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儲能系統設計方案范文1
2013年，內蒙古電力（集體）有限責任公司培訓中心教學科研團隊經過多地調研，準備籌建新能源仿真培訓系統；該系統是包含風力發電、光伏發電、電力儲能，并具有微網特性的實際運行系統示范工程，預計2014年5月通過整體驗收。
系統設計構想
該系統主要由分布式電源發電、儲能裝置、交直流負荷、能量管理系統、測控保護裝置和監控裝置匯集而成的智能型的微電網系統。
該系統建成以后可實現：
（1）實現分布式電源、智能儲能系統友好接入電網，實現與配電網并網協調運行。
（2）建成微網運行狀態監控、分布式發電接入微網控制、功率分配調度與發電控制、電能平衡和負載控制的應用平臺。
（3）實現微網雙向潮流環境下控制保護協調工作的系統。
（4）完成分布式光伏電源、儲能系統智能協調工作，成功實現孤島轉并網、并網轉孤島方式的自動切換。
系統設計方案
智能微網系統設計方案
微網系統建設按區域可劃分為微網控制設備室、屋頂光伏系統、室外風力發電等三個區域。最終建成一個包含新能源發電（含使用光伏發電系統、風機發電系統）、儲能裝置（鉛酸電池儲能）、交直流負荷（含模擬負載、普通負荷）、測控保護裝置、能量管理系統匯集而成的微網系統。
微網系統通過微網進線開關和主網連接，有并網運行和孤島運行兩種方式，并可實現功率平滑控制、需求側響應、能效分析等高級功能。微網能量管理系統實現微網主要設備的信息采集、設備控制、狀態監視等功能，可與配網SCADA系統進行有機連接。
該系統平臺為進一步研究微網的穩態分析和數字仿真技術、微網能量管理技術、微網的并網應用和經濟運行理論奠定了基礎。
交互式培訓系統設計方案
交互式培訓系統采用交互式仿真軟件支撐平臺解決分布式仿真培訓系統互操作性、分布性、異構性、時空一致性和開放性問題，具有良好的規模可伸縮性，能夠滿足展示和仿真互動培訓的需要。
交互式可視化仿真支撐平臺由可視化視頻展示、組件化三維建模，數據庫管理、人機交互界面等子系統以及模型庫，為上層各應用提供公共的展示和培訓基礎服務。
同時軟件系統還具有培訓管理系統的功能。包括培訓業務管理、培訓過程管理、系統輔助管理。
系統組成部分
光伏并網發電系統
光伏并網發電系統，含5kW光伏電池和三相光伏并網逆變器。
風力發電系統
風力發電系統，含2kW的風力發電機組和三相變頻器接入微網。
風機控制器系統
風機控制器系統，采用PWM方式控制風機對蓄電池進行限流限壓充電，即在蓄電池電量較低時，采用限流充電。也就是當風機充電電流小于限流點時，風機的能量全部給蓄電池充電。當風機電流大于限流點時，以限流點的電流給蓄電池充電，多余的能量通過PWM方式卸載。在蓄電池電量較高時，采用限壓充電。也就是當蓄電池電壓低于限壓點時，風機的能量全部給蓄電池充電。當蓄電池電壓達到限壓點時，風機會以限壓點對蓄電池充電，多余的能量通過PWM方式卸載。該系統具有完善的保護功能，包括：蓄電池過充電、蓄電池防反接、防雷、風機限流、風機自動剎車和手動剎車。
并網逆變器系統
并網逆變器系統，采用美國TI公司專用DSP控制芯片，主電路采用國際知名的西門康IGBT功率模塊組裝，運用電流控制型PWM有源逆變技術和優質進口高效隔離變壓器，可靠性高，保護功能齊全，且具有電網側高功率因數正弦波電流、無諧波污染供電等特點。
雙向儲能逆變器
雙向儲能逆變器，主要功能和作用是實現交流電網電能與儲能電池電能之間的能量雙向傳遞，也是一種雙向變流器，可以適配多種直流儲能單元，如超級電容器組、蓄電池組、飛輪電池等，其不僅可以快速有效地實現平抑分布式發電系統隨機電能或潮流的波動，提高電網對大規?？稍偕茉窗l電（風能、光伏）的接納能力，且可以接受調度指令，吸納或補充電網的峰谷電能，及提供無功功率，以提高電網的供電質量和經濟效益。在電網故障或停電時，其還具備獨立組網供電功能，以提高負載的供電安全性。
