【正文】 控 制 器逆 變 器 交 流 負(fù) 載蓄 電 池直 流 負(fù) 載風(fēng) 機(jī) 控 制 器 圖 風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 (1)風(fēng)力發(fā)電部分是利用風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，再通過控制器對蓄電池充電，經(jīng)過逆變器對負(fù)載供電； (2)光伏發(fā)電部分利用 太陽能電池板 的光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能，然后對蓄電池充電，通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交 流電對負(fù)載進(jìn)行供電； (3)逆變系統(tǒng)由幾臺逆變器組成，把蓄電池中的直流電變成標(biāo)準(zhǔn)的 220v 交流電，保證交流電負(fù)載設(shè)備的正常使用。在中國無電鄉(xiāng)村往往位于風(fēng)能和太陽能蘊(yùn)藏量豐富的地區(qū)。 基本原理是：太陽能和風(fēng)能以互補(bǔ)形式通過控制器向蓄電池智能化充電，到晚間根據(jù)光線強(qiáng)弱程度自動(dòng)開啟和關(guān)閉各類 led 室外燈具。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)具有環(huán)保、無污染、免維護(hù)、安裝使用方便 等特點(diǎn)，符合航標(biāo)能源應(yīng)用要求。這些基站用電負(fù)荷都不會很大，若采用市電供電， 架桿鋪線代價(jià)很大，若采用柴油機(jī)供電，存在柴油儲運(yùn)成本高，系統(tǒng)維護(hù)困難、可靠性不高的問題。 雖然與水電站相比成本電價(jià)略高，但是可以解決有 些地區(qū)小水電站冬季不能發(fā)電的問題，所以采用風(fēng)光互補(bǔ)抽水蓄能電站的多能互補(bǔ)開發(fā)方式具有獨(dú)特的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，可作為某些滿足條件地區(qū)的能源利用方案。工程管理器的主要功能包括：新建工程、刪除工程，搜索指定路徑下的所有力控工程，修改工程屬性，工程的備份、恢復(fù)，切換到力控開發(fā)系統(tǒng)或運(yùn)行系統(tǒng)等。設(shè)備地址必填如圖(a)。 表 數(shù)據(jù)庫變量表 Ta2 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)三相儀表 A相電流 Ub2 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)三相儀表 B相相電壓 Tc2 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)三相儀表 C相電流 Uc2 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)三相儀表 C相相電壓 Uab2 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)三相儀表 AB相線電壓 Pa2 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)三相儀表 A相電流 Ubc2 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)三相儀表 BC相線電壓 Pb2 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)三相儀表 B相有功功率 Uca2 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)三相儀表 CA相線電壓 Pc2 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)三相儀表 C相有功功率 Ua2 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)三相儀表 A相相電壓 Ps2 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)三相儀表總有功功率 U3 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)單相交流儀表電壓 F3 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)單相交流儀表頻率 I3 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)單相交流儀表電流 U6 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)單相直流儀表電壓 P3 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)單相交流儀表功率 I6 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)單相直流儀表電壓 P6 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)單相交流儀表電壓 W2 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)單相交流儀表輸入有功電能 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 依據(jù)上表進(jìn)行數(shù)據(jù)庫組態(tài)，其余用到的變量可根據(jù)實(shí)際情況要求定義成中間變量、間接變量或中間窗口變量。 圖 建立好的數(shù)據(jù)庫點(diǎn)及其 I/O連接和歷史參數(shù) （ 3） I/O 連接、歷史參數(shù)及報(bào)警參數(shù)配置 數(shù)據(jù)庫組態(tài)完成后，前面建立了智能儀表的設(shè)備。