一、產(chǎn)品概述
ST-720微電網(wǎng)能量時時控制系統(tǒng)，具備控制、保護(hù)、測量、監(jiān)視、通信等功能，通過協(xié)調(diào)控制光伏、儲能、充電樁以及可控負(fù)荷，可實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)化運(yùn)行，有助于提高用戶的經(jīng)濟(jì)收益以及電網(wǎng)對分布式電源的接納能力和清潔能源的利用率。
微電網(wǎng)可以運(yùn)行在并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種模式。其中，并網(wǎng)狀態(tài)主要以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化為控制目標(biāo)，離網(wǎng)狀態(tài)以安全穩(wěn)定為控制目標(biāo)。當(dāng)微電網(wǎng)并網(wǎng)至離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，進(jìn)行并網(wǎng)控制，減少切換時的沖擊和振蕩，確保運(yùn)行模式切換過程中的平穩(wěn)過渡。
二、主要功能
1、控制功能
（1）并網(wǎng)運(yùn)行控制
a）聯(lián)絡(luò)線功率控制
為了避免聯(lián)絡(luò)線功率的大幅變化對配網(wǎng)潮流產(chǎn)生影響，通過調(diào)節(jié)儲能和DG的功率，使PCC點(diǎn)功率維持在預(yù)定的范圍，使微網(wǎng)成為一個可控源/負(fù)荷，從而使得分布式電源友好的接入電網(wǎng)。
b）儲能管理
平抑波動：光伏具備出力隨機(jī)性和波動性的特點(diǎn)，影響微網(wǎng)的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性。儲能具備動態(tài)吸收和釋放功率的能力，控制器通過設(shè)置特定的策略，控制儲能吸收風(fēng)光出力的波動，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)光的平滑出力。
削峰填谷：控制器可以根據(jù)調(diào)度下發(fā)的削峰填谷曲線控制儲能出力，使微網(wǎng)成為配網(wǎng)系統(tǒng)的好公民。也可以就地設(shè)置峰谷出力曲線，峰電價時發(fā)電，谷電價時吸電，獲取峰谷電價差利潤，提高微網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。
c）AGC/AVC能量調(diào)度功能
接受電網(wǎng)調(diào)度指令或根據(jù)就地電壓，控制儲能和DG的功率，為電網(wǎng)提供調(diào)壓服務(wù)。
（2）離網(wǎng)運(yùn)行
a）電壓緊急控制
微網(wǎng)孤島運(yùn)行時，功率缺額或者過剩導(dǎo)致電壓急劇變化，影響微網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷的正常運(yùn)行，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。為此配置了電壓緊急控制，通過控制儲能出力、快速甩負(fù)荷和解列DG，平衡微網(wǎng)內(nèi)功率需求，使得電壓恢復(fù)到允許的運(yùn)行范圍內(nèi)。
b）光伏限功率控制
當(dāng)光伏出力超過儲能的可調(diào)能力時，自動控制光伏降低出力從而提高維持系統(tǒng)穩(wěn)定有運(yùn)行。
（3）黑啟動控制
系統(tǒng)需具備黑啟動控制功能，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制失敗后系統(tǒng)的自我恢復(fù)。
（4）暫態(tài)過程
a）微網(wǎng)運(yùn)行模式切換
包括計(jì)劃性并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)、離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)，非計(jì)劃性并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)運(yùn)行模式切換，保障系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。
根據(jù)微電網(wǎng)分布式電源配置、負(fù)荷情況以及網(wǎng)架特點(diǎn)，分別提供微電網(wǎng)在孤島運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行時可行的能量調(diào)度模式，并實(shí)現(xiàn)兩種運(yùn)行狀態(tài)下可行集內(nèi)各模式的任意選擇和切換，同時要給出該模式下包括微源和微網(wǎng)的所有運(yùn)行控制策略。
b）同期并網(wǎng)
