0 引言

目前，微電網(wǎng)已成為各個國家和機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究的重點(diǎn)對象，各國都根據(jù)本國自然資源與使用需求，組織相關(guān)學(xué)者與研究機(jī)構(gòu)投入微電網(wǎng)的研究之中，紛紛提出適合本國的微電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)與技術(shù)路線，在理論方面不斷取得突破，并且陸續(xù)建設(shè)成一批微電網(wǎng)示范工程

。在亞洲地區(qū)，由于本國資源匱乏，日本較早開展微電網(wǎng)研究以作為解決本國能源問題的重要渠道。日本的研究重點(diǎn)在于拓展能源來源，提高可再生能源利用效率，降低污染物的排放水平，滿足用戶個性化電力需求。

我國的微電網(wǎng)研究起步相對較晚，于2004年前后逐漸興起，尤其是2008年特大冰雪災(zāi)害引起大面積供電網(wǎng)絡(luò)癱瘓，暴露了我國在供電方面存在的缺陷，極大程度推動了微電網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展。尤其是在“十一五”之后一系列項目資金的支持下，我國逐漸開始有科研機(jī)構(gòu)投入到對微電網(wǎng)和可再生能源的研究中，并已取得了一定成果。并且逐步開始有高校和科研單位建成了高水平微電網(wǎng)實驗系統(tǒng)，比如天津中新生態(tài)城微電網(wǎng)、浙江東福山島微電網(wǎng)等一批實際工程已經(jīng)投入運(yùn)行。針對我國目前能源對外依存度持續(xù)走高、環(huán)境治理任務(wù)仍然艱巨的現(xiàn)實國情，研究重點(diǎn)主要在于提高電網(wǎng)接納能力、降低能耗、提高供電穩(wěn)定性、逐步建成智能電網(wǎng)

。故本次基于新能源微電網(wǎng)的樓宇綠色能源管理系統(tǒng)對于我國早日完成微電網(wǎng)普及具有一定意義。

1 研究背景

本項目基于南京信息工程大學(xué)濱江學(xué)院自動化學(xué)院建成的新能源發(fā)電與微電網(wǎng)控制實驗室。目前，實驗室已經(jīng)建成30 kW的屋頂光伏、5 kW的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、50 kW的鉛酸電池儲能系統(tǒng)以及RLC可調(diào)負(fù)載的新能源發(fā)電與智能微電網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中新能源發(fā)電與智能微電網(wǎng)如何實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

，如何能夠最大化、最優(yōu)化地實現(xiàn)樓宇綠色供電，其電能質(zhì)量及變化的規(guī)律如何，這些都不得而知。因此，基于這一硬件基礎(chǔ)，開發(fā)設(shè)計一套新能源微電網(wǎng)的樓宇綠色能源管理系統(tǒng)，能實現(xiàn)新能源發(fā)電的數(shù)據(jù)采集、分析管理，進(jìn)而實現(xiàn)負(fù)載發(fā)電和負(fù)載協(xié)調(diào)控制功能，實現(xiàn)樓宇綠色能源的最優(yōu)化利用，減少碳排放

。

5.在黨員管理方面，實施《黨員目標(biāo)管理量化考核辦法》。年初，由黨支部按照目標(biāo)管理量化考核項目與每名黨員簽訂責(zé)任目標(biāo)，年終進(jìn)行考核，采取組織考核與群眾考評相結(jié)合的方式。量化考核主要對黨員平時表現(xiàn)情況進(jìn)行考核，實行百分制量化辦法，從德、能、勤、績、廉五個方面進(jìn)行考評，促進(jìn)黨員先鋒模范作用的發(fā)揮。

2 設(shè)計目標(biāo)及主要內(nèi)容

開發(fā)一套新能源發(fā)電與智能微電網(wǎng)的綜合能源管理系統(tǒng)，為了實現(xiàn)樓宇新能源發(fā)電與智能微電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制與優(yōu)化利用，需要開展以下內(nèi)容研究工作：