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圖 歷史參數(shù)連接 對于需要配置的點(diǎn)，可以選擇數(shù)據(jù)變化保存或數(shù)據(jù)定時(shí)保存，這里選擇以變化率為 %的精度進(jìn)行數(shù)據(jù)變化保存，單擊確定后可以看出點(diǎn) Ta2 的 PV 值已經(jīng)建立了歷史數(shù)據(jù)連接。在我們進(jìn)行畫面組態(tài)工作時(shí)，這些對象中的大多細(xì)節(jié)都會用到。運(yùn)行的組態(tài)畫面如圖 所示?！扒€”中的“畫筆”欄，在“名稱”欄填入“風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電光伏實(shí)時(shí)曲線”，后點(diǎn)擊“變量”欄邊上的“？”可進(jìn)行數(shù)據(jù)庫變量及其點(diǎn)參數(shù)的選擇，也可以手動(dòng)填寫。配置好的歷史趨勢曲線監(jiān)控畫面如圖 所示 。專家報(bào)表提供類似 Excel 的電子表格 功能，可實(shí)現(xiàn)形式更為復(fù)雜的報(bào)表格式，它的目的是提供一個(gè)方便、靈活、高效的報(bào)表設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 ForceControl 提供三種報(bào)警控件的組態(tài)方法，并且具有語音報(bào)警功能。 圖 動(dòng)畫連接對話框 依據(jù)上述的動(dòng)作要求，依次將要求有 動(dòng)畫的對象進(jìn)行動(dòng)畫連接。單擊確定。 （ a） (b) 圖 數(shù)值輸出的動(dòng)畫連接 動(dòng)作腳本 ForceControl 提供了一個(gè)類 Basic 語言的編程工具，稱為腳本編程器。 進(jìn)入腳本編輯器的途徑很多，通常在“工程項(xiàng)目”欄中 的“動(dòng)作”項(xiàng)中選擇合適的動(dòng)作腳本。 應(yīng)用程序加入對象腳本的方法：雙擊選中的圖形對象，在“動(dòng)畫連接”對話框中選擇“觸敏動(dòng)作 /左鍵動(dòng)作”或“雜項(xiàng) /一般性動(dòng)作”。以一個(gè)智能儀表的參數(shù)給定界面為例，如圖 (a)所示。其次選取或建立拖動(dòng)對象，使對象與參考端對齊放置。工程界面窗口的組態(tài)畫面完成后，我們要對其中對象進(jìn)行動(dòng)畫的連接。該表中設(shè)有三個(gè)顯示變量，為日報(bào)表，表中的“ ”表示無效數(shù)據(jù)，是系統(tǒng)默認(rèn)值，可更改。采用專家報(bào)表可以極大的減少報(bào)表開發(fā)工作量，改善報(bào)表的人機(jī)界面，提高組態(tài)效率。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圖 實(shí)時(shí)曲線屬性配置 2） 歷史監(jiān)控曲線畫面組態(tài) 仿照實(shí)時(shí)曲線的建立方法步驟建立歷史曲線，不同處在于，“曲線類型”欄選擇“歷史趨勢”而“時(shí)間”選項(xiàng)中的“開始時(shí)間”可選而且必須設(shè)置，它直接關(guān)系到歷史趨勢的存儲起始時(shí)間。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圖 實(shí)時(shí)曲線模板的建立 接下來是對趨勢曲線的屬性配置。所有在畫面組態(tài)區(qū)域中出現(xiàn)的對象，我們都可以通過第二章提及的屬性修改方法對它們的屬性（如對象名、背景色、填充色、圖層、顯示風(fēng)格等）進(jìn)行修改，達(dá)到滿意效果。 ForceControl 的對象有很多類型，諸如：普通圖元、復(fù)合組件、后臺組件、標(biāo)準(zhǔn) ActiveX 控件以及智能單元對象。 對需要進(jìn)行歷史參數(shù)保存的點(diǎn)進(jìn)行歷史參數(shù)的配置。按圖 進(jìn)行配置，單擊“確定”返回，在點(diǎn)名單元格中便增加了一個(gè)點(diǎn)名為“ Ta2” ,點(diǎn)說明為“ 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)三相儀表 A 相電流 ”的點(diǎn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 （ a） (b) (c) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 (d) 圖 設(shè)備配置對話框 數(shù)據(jù)庫組態(tài) 在數(shù)據(jù)庫組態(tài)前，先要對工藝流程進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，選出控制點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)排列給出，以方便進(jìn)行數(shù)據(jù)庫組態(tài)。 ForceControlMODBUS 智能儀表設(shè)備的建 立與連接 (a) (b) 圖 設(shè)備連接的建立 打開開發(fā)環(huán)境 Draw 的工程項(xiàng)目導(dǎo)航欄如圖 (a)所示，雙擊“ I/O 設(shè)備組態(tài)”項(xiàng)出現(xiàn) IoManager 如圖 (b)所示對話框，在展開的項(xiàng)目中選擇“ MODBUS”項(xiàng)雙擊展開，在展開的菜單中選“標(biāo)準(zhǔn) MODBUS”項(xiàng)雙擊，就會彈出“ MODBUS(RTU 串行口 )”項(xiàng)，雙擊選擇，彈出 MODBUS 的設(shè)備配置框如圖 示，填入小于 8字符的設(shè)備名稱，描述可缺省，下邊的采集方式中，更新周期依 I/O 設(shè) 備而定，不同設(shè)備，配以適合的采集周期。對于力控用戶，可能同時(shí)保存多個(gè)力控工程。