蓄電池
蓄電池，為20塊12V200AH的太陽能專用膠體電池（浮充次數不少于1500次）工作溫度在-40℃～+55℃。具有防水措施，抗腐蝕性能及深循環性能好。
智能微網控制系統
智能微網控制系統，采用武漢日新公司產品，該公司研發的智能微網控制系統為新技術產品，本設備可實現在各種狀態下智能、穩定切換，極大的提高了內部電網的系統安全性。太陽能電力、市電、儲能單元互為備用，負載供電首選太陽能電力，有多余電量則并入電網；儲能單元在電網故障時可滿足負載供電要求；太陽能電力不足時，引入市電對負載進行供電。用電負載供電方式靈活按照電網狀態選擇切換，各供電方式切換平穩迅速，實現了系統安全性的提高和太陽能電力利用最大化。
智能微網控制系統集成監控系統功能，可實時監控光伏控制器、逆變器、光伏陣列等設備，對整個系統的運行情況通過友好的界面實時的顯示出來。主要功能包括：設備自動檢索：新設備一旦被接入系統，會被自動檢索，并顯示在設備列表中；遠程查詢：用戶可以在任何一臺能登陸網絡的PC上實時監控點點的運行情況；系統詳細運行參數：實時顯示光伏控制器、離網逆變器、光伏陣列等的運行參數；故障記錄及報警：通過聲光等手段及時提醒故障，并作記錄；歷史數據記錄：可查詢設備指定時間范圍內的運行參數信息。
RLC交流負載系統
RLC交流負載模擬器作為微網系統三相模擬負載，主要用于測試微網系統對感性、阻性、容性負載的帶載能力以及微網控制策略對于負載變化的響應情況。其接線形式如下圖所示。
能量管理平臺面向各種控制和優化目標，通過對電源出力調節和自動網絡重構實現電網的能量管理。可實現優化目標包括：
1）平抑波動控制
平抑波動控制主要是指按照一定的策略控制分布式電源系統的發電功率和接入狀態，以保證在滿足負荷需求的前提下盡量多地使用清潔能源，而且同時要保證分布式電源所發電能全部就地消耗，系統也不會向電網反送功率，避免出現逆功率保護動作造成停電。
為了達到這一控制目的，需要在對各分布式電源系統發電的實時功率、負荷消耗功率、光照強度等一系列參數進行實時采集、綜合分析的基礎之上，實時計算得出當前分布式電源發電功率的調節目標，并采用以下手段來實現調節：
遙調：通過遠傳通道下達調節命令，改變分布式電源的發電功率
遙控：控制開關分、合閘以切除或投入該路分布式電源
2）需求側響應
在實時電價基礎上進行需求側響應的研究。通過峰谷電價調節，實現需求側響應調節負荷和分布式電源達到削峰填谷的目的。分布式電源對于電網而言本身具有一定的正調峰特性。而對于微網中的儲能系統而言，在參與削峰填谷時，通常根據負荷的高峰和低谷區域作為電池工作方式切換的邊界點。
3）優化經濟運行
根據電網分時電價與負荷狀況，合理分配光伏系統和風機發電功率、儲能系統充放電狀態，使得整個微網系統實現經濟運行，大大降低運行成本，實現經濟效益最優化。
4）并網與孤島運行模式切換
儲能系統設計方案范文2
關鍵詞 DSP；單片機；FTU；硬件設計
中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）16-0069-02
饋線終端單元（Feeder Terminal Unit，FTU）是實施饋線自動化建設必不可少的核心設備，能夠實現饋線開關狀態的在線監視、饋線數據采集與處理、快速故障定位、事故隔離與恢復供電、網絡通信等功能，對于提高供電可靠性及配電網自動化水平起著至關重要的作用。