1）掌握新能源發(fā)電與智能微電網(wǎng)各部分的組成、工作特性和運(yùn)行原理。其主要工作特性就是通過分布式電源和監(jiān)控管理系統(tǒng)以達(dá)到滿足并網(wǎng)運(yùn)行和孤立運(yùn)行的功能。

2）開展新能源發(fā)電與智能微電網(wǎng)電氣設(shè)計與升級，在系統(tǒng)內(nèi)接入相應(yīng)的電壓、電流數(shù)據(jù)采集單元、設(shè)備控制單元以及計量表計，實現(xiàn)新能源發(fā)電的集中控制與數(shù)據(jù)采集。

圖7為飾以蘇格蘭班納坦家族聯(lián)合麥克勞德家族紋章的廣彩瓷，使用藍(lán)色和淺綠色釉彩，盤緣的邊飾內(nèi)會有四個花鳥紋開光，盤中心的紋章款型取自一張藏書票，圖案內(nèi)容是班納坦（Bannatyne）家族和麥克勞德（Macleod）家族的聯(lián)合紋章，帶有班納坦家族的座右銘：“不快不慢”（Neccito,nec tarde），和麥克勞德家族的座右銘：“成為銅墻”（Murus atheneus）。

3）在此基礎(chǔ)上，開發(fā)一套新能源發(fā)電與智能微電網(wǎng)相關(guān)的協(xié)調(diào)控制、數(shù)據(jù)計量、顯示、分析和管理的軟件，實現(xiàn)樓宇綠色能源的綜合管理。

軟件界面主要分光伏發(fā)電和風(fēng)機(jī)發(fā)電兩個部分的管理以及監(jiān)控。通過傳感器采集風(fēng)力、環(huán)境溫度、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，再結(jié)合風(fēng)機(jī)和光伏板實際的發(fā)電量進(jìn)行綜合管理監(jiān)控。

3 項目設(shè)計

樓宇智能微電網(wǎng)主要由光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)組成發(fā)電部分，然后通過逆變器進(jìn)行交流-直流-直流變換，將發(fā)電獲取的電能存儲到儲能系統(tǒng)中或直接供給用電的負(fù)荷。樓宇智能微電網(wǎng)的主要功能是對分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，實現(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。

3.1 樓宇智能微電網(wǎng)組成

通過勘測與資料搜集以及調(diào)研工作，首先確定樓宇綠色能源管理系統(tǒng)所需要采集的數(shù)據(jù)以及具體的功能需求，然后分別從硬件和軟件兩部分同時開展工作。

在天氣晴好的情況下，光伏系統(tǒng)采取自動運(yùn)行方式，自動運(yùn)行時逆變器對光伏系統(tǒng)的輸出實行最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT），光伏逆變器對跟隨光伏陣列表面溫度變化及太陽輻射度變化而產(chǎn)生的輸出電壓與電流的變化進(jìn)行控制，使光伏陣列經(jīng)常保持在最大輸出的工作狀態(tài)。

經(jīng)過以上多元路徑的開發(fā)，拓展性課程結(jié)構(gòu)已初步具備，配合教學(xué)進(jìn)度實施，根據(jù)課堂實施情況，逐步根據(jù)生成適當(dāng)調(diào)整，以保證課程資源更貼近學(xué)生的生活和學(xué)習(xí)實際，微課程設(shè)計流程如圖1.

微電網(wǎng)內(nèi)的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)在白天兩者均可工作，而在夜間只有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可以并網(wǎng)發(fā)電。發(fā)電特性是衡量各電源的關(guān)鍵性指標(biāo)。其中，光伏陣列由光伏單元組成，光伏陣列經(jīng)匯流箱匯流后作為逆變器的直流輸入。逆變器首先進(jìn)行DC/DC升壓變換，進(jìn)行直流側(cè)電壓輸出，再進(jìn)一步進(jìn)行DC/AC變換，最終輸出三相交流電。