這種能源開發(fā)方式將傳統(tǒng)的水能、風(fēng)能、太陽能等新能源開發(fā)相結(jié)合，利用三種能源在時(shí)空分布上的差異實(shí)現(xiàn)期間的互補(bǔ)開發(fā)，適用于電網(wǎng)難以覆蓋的邊遠(yuǎn)死區(qū)，并有利于能源開發(fā)中的生態(tài)環(huán)境保護(hù)。但是我國有的地區(qū)會出現(xiàn)惡劣的天氣情況，如連續(xù)灰霾天氣，日照少，風(fēng)力達(dá)不到起風(fēng)風(fēng)力，會出現(xiàn)不能連續(xù)供電現(xiàn)象，可以利用原有的市電線路，在太陽能和風(fēng)能不足時(shí)，自動(dòng)對蓄電池充電，確保系統(tǒng)可以正常工作。冬季和春季太陽能發(fā)電不足的問題尤為嚴(yán)重。但是這種可持續(xù)發(fā)展模式，對中國在內(nèi)的所有發(fā)展中國家都有深遠(yuǎn)意義。 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電比單獨(dú)風(fēng)力發(fā)電或光伏發(fā)電有以下 3 個(gè) 優(yōu)點(diǎn)： (1)利用風(fēng)能、太陽能的互補(bǔ)性，可以獲得比較穩(wěn)定的輸出 ，系統(tǒng)有較高的穩(wěn)定性和可靠性； (2)在保證同樣供電的情況下，可大大減少儲能蓄電池的容量； (3)通過合理地設(shè)計(jì)與匹配，可以基本上由風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)供電，很少或基本不用啟動(dòng)備用電源如柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組等，可獲得較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽能光伏電池組、控制器、蓄電池、 逆變器 、交流直流負(fù)載等部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見 下 圖 。 風(fēng)光互補(bǔ)技術(shù)構(gòu)成 (1)發(fā)電部分：由 1 臺或者幾臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池板矩陣組成，完成風(fēng)－電；光－電的轉(zhuǎn)換，并且通過充電控制器與直流中心完成給蓄電池組自動(dòng)充電的工作。各科研單位主要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化匹配計(jì)算、系統(tǒng)控制等。 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展歷程 最初的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，就是將風(fēng)力機(jī)和光伏組件進(jìn)行簡單的組合，因?yàn)槿狈υ敿?xì)的數(shù)學(xué)計(jì)算模型，同時(shí)系統(tǒng)只用于保證率低的用戶，導(dǎo)致使用壽命不長。同時(shí)提供開放的算法接口，可以嵌入用戶自己的控制程序。 圖 IoManager I/O 監(jiān)控器（ IoMonitor）是監(jiān)控 I/O 驅(qū) 動(dòng)程序運(yùn)行的工具。 下圖 為演示工程運(yùn)行界面 . 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圖 力控運(yùn)行界面 （ 4） 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫（ DB） 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是 ForceControl 軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核心，構(gòu)建分布式應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理 、報(bào)警處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請求處理等；負(fù)責(zé)和 I/O 調(diào)度程序的通信，獲取控制設(shè)備的數(shù)據(jù)，同時(shí)作為一個(gè)數(shù)據(jù)源服務(wù)器在本地給其他程序如界面系統(tǒng) VIEW 等提供實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫又是一個(gè)開放系統(tǒng)，作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，也可以給其他數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫之間可以互相通信，并支持通信方式，如 TCP/IP、串口、無線等，并且運(yùn)行在其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的第三方系統(tǒng)可以通過 OPC、 ODBC、 API/SDK 等接口方式訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 [10]。如：線有線寬、線色、線風(fēng)格等屬性；填充體有邊線顏色、邊線線寬、填充顏色等屬性。 開發(fā)系統(tǒng)可分成幾個(gè)區(qū)域加以介紹。 打包：制作安裝包。其中屬性頁標(biāo)簽又有工程管理、工具列表、網(wǎng)絡(luò)中心三個(gè)切換項(xiàng)。最后總結(jié)全文。其網(wǎng)絡(luò)功能較為薄弱，支持不了真正意義上的分布式系統(tǒng)。西門子似乎僅是想把這個(gè)產(chǎn)品當(dāng)作其硬件的陪襯，對第三方的硬件也不熱衷，若選用西門子公司的硬件，能免費(fèi)得到 WINCC，所以對于使用其他硬件的用戶不是個(gè)好的選擇。其 I/O 硬件驅(qū)動(dòng)豐富，只要使用 DDE（ Dynamic Data