FTU需要采集、處理的數據包括電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、諧波分量等，還要與上級主站進行頻繁的數據通信，包括向主站上傳數據信息、接收主站發送的命令等，運算量大、算法復雜且實時性要求高。在以傳統單片機為中央處理器的FTU中，對于大量數據的運算處理往往達不到實時性要求，同時占用系統資源較多，影響FTU的整體性能；在以DSP為中央處理器的FTU中，雖然數據處理能力有了較大的提高，但是僅僅依靠一片DSP同時進行大量的數據運算、頻繁的網絡通信以及開關狀態的實時監測等，處理器負擔過重，事件處理周期也會大大延長，影響FTU的實時性能。
為了能夠同時充分發揮DSP強大的數據運算能力和單片機的控制與事務處理能力，本系統采用基于DSP+單片機雙處理器的設計方法。其中DSP選用TI公司的TMS320F2812，作為從處理器；單片機選用新華龍公司的C8051F040，作為主處理器。
1 硬件系統設計
FTU硬件系統設計的整體框圖如圖1所示。
主要包括以下8個模塊：
1）處理器模塊：包括主處理器C8051F040，從處理器TMS320F2812。
2）遙測模塊：主要包括饋線電壓、電流等模擬信號的采集與處理。
3）遙信模塊：主要包括開關位置、通信狀態、儲能完成情況等開關量的采集。
4）遙控模塊：主要包括控制開關合閘和跳閘，以及啟動儲能過程等。
5）通信模塊：實現FTU和上級主站的雙向通信。
6）電源模塊：無論在正常還是事故狀態下，均保證對FTU可靠供電。
7）存儲器模塊：用于保存正常狀態及事故發生前后的饋線數據。
8）人機接口模塊：主要包括鍵盤輸入和液晶顯示。
1.1 處理器模塊間的通信設計
TMS320F2812數字信號處理器是32位定點DSP控制器，采用哈弗結構，配有專用的硬件乘法-累加器，采用多總線、流水線結構，支持并行指令操作，頻率高達150MHz，6.6ns的指令周期，每秒可以執行150M條指令。C8051F040是一款高集成度的單片機，高速、流水線結構的8051兼容的CIP-51內核（可達25MIPS），具有64個數字I/O引腳，硬件實現的SPI、SMBus/ I2C和兩個UART串行接口，片內還集成了一個CAN2.0B控制器。
SPI（Serial Parallel Interface）總線是摩托羅拉公司提出的一種同步串行外設接口協議總線，本系統利用它實現了DSP和單片機之間的通信，其通信電路如圖2所示。SPI通過一根時鐘引線將DSP和單片機同步，可以直接將等待傳送的信息寫入DSP的SPI發送數據寄存器，這時DSP的發送過程自動啟動，信息接收完畢后自動存入單片機的SPI接收數據寄存器。因此只需對SPI的數據寄存器進行讀寫操作就可以實現數據通信，相比雙口RAM通信方式，它有標準的傳輸協議，而且方法簡單、速度快，能夠同時收發，有效避免了爭用RAM的現象。
1.2 遙測模塊設計
從線路PT、CT獲取的100 V、5 A交流信號是不能直接輸入DSP進行數據處理的。一般情況下，必須經過信號調理電路進一步電量變送、低通濾波、采樣保持，以滿足AD轉換的需要。而TMS320F2812內置了采樣保持電路，并集成了一個增強型模數轉換器（ADC），具有16個輸入通道，12位轉換精度，25 MHz ADC時鐘，完全可以滿足本系統對采樣精度及轉換速度的要求，因此只需考慮電量變送和低通濾波環節，大大簡化了電路設計。
1.3 遙信和遙控模塊設計
遙信模塊較遙測模塊簡單的多，主要采集饋線上的開關量，包括開關位置信號、工作電源的失電信號、彈簧儲能信號等。開關量的采集容易受到電磁干擾或機械振動的影響而產生虛假變位現象，因此需要采取措施防止遙信誤報。在硬件上一般增加低通濾波回路和光電隔離環節、在軟件上一般采用變位記錄并延時確認的方式來有效解決這一問題。開關量采集電路如圖3所示。
遙控模塊的開關量輸出信號首先鎖存到數據緩沖器，再經過光電隔離驅動繼電器，由繼電器控制饋線開關的開/合。為了進一步提高可靠性，可以在繼電器輔助觸點處增加一個開關量反饋輸入，以反映繼電器的實際動作情況。開關量輸出電路如圖4所示。
1.4 通信模塊設計