3.2 硬件部分

硬件設(shè)計部分包括樓宇供電與屋頂光伏電氣接線方案分析、數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的確定、測量元件與表計選型及安裝。測量部分通過嵌入的傳感器與控制單元模塊用于發(fā)出監(jiān)測現(xiàn)場信息的信號，減少或者避免斷電的時間，熱運(yùn)行設(shè)備、斷路器跳閘以及電網(wǎng)閃爍。傳感器可以是數(shù)字或模擬式，用于測量溫度、濕度、振動、開路和短路等條件。執(zhí)行器則控制能源分配、溫度、濕度及其他參數(shù)。傳感器和執(zhí)行器通過有線或無線網(wǎng)關(guān)與控制中心通信（見圖1）。

其中整套硬件設(shè)備的電氣一次接線圖大概如圖2所示。風(fēng)力發(fā)電獲得的交流電經(jīng)過AC/DC變換器實現(xiàn)整流，再通過DC/AC變換器將直流變換為交流輸送到線路當(dāng)中。同時，太陽能板組利用太陽電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能，再經(jīng)DC/AC逆變器逆變?yōu)榻涣鬏斔偷骄€路中，為燈泡等負(fù)載、蓄電池以及無窮大系統(tǒng)供能。

3.3 軟件部分

軟件設(shè)計部分包括系統(tǒng)主要功能設(shè)計、通信點(diǎn)表設(shè)計、系統(tǒng)界面設(shè)計與開發(fā)。

能源管理系統(tǒng)包含系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以宏觀整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。實時監(jiān)控多個變量并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而實時調(diào)整系統(tǒng)，提供能源管理。由于樓宇綠色能源是光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的結(jié)合，因此，系統(tǒng)設(shè)定了光伏系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)系統(tǒng)兩種模式的監(jiān)測。同時，作為新能源接入和智能電網(wǎng)中的重要環(huán)節(jié)，儲能系統(tǒng)也是不可或缺的。

電網(wǎng)里所有負(fù)荷加起來可以分為阻性、感性和容性三類，我們直接用RLC模擬負(fù)荷模擬這三類負(fù)荷。通過不同參數(shù)電感、電阻和電容模擬實際的電網(wǎng)負(fù)荷，汽慶峰等

提到的以組合負(fù)荷模型為主，利用中長期負(fù)荷預(yù)測方法，提高負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確性，并利用MCGS里面的腳本軟件編程功能，調(diào)控儲能系統(tǒng)的發(fā)電功率和外部輸電功率，和預(yù)測的負(fù)荷相匹配，實現(xiàn)節(jié)能減排。

Section 5: Optimization procedure for the microsphere imaging

“當(dāng)前，便民市場、環(huán)衛(wèi)設(shè)施等配套設(shè)施配建不足、布局不合理問題日益突出，給群眾生活造成極大不便，請問規(guī)劃部門將如何解決？”蔡朝貴委員直擊城市基礎(chǔ)設(shè)施配套不足問題。“我們已將便民市場規(guī)劃納入規(guī)劃編制及規(guī)劃管理，確保做到每個居住區(qū)設(shè)置有不少于兩處便民商業(yè)用地，每個小區(qū)設(shè)置一處便民超市，方便群眾生活?！笔幸?guī)劃局局長許健回答。潘建委員隨后就流動攤點(diǎn)占道經(jīng)營現(xiàn)象進(jìn)行追問，孫九鵬補(bǔ)充道：“我們將按照‘能設(shè)則設(shè)、科學(xué)布局、合理規(guī)劃、規(guī)范管理’的原則，設(shè)立攤點(diǎn)便民疏導(dǎo)區(qū)，引導(dǎo)流動攤販規(guī)范經(jīng)營。同時，繼續(xù)強(qiáng)化執(zhí)法管理，堅決取締占道經(jīng)營行為?！?/p>

