使用NI CompactRIO 和NI LabVIEW开发基于分布式发电的智能微型电网系统

时间:2018-12-28 23:32:14 来源:会展新闻网 作者:匿名
  

“使用NI平台开发的SMG系统具有高可靠性和高兼容性。该解决方案实现了优化分布式能源使用的平台,可以提高农村电力系统的性能,从而提高国家电力行业的技术能力。这很重要。”

- 能源与资源研究所的Alekhya Datta

挑战:

对于印度的国家战略层面,作为一个高能源新兴经济体,加强其能源安全和获取与高效智能发电同等重要。

解:

使用最先进的电力电子设备作为驱动器,并使用NI CompactRIO硬件和NI LabVIEW系统设计软件提供的超高速数字技术进行控制,开发印度首款智能微型电网(SMG),确保更高的灵活性,可靠性,整个电力系统的效率和安全性。

为应对公用事业的变化和挑战,许多公用事业公司正计划在印度实施智能电网技术。 SMG系统是智能电网中的子系统,通常定义为低于11KV的智能配电网络,为社区提供电力。它由各种分布式能源(DER)提供,包括小型传统发电机,如柴油发电机,以及一系列可再生发电机,如微型水电,风力涡轮机,生物发电和太阳能光伏发电。 SMG可以连接到传统的公用电网,可以单独存在,仅用于本地负载。 SMG是数字信息和通信技术(ICT)的特定应用,它使用先进的传感,通信和控制技术来优化发电,功率传输,并最终在微电网领域。 SMG提供电网的动态通信和平衡,以减少损耗并提高电网稳定性。SMG的优势

SMG的优点如下:

促进需求的管理和响应

减少电网停电,提高电网可靠性,效率和安全性

减少碳排放,减少化石燃料消耗

为客户提供更好的自主权并管理他们的电力需求

TERI在SMG系统中的第一项举措

在亚太伙伴关系计划的支持下,TERI向新能源和可再生能源部门提交了一份提案,英联邦科学和工业研究组织向澳大利亚环境,水,遗产和艺术部门联合会提交了一份提案,意图获得资金,用于开发和验证基于分布式发电的SMG系统,以及印度地区的控制技术,并促进SMG在印度的部署。为了优化多个发电资源和需要服务的不同负载,TERI设计并开发了SMG系统。该系统在印度哈里亚纳邦的Teri Retreat社区的一个研究所完成。

TERI SMG模型的特征

TERI SMG型号包括以下功能:

集成多个DER旋转和预测

用于资源优化和需求管理的集中控制(智能调度控制器)

初始负载的优先级 - 总负载分为临界负载,初级负载和次级负载

基于FPGA的集成式高速数字通信,使用LabVIEW系统设计软件进行数据采集和控制命令的发送和接收

通过安装的传感器实时收集和监测多个电气,气象和物理参数

通过自动连接/断开系统组件,最大限度地减少停电并快速响应电网波动

TERI SMG系统还集成了以下DER:

位于TERI Retreat社区北楼屋顶的10.5 kWP太阳能光伏(晶体硅基太阳能模块)系统

2 kWP太阳能光伏(晶体硅基太阳能模块)系统安装在生物质气化器建筑物的屋顶上

位于TERI Retreat南楼屋顶的1 kWP薄膜太阳能光伏系统3.3千瓦风力发电机(WTG)

生物质气化器建筑中的100 kW生物气化器(木质)系统

48 V,600 Ah电池组,用于储能

柴油发电机和公用电网

TERI Retreat是一个多功能综合住宅区,配备了许多现代化设施,包括会议厅,公共和住宅场所,实验室和运动场。综合体电力需求变化的幅度取决于季节,住宅建筑的占用情况,举行的会议次数以及其他一些因素。

使用CompactRIO和LabVIEW开发智能调度控制器

SMG系统背后的核心和大脑是在CompactRIO平台上开发的智能控制器。使用NI cRIO-9022机箱和NI 9227电流输入模块,NI 9225模拟输入模块,NI 9481继电器模块,NI 9211热电偶输入模块,NI 9205模拟输入模块和NI 9403双向数字I/O家庭模块。在各种资源和控制中收集电信号和气象数据。

使用NI C系列模块进行数据记录

表1电参数的测量

测量参数

输出信号

NI C系列模块

太阳能光伏

一串直流电流,电压

NI 9227(当前),NI 9225(电压)

电池

直流电流,电压

NI 9227(当前),NI 9225(电压)

风力发电机

相电流,电压

NI 9227(当前),NI 9225(电压)

Biogasifier

相电流,电压

NI 9227(当前),NI 9225(电压)

加载功耗

交流电流,电压

NI 9227(当前),NI 9225(电压)

电网电力

交流电流,电压

NI 9227(当前),NI 9225(电压)

频率转换器

交流电流,电压

NI 9227(当前),NI 9225(电压)表2气象/物理参数的测量

测量参数

典型传感器

典型信号

NI C系列模块

总日照射线

日照计

模拟电压

NI 9205

风速

风速表

脉冲序列

NI 9205

风向

风速表

模拟电阻

NI 9205

环境温度

热电偶

模拟电压

NI 9211

模块温度

热电偶

模拟电压

NI 9211

电池温度

热电偶

模拟电压

NI 9211

室内和室外湿度

相对湿度传感器

模拟电压

NI 9205

使用LabVIEW平台开发SMG SCADA系统

NI Developer Suite使用NI Developer Suite开发SMG的监控和数据采集(SCADA)系统,包括以下LabVIEW模块:

LabVIEW数据记录和监控(DSC)模块

LabVIEW实时模块

LabVIEW FPGA模块

LabVIEW电源套件(EPS)

SCADA系统与智能控制器之间的通信

第三方GSM/GPRS SA 1802 C系列模块用作CompactRIO和SCADA系统之间的通信接口。从各种数据节点收集的数据通过基于Modbus协议的以太网和基于TCP/IP协议的GSM调制解调器传输。

SMG系统的实时数据采集显示面板

NI Developer Suite,包括LabVIEW DSC模块,LabVIEW Real-Time模块和LabVIEW FPGA模块,用于开发SMG系统的显示面板,提供有关SMG系统的所有实时信息,例如电气,气象参数和每日能耗。 SMG系统的显示面板使用以太网(Modbus协议)与SMG SCADA系统通信。SMG系统的应用

SMG系统可以通过以下方式应用:

商业,商业综合体,如商场,酒店和医院

住宅设施,如公寓和乡村别墅

教育机构

离网农村和偏远郊区

电信基站

开发基于NI平台的系统的优势

使用NI平台开发的SMG系统具有高可靠性和高兼容性。该解决方案实现了优化分布式能源使用的平台,可以提高农村电力系统的性能,因此提高国家电力行业的技术能力至关重要。重要。它可以被印度政府的旗帜项目使用,例如贾瓦哈拉尔·尼赫鲁国家太阳能任务项目和Rajiv Gandhi Grameen Vidyutikaran Yojana项目。该设备已成功委托新能源和可再生能源联邦部长Farooq Abdullah博士和受人尊敬的联邦电力部长兼TERI Dr.R.K主任Shri Sushil Kumar Shinde。帕乔里。

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