C8051F040內部集成了一個高性能CAN模塊，數據傳輸速率高達1M位/秒，并且通信協議的處理由CAN控制器獨立完成，不需C8051內核干預，節省系統資源。只需在單片機和CAN總線之間加上CAN驅動芯片82C250即可實現遠程通信接口電路的設計，如圖5所示。設計中采用了6N137光電耦合器，在提高了電路抗干擾能力的同時還實現了3.3 V和5 V的電平轉換。
1.5 電源模塊設計
FTU的電源模塊包括主電源和后備電源。當線路正常工作時，FTU由主電源供電，主電源取自線路互感器二次側交流100V，通過整流轉換為直流24 V。當線路發生故障時，FTU的工作電源迅速切換到后備電源，后備電源由充電器和24 V蓄電池組成，在線路正常供電時由主電源對其充電。24 V直流電壓經過以PKG2611芯片為核心的直流斬波電路進一步降為5 V，本模塊還采用了TPS767D318芯片，可以將5 V電壓再轉換為3.3 V和1.8 V，以滿足系統內各芯片多樣化的電源需求。
1.6 存儲器和人機接口模塊設計
雖然C8051F040已經具有了64 kB的FLASH存儲空間，但考慮到系統要求對正常情況下長達90天的整點數據以及事故發生前后的饋線數據進行存儲，以實現電網運行情況的記錄與事故分析，因此還需要拓展更大的數據存儲器空間。本系統采用了串行FLASH存儲器AT45D021，存儲容量高達256K字節，可由5 V電壓供電，使用方便。
人機接口模塊主要包括鍵盤輸入和液晶顯示兩部分。鍵盤輸入接口選用8279接口芯片，可自動消除抖動，實現參數的就地設置；液晶顯示選用點陣式FM12864J顯示器，它體積小、重量輕、低功耗、功能豐富，配合鍵盤輸入可以實現參數的就地顯示與查看。
2 結束語
FTU的性能在很大程度上影響了饋線自動化建設的水平。本文以DSP和單片機雙處理器結構為基礎，給出了兩者的通信方式和相關模塊的設計方案，完成了高性能FTU的設計，使DSP和單片機兩者優勢互補，滿足了數據處理、實時控制、高速通信等多方面的要求。
參考文獻
儲能系統設計方案范文3
關鍵詞：關鍵詞：屏蔽門；電源；UPS；蓄電池
中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：
1.概況
地鐵屏蔽門是一項集建筑、機械、材料、電子和信息等學科于一體的高科技產品，屏蔽門系統是將站臺和列車運行區域隔開，通過控制系統控制其自動開啟，可有效地減少空氣對流造成的站臺冷熱氣的流失，保障乘客進出車廂時的絕對安全，降低列車運行產生的噪音對車站的影響，為乘客提供舒適安全的候車環境，具有節能、安全、環保、美觀等功能。根據專家測算,可以使空調設備的冷負荷減少35%以上,環控機房的建筑面積減少50%,空調電耗降低30%,現已廣泛使于地鐵站臺。
2. 屏蔽門系統后備電源問題的引出
屏蔽門系統的正常運營與否直接關系到地鐵運營的服務水平和乘客安全，要求在正常供電系統故障或車輛在區間阻塞或區間發生火災時，屏蔽門系統必須能使處于地鐵區間的司乘人員能順利通過屏蔽門進入站臺、站廳疏散到地面的安全區域，故屏蔽門系統的用電負荷可納入特別重要負荷。根據《供配電系統設計規范》（GB50052-95）要求，對于特別重要負荷必須采用一級負荷供電，即輸入電源應為兩路相互獨立的三相AC380V/50Hz電源，同時還需配備第三電源，故國內所有地鐵工程的屏蔽門系統都配備了蓄電池作為第三電源。因此，在《地鐵設計規范》（GB50157-2003）和《城市軌道交通站臺屏蔽門》（CJ/T236-2006）中對后備電源都作了明確規定：
《地鐵設計規范》規定：當屏蔽門的驅動裝置采用電動時，其電源為一級負荷，且備用電源的容量，能使屏蔽門控制系統在1h內對每側滑動門開/關操作5次。