最終，軟硬件結(jié)合，將新能源發(fā)電以及樓宇用電數(shù)據(jù)接入綠色能源管理系統(tǒng)軟件并開展系統(tǒng)調(diào)試，完成綠色能源管理系統(tǒng)的開發(fā)，通過數(shù)據(jù)的采集、計量、顯示、統(tǒng)計及分析，實現(xiàn)樓宇的綠色能源綜合利用（見圖3）。

4 實驗結(jié)果

最終的軟件設(shè)計界面以及對于負(fù)荷的模擬運(yùn)行如圖4所示。

1196 Time and dose effects of AKT inhibitor GSK2141795 on apoptosis of human hepatocellular carcinoma cell line Huh7

系統(tǒng)的控制平臺通過MCGS進(jìn)行搭建，再將搭建好的界面通過傳輸模塊傳輸?shù)斤@示屏上完成通信。

通過光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電最后儲存能源于儲能系統(tǒng)的界面操作圖如圖5。

該款發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)有兩個裝置，一個是可變進(jìn)氣歧管長度控制，即進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥；另一個是進(jìn)氣歧管開度控制閥(Port De-activation Valve)，即PDA閥(端口取消閥)，如圖1所示。PDA閥由進(jìn)氣歧管的真空驅(qū)動，在發(fā)動機(jī)處于中低速時，通過減少泵氣損失(減少進(jìn)氣歧管的阻力造成的功率損失)提高扭矩，可提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低CO排放，因此，PDA閥可以通過改善燃燒狀況而降低排放的目的。

儲能系統(tǒng)具有電源、儲能雙重屬性，通過靈活的充放電特性，在包括平滑聯(lián)絡(luò)線功率波動、削峰填谷、運(yùn)行備用以及調(diào)高調(diào)配靈活性等方面運(yùn)用廣泛。湯慶峰等

中提到的用戶側(cè)微電網(wǎng)基礎(chǔ)模型概念，通過目標(biāo)函數(shù)、決策變量、約束條件等進(jìn)行儲能分配的優(yōu)化利用，將相關(guān)函數(shù)寫入到軟件系統(tǒng)中，進(jìn)行遠(yuǎn)程優(yōu)化調(diào)控。

光伏發(fā)電與風(fēng)機(jī)發(fā)電的這類新能源的發(fā)電受到天氣的影響，與當(dāng)天的天氣情況緊密聯(lián)系。本項目通過對能源管理系統(tǒng)的監(jiān)測得到如下波形圖（見圖6、圖7）。

可見不同時間點(diǎn)光照強(qiáng)度、角度的不同都會對光伏發(fā)電產(chǎn)生影響。

氣管導(dǎo)管為加強(qiáng)型表面帶電極導(dǎo)線導(dǎo)管；喉返神經(jīng)功能監(jiān)測儀為N IM-Response 3.0型肌電圖監(jiān)測儀（Medtronic Xomed），電流刺激范圍0～5 mA，刺激電流為持續(xù)50～250 μs的單向波，刺激電流頻率為4次/s，以100 μV肌電圖波形振幅為誘發(fā)閾值，超過此閾值可形成神經(jīng)沖動傳導(dǎo)至支配肌肉（喉部肌肉）產(chǎn)生肌電信號形成肌電圖（EMG）并發(fā)出提示音，以此來判斷喉返神經(jīng)功能及完整性。

如圖8的PCS功率曲線反映出，通過風(fēng)機(jī)發(fā)電與光伏發(fā)電的聯(lián)合協(xié)調(diào)運(yùn)行，降低樓宇能源消耗，節(jié)能減排，實現(xiàn)了樓宇綠色能源管理的目的。

5 結(jié)束語

本文描述了智能微電網(wǎng)下綠色能源管理系統(tǒng)的研究背景、研究目的和內(nèi)容，以及研究的技術(shù)路線。在此基礎(chǔ)上，分析了不同運(yùn)行模式下微電網(wǎng)的運(yùn)行特性。同時，闡述了該項目開發(fā)與研究的必要性，為我國可再生能源的開發(fā)和智能微電網(wǎng)的發(fā)展提供了新的方向。

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