孤島轉(zhuǎn)并網(wǎng)時，系統(tǒng)可以通過控制器與儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)安全并網(wǎng)。
c)緊急控制
當(dāng)微電網(wǎng)出現(xiàn)短路故障、分布式電源突然退出運(yùn)行或出力劇烈波動、大負(fù)荷的突然投入或退出等異常情況導(dǎo)致微電網(wǎng)陷入崩潰狀態(tài)，通過結(jié)合配電自動化系統(tǒng)，采取相應(yīng)的緊急控制策略或措施，避免事態(tài)的進(jìn)一步惡化和微電網(wǎng)大面積停電。
當(dāng)微網(wǎng)由于有功缺額引起電壓下降時。裝置自動根據(jù)電壓降低值切除部分電力用戶負(fù)荷，確保系統(tǒng)內(nèi)電壓穩(wěn)定。
應(yīng)具備微網(wǎng)內(nèi)各分支開關(guān)遙控及切負(fù)荷開出的節(jié)點(diǎn)。
2、保護(hù)功能
過流保護(hù)、低/過電壓保護(hù)、逆功率保護(hù)、防孤島保護(hù)、非電量保護(hù)等。
3、監(jiān)視與測量功能
（1）能夠監(jiān)測PCC點(diǎn)電壓、電流、有功、無功、功率因素以及電度量；
（2）斷路器位置監(jiān)視、CT斷線監(jiān)視、PT斷線監(jiān)視等；
（3）支持SNTP同步對時方式。
4、通信功能
配置一路100Mbps電以太網(wǎng)口進(jìn)行第三方接口通訊，配置一路EtherCAT總線進(jìn)行對下能量控制,第三方支持IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、IEC61850、modbus、OPCUA規(guī)約。
5、軟件配置
（1）支持HZPACIEC61131-3五種編程語言，控制邏輯可靈活組態(tài)，易于為用戶作特定邏輯開發(fā)；
（2）豐富的通信接口和通信規(guī)約，滿足現(xiàn)場不同廠家、不同類型的變流器以及其他設(shè)備的通信接入；
（3）兼容EtherCAT從站模塊、所有電力、IO模塊可靈活選配，滿足不同容量微網(wǎng)的需求。
三、微電網(wǎng)典型應(yīng)用及產(chǎn)品原理圖
1、微電網(wǎng)典型配置
微電網(wǎng)典型配置由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、能量控制裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。微電網(wǎng)中的電源多為容量較小的分布式電源，即含有電力電子接口的小型機(jī)組，包括微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、光伏電池、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及超級電容、飛輪及蓄電池等儲能裝置。典型配置如下圖所示：
2、微電網(wǎng)能量實(shí)時控制系統(tǒng)原理
ST-720微電網(wǎng)能量實(shí)時控制系統(tǒng)，采用可編程的HZPAC軟件，配置基于實(shí)時操作系統(tǒng)的QT810PAC控制器，現(xiàn)場基于光纖以太網(wǎng)，采用高速EherCAT總線技術(shù)，末端配置QT720X系列IO及電量采集模塊，構(gòu)成一個實(shí)時的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下所示：
四、能量控制器及可編程軟件
1、QT810PAC控制器
2、HZPAC可編程軟件
HZPAC編程系統(tǒng)，具有五種代碼編譯編程系統(tǒng)、插件及易裝包管理系統(tǒng)、總線組態(tài)系統(tǒng)、HMI組態(tài)系統(tǒng)、Python腳本接口、支持FMU規(guī)范、具有Modbus/OPCUA信息化接口、IEC61131標(biāo)準(zhǔn)功能塊庫、PLCopen標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動控制庫和功能安全庫等功能模塊。
可將軟件人員智慧結(jié)晶封裝成功能塊庫并以易裝包方式發(fā)布，實(shí)現(xiàn)了“機(jī)生蛋、蛋孵機(jī)”的數(shù)字資產(chǎn)迭代，系統(tǒng)內(nèi)置的運(yùn)動庫HZMC和安全庫HZSF就是用HZPAC編程系統(tǒng)開發(fā)并打包的，這兩個庫也以易裝包形式供用戶訂閱下載升級，因此HZPAC具有*的開放性。
3、QT720X系列電力量采集模塊
QT720X系列IO及電力量采集模塊，是基于標(biāo)準(zhǔn)EtherCAT從站設(shè)計(jì)，具有豐富的多樣化的模塊選型和匹配，其中包括：三相電流電壓、功率、相位、頻率、開關(guān)IO等信號量。可以多個模擬進(jìn)行級聯(lián)，時間相應(yīng)小于100納秒，具有高精度、強(qiáng)實(shí)時性優(yōu)勢。