《城市軌道交通站臺屏蔽門》標準規定：備用？電源宜作為獨立的一個系統進行配置，應采用一級負荷供電。驅動電源和控制電源應分別獨立設置，驅動備用電源的儲能應能滿足30min內至少完成開/管滑動門的一次循環，控制備用電源儲能至少應滿足負載持續工作30min。
截至目前為止，國內各地鐵工程屏蔽門系統后備電源容量的實際執行情況是，有的項目考慮1 h內對每側滑動門開/關操作至少5次，有的項目采用30min內對每側滑動門開/關操作至少3次。
由于UPS及其備用蓄電池在應急狀態下使用頻率極低，目前市場上有人提出取消后備電源以減少投資，持這一觀點者認為：①屏蔽門系統的用電等級為1級負荷，即它與車輛、信號等同屬最高級別的供電，理論上來說，屏蔽門的供電故障也意味車輛等的供電故障，出現此種情況時列車應已停運，因此屏蔽門的繼續供電已無必要性。②從國外的以往工程項目經驗來看，有的項目未采用UPS和蓄電池供電，對運營未產生任何影響，因此亦提出取消UPS及后備蓄電池方案。
3. 屏蔽門系統后備電源的既有設計方案與取消后備電源設計方案的比較
3.1 既有設計方案
在既有設計中，屏蔽門系統電源系統包括控制電源和驅動電源兩種。兩種電源設計方案如下：
1) 控制電源
由于控制電源為屏蔽門系統的控制主機、監視主機、接口繼電器等提供電源，故其電源的重要性和穩定性要求較高。雖然各廠家依據其產品內部特點略有不同，但控制電源的供配電原理和涉及部件/內容基本相似。其中一種方案主要如下：
UPS輸出220V，50HZ的純凈正弦交流電，經24V整流模塊整流后輸出DC24V控制電源為PSC柜內的繼電器、監控主機等元器件供電。
UPS輸出一路AC220V直接給PSC柜，在PSC柜內經過變壓、整流和濾波后輸出DC60V供與信號專業接口的電氣回路（即與信號系統接口繼電器）使用。在信號回路中，可通過調節滑動變阻器的阻值，使得當觸點閉合時，繼電器線圈上的電壓在允許范圍內。參見圖2所示。
圖2 屏蔽門系統與信號系統接口電路示意
由于UPS的特點是無論市電輸入是否存在波動，輸出總為穩定的AC220V電源，從而可保證與信號接口回路的DC60V/DC24V電源的穩定性，因此在屏蔽門系統控制電源供電回路中一般都采用了UPS。
同時由于設置一定容量的蓄電池，可保證在市電停電后的一段時間內監視主機仍可持續工作一段時間，從而完成內部數據的處理和存儲工作，滿足運營的需要。
2) 驅動電源
屏蔽門系統驅動電機均為直流電機，主要有DC48V、DC110V兩種，其驅動電源部分的供電方式主要有兩種：直流供電方式（即在設備室進行集中整流然后再分配到各門機的用電）或交流供電方式（即在每個門單元處進行分散整流）。具體采用哪種方案除個別項目明確要求以外，絕大部分項目主要取決于各屏蔽門系統供貨商的技術優勢而不同。在國內外主要的四家屏蔽門系統供應商中，英國Westinghouse習慣于采用交流供電方式，而法國Faiveley公司、瑞士KABA公司和日本Nabco公司則多采用直流供電方式。
①屏蔽門系統電源包括門機驅動電源和控制電源，分開配電。
②針對本工程每輛車5樘車門的特點，驅動電源的輸出回路數至少為5路，即對應每節車廂五道車門的5樘滑動門分別采用不同的輸出回路，以保證對應一節車廂的其中一個回路電源故障時，對應該車廂其余4個車門的滑動門能夠正常工作；
③屏蔽門系統應配有UPS和蓄電池組作為備用電源。當事故停電時，由UPS和蓄電池組對屏蔽門系統供電。其容量應保證在事故停電時，能使屏蔽門控制系統在1h內對每側滑動門開關操作至少5次。
在屏蔽門系統的供電中，UPS/蓄電池還同時作為整流器功能接入屏蔽門系統配電回路中，從而避免外電源波動對屏蔽門系統的影響。
采用此種方案，設備柜一般由4~5面組成，包括PSC柜+電源柜。如果配電柜（PDP）單獨設置，則電源部分一般包括一個PDP+控制電源+驅動電源+蓄電池。如果PDP不單獨設置，則電源部分的設備柜將由控制電源+驅動電源+蓄電池組成。其設備室大小要求宜為6m×4m，困難情況下不小于5.2m×3.2m（凈）。
