微电网能量管理系统中的公共信息模型扩展.pdf

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1、第３６卷第６期Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．６２０１２年３月２５日Ｍａｒ．２５，２０１２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１０２６．２０１２．０６．００８微电网能量管理系统中的公共信息模型扩展刘海璇，吴福保，董大兴，姚虹春，汪春，赫卫国（国网电力科学研究院／南京南瑞集团公司，江苏省南京市２１０００３）摘要：能量管理系统应用程序接口标准ＩＥＣ６１９７０的出现，促进了电力系统自动化向网络化、集成化发展。在ＩＥＣ６１９７０的基础上进行公共信息模型扩展，提出了支路的概念，建立了光伏、风电、储能等不同支

2、路模型；在此基础上建立高效低碳的微电网具体公共信息模型，构建完整的微电网信息模型，并将其应用到光储微电网能量管理系统的设计中，为进一步开发微电网能量管理系统高级应用程序提供了统一接口。关键词：能量管理系统；ＩＥＣ６１９７０；公共信息模型；微电网；建模０引言完整的ＣＩＭ是构建微电网ＥＭＳ的基础，但是目前尚无文献就这个方面展开研究。本文以电力系统自动化正在向着网络化、集成化的方ＩＥＣ６１９７０为基础，从工程实际需要出发，考虑微电向发展。公共信息模型（ＣＩＭ）是能量管理系统网自身特点，在原有的ＣＩＭ基

3、础上，采用面向对象（ＥＭＳ）应用程序接口标准ＩＥＣ６１９７０的一部分。的设计方法，按照统一建模语言（ＵＭＬ）对微电网系ＣＩＭ是一个抽象模型，采用应用程序通用的方法来统建立完整的ＣＩＭ，为建设微电网ＥＭＳ支撑平台构建电网网络设备、ＥＭＳ和应用程序中所有主要对提供通用接口，为下一步开发相关微电网能量管理象，显示其自身信息，并使这些信息能被管理工具所高级应用软件提供了统一平台，满足包括分布式电［１－４］利用。源的经济组合和优化调度、分布式发电控制等在内微电网是一个相对于传统大电网而言的概念，的微电网Ｅ

4、ＭＳ的各种应用需求。是指分布式发电单元（ＤＥＲ）、储能装置和负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过开关设备连接１微电网系统结构到常规电网。微电网能够有效利用各种分布式电图１是一个典型４００Ｖ低压母线微电网结构源，充分消纳新能源发电，并可同时满足用户对电能图，包含ＤＥＲ、储能系统、负荷、并网开关、监控系［５－６］质量和供电安全等的要求。随着微电网技术的统、保护装置、电能质量检测装置、环境监测等部分。兴起，对ＥＭＳ的要求有所变化。与传统电力网络图中，ＡＰＦ为有源滤波器，ＢＭＳ为电池管理系统。相比，

5、微电网系统具有设备种类多样、运行模式灵活、功率双向流动、控制方法多变的特点。ＩＥＣ６１９７０中的ＣＩＭ无法准确描述微电网本身以及微电网内的各类设备，需要在原有基础上做进一步扩展。ＩＥＣ６１９７０规定了ＣＩＭ扩展和建模的基本原则，可以灵活地扩展和修正ＣＩＭ以适应不同的应用［７－１０］场合。文献［１１］提出了ＩＥＣ６１９７０中ＣＩＭ的拆分和合并的方法，为ＣＩＭ的扩展修正提供了理论支持；文献［１２］基于配电网的特点，扩展已有ＣＩＭ，建立了配电网线路、调压器、负载、馈线模型；文献［１３］虽然建立了完整的

6、分布式发电系统电网信息模型，但是过于抽象，不能满足工程应用的实际需求。图１典型４００Ｖ微电网系统结构Ｆｉｇ．１Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｔｙｐｉｃａｌ４００Ｖｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓｙｓｔｅｍ收稿日期：２０１１－０７－２２；修回日期：２０１１－１２－０２。—４５—２０１２，３６（６）在典型的４００Ｖ低压微电网结构中，所有的分语标准以及文献。布式电源、储能系统、无功补偿器、用户负荷都连接２．２微电网ＣＩＭ建模到低压４００Ｖ母线，并通过并网开关与外部配电网为了简化微电网设备逻辑分组，便于ＣＩＭ扩展连接。微

7、电网ＥＭＳ实时监控微电网运行信息，按实现，在微电网建模前，先引入支路的概念。支路是照一定的控制策略调整各运行设备，保证微电网安相关设备的逻辑组合，具体是指包含一个４００Ｖ低全稳定运行。压接入开关、一个主设备（光伏逆变器、通用变流器、图１中，微电网中的负荷按重要等级分为敏感储能变流器、负荷、ＡＰＦ、无功补偿器、公共联接点）负荷、可控负荷、可切负荷３种。微电网有并网运行及附属设备的一个物理设备集合。和离网运行２种主要运行方式。并网运行时，微电微电网内含有光伏支路、风电支路、储能支路、网内所有负荷、Ｄ

8、ＥＲ、储能装置通过并网开关与外负荷支路、无功补偿支路、并网支路、电能质量支路、部电网相连，参加与外部电网的能量交换。当外部有源滤波支路、无功补偿支路、环境监测支路等。每电网出现故障或是有离网运行指令时，微电网立即种支路代表相应设备对象的聚集，而微电网也是各转入至并／离网模式切换状态，切除可切负荷和可控类支路的聚集。下面以图１为例，介绍微电网ＣＩＭ负荷，转换主电源运行方式；待并网开关打开后，微的主要内容。电网进入离网运行状态，此时微电网内用电需求全２．２．１微电网ＣＩＭ部由储能装置和ＤＥＲ提供，敏