发电的发展,目前世界各国都把微网作为未来电网发展方向之一。
研究分布式发电系统能量管理优化方法,有助于提高系统运行的经济性,有助于提高系统的效率,有利于减少CO2的排放量,也有利于提供定制的电能服务。本文针对合肥工业大学分布式发电示范系统能量管理系统(EMS)的SCADA设计进行了研究。
本文研究了SCADA系统的通信系统,讨论了通信网络传输协议和传输内容,提出了通信网络的解决方案。
本文将IEC61970标准应用到分布式发电系统SCADA设计。IEC 61970系列标准定义了能量管理系统的应用程序接口(EMS-API),使不同厂商开发的EMS应用的集成,独立开发的完整EMS系统之间的集成,以及EMS系统与有关电力系统运行的其他系统之间的集成,可以通过定义应用程序接口,使这些应用或系统可以访问公共数据或进行信息交换,而不依赖于信息的内部表述形式,实现系统或应用的“即插即用”。IEC 61970系列标准已经是传统的发电和配电管理系统设计开发遵循的标准,但是分布式发电EMS研究刚刚兴起,需要研究如何支持IEC 61970标准。本文提出了基于IEC61970的SCADA系统总体方案,整个系统采用CIM/CIS数据总线通信,按照分层模块化原则设计。还根据分布式发电系统特点,设计了SCADA系统的功能和软件模块。
本文还对遵循IEC61970标准的一些关键问题进行了研究。研究了分布式发电系统CIM建模问题,通过研究各种分布式发电,采用统一建模语言,建立了燃料电池、风力发电、光伏发电、以及储能系统的公共信息模型,从而扩展了IEC61970标准的CIM,形成了包含分布式发电的完整的电力系统公共信息模型。研究了CIM在SCADA系统支持平台中应用,对支持平台层中的前置通信子系统、数据库子系统和图形管理工具进行了详细研究,讨论了他们的设计原则和要求以及实现方法。
本文开发的SCADA已经应用于合肥工业大学分布式发电实验室的微网系统。