3.2 取消UPS和蓄電池的變更方案
仍分控制電源和驅動電源進行分析。
3) 控制電源
控制電源如取消UPS和蓄電池后，則直接進行整流和電源分配滿足PSC、信號接口等的用電需求。
4) 驅動電源
驅動電源如取消蓄電池，則直接由外電源進行整流、分配后提供屏蔽門單元用電。
采用此種方案，設備柜一般由3~4個（最緊湊情況下2面，但電源柜可能比較擁擠）組成， 包括PSC柜+電源柜。如果配電柜（PDP）單獨設置，則電源部分一般包括一個PDP+控制電源+驅動電源+蓄電池。如果PDP不單獨設置，則電源部分的設備柜將由控制電源+驅動電源+蓄電池組成。其設備室大小要求宜為4m×4m，困難情況下不小于3.5m×3.2m（凈）。
設置與取消UPS和蓄電池后的電源系統配電方案的比較參見圖3所示。
設置UPS和蓄電池 取消UPS和蓄電池
圖3 設置和取消UPS、蓄電池對照圖
設置UPS和蓄電池的方案是目前國內屏蔽門系統項目普遍采用的。但是從圖中也可看出，如果“交流輸入”的供電質量（包括電源波動、供電可靠率等）能完全滿足屏蔽門系統的需求，同時在雙路外電源均停電后如果車站現場運營管理能跟上，則取消UPS和蓄電池從理論上來說也是可以的。
4. 取消UPS和蓄電池可能存在的問題分析探討
4.1 如果控制電源取消UPS和蓄電池
如果控制電源取消UPS，即AC220V電源不從UPS取，而直接取自市電一級負荷，那么如果市電出現波動（超過一定允許范圍），將直接影響信號（PSD－SIG）回路電壓的穩定性，有可能使得相關繼電器不能工作在允許的電壓范圍內，影響信號的穩定性。
如果控制電源取消UPS和蓄電池，則一旦市電停電，則監視主機立即停止工作，可能會丟失一定的數據，不利于后期運營管理。
另外屏蔽門的控制系統一般為一臺工控機，如果突然斷電有可能會造成其軟件的損壞導致系統癱瘓。
4.2 如果取消UPS和蓄電池增加告警功能
雖然可以在設計中要求實現一路或兩路外電源失電時配電盤具備告警功能，但是兩路交流電源失電的情況下，即使有告警功能也對屏蔽門有比較大的影響。因為一個車站兩路交流電源都失電時，嚴重的狀況為本站降壓變電所退出運行，整個車站（特別是地下站）處于應急照明狀態，公共區照度只有正常照明的1/10，此時應疏散站內旅客；如果列車在區間阻塞（如牽引供電中斷或火災狀況），勢必要進行乘客疏散，乘客需通過屏蔽門進入站臺，從而由車站疏散到地面，這種情況下需要及時打開屏蔽門，否則勢必造成人員恐慌反而不能及時疏散乘客，惡劣情況下有可能造成嚴重后果。雖然屏蔽門具備手動解鎖功能，但該功能應是在其它開門功能都失效的不得已的情況下才考慮使用。而且乘客在慌亂之下不一定能及時解鎖開門疏散，同時站臺值班人員也不一定能確保在任何情況下均可在站臺側解鎖打開屏蔽門，因此可能影響安全疏散。
(1) 如果取消后備電源屏蔽門失電時全開啟
如果取消屏蔽門后備電源，考慮在雙路外電源都失效的情況下屏蔽門自動全部開啟，我們認為存在安全隱患。因為在工程設置屏蔽門后，乘客已經適應了有屏蔽門的乘車方式，在此情況下屏蔽門關閉應屬于安全狀態，否則開啟將是不安全的。這種狀況的全開門功能與工程本身并未設置屏蔽門時的安全標準應有所不同。
因此，從上述分析，鑒于目前國內一級負荷供電不能完全滿足屏蔽門系統的需要（影響供電可靠性的因素比較多，如元器件、各處供配電開關等均可能存在故障，而且國內地鐵系統或多或少地發生過雙路外電源停電而用后備電源的情況），因此在屏蔽門電源系統中取消UPS和蓄電池存在一定的風險，還是有必要存在的。
對于后備電源的容量可以根據運營需求等因素適當調整。如果必須考慮降低后備電源容量，可以根據運營的要求采取小容量的蓄電池。如從停電后控制電源可在1h內每側滑動門開關操作5次減少為30min內可對每側滑動門開關操作1次，保證停電后至少可保證整列門開啟和關閉一次滿足疏散后再關閉，除非人為手動開啟。
5. 結論
綜上所述，我們認為屏蔽門系統UPS和蓄電池能否取消主要取決于市電（一級負荷）的供電質量和可靠性以及停電故障時運營的應急處理措施和對故障的接受程度。也就是說在滿足以下條件的情況下才可考慮取消UPS和后備電源：
(1) 電源波動情況能夠滿足屏蔽門控制系統的要求；
(2) 可靠性比較高，能避免兩路電源均停電；
(3) 外電源停電后，運營部門能夠加強車站現場的應急開門功能，即可提前將門打開，迎接區間疏散乘客。
但是根據國內地鐵工程的實際應用情況，以及地鐵外市政供電反饋情況，由于市電供電環節較多，外電源停電和電源波動有可能超過屏蔽門系統的要求都存在可能，故為確保屏蔽門系統安全可靠運行，應仍然保留UPS和蓄電池。
如果從降低投資和設備室發熱量等因素考慮，可以考慮采用UPS配備小容量蓄電池作為屏蔽門電源系統的后備電源，在兩路交流電源失電的情況下，系統能夠實現屏蔽門可以開啟和關閉至少一次滿足疏散后再關閉的功能，以保證安全。
參考文獻：
儲能系統設計方案范文4
關鍵詞 廣播 發射機 自動化 改造
中圖分類號：TN838 文獻標識碼：A
PSM Shortwave Radio Transmitter Automatic
Control System Design and Implementation
ZOU Yu
（State General Administration of Press and Publication， Radio and Television QiLiuYi Station， Yongan， Fujian 366000）
Abstract This paper introduces the principles and functions of PSM shortwave transmitter， focuses on how to achieve simulation of artificial tuning design scheme， while put forward the design automation program based on the control systems of SW-100F broadcast transmitter.
Key words broadcast； transmitter； automation； reform
0 引言
自動化的概念是一個動態發展過程。隨著電子和信息技術的發展以及計算機的廣泛應用，自動化的概念已擴展為用機器不僅代替人的體力勞動而且還代替或輔助腦力勞動，以自動地完成特定的作業。自動化同時是一門涉及學科較多、應用廣泛的綜合性科學技術。自動化系統組成，主要由自動控制和信息處理兩個方面，包括理論、方法、硬件和軟件等。
SW-100F短波發射機是上世紀末產品，由于歷史原因該機自身不具備自動化功能，需要手動來完成倒換頻率、上高壓、調諧等一系列操作。隨著廣播事業的飛速發展，數字化、智能化的設備在廣播領域的廣泛應用，迫使自動化程度相對滯后的發射技術設備必須加快數字化、智能化的改進步伐。本文應用DOS操作系統和C程序語言開發了SW-100F短波發射機自動化系統，也就是為建立一套基于計算機控制的短波發射機運行管理及監控系統，實現對發射機科學化地維護管理設備，有效提高廣播發射機的安全播音質量和效率，減輕值班人員的工作強度、降低人為失誤概率、降低停播率。
1 SW-100F短波發射機原理
SW-100F短波廣播發射機為廣播電臺產生一個合乎要求的大功率射頻信號，受音頻信號調制后，經饋線由天線向空間輻射出去，完成廣播信號的無線傳輸。該發射機的主要功能特點原理在此分別進行介紹分析。
1.1 特點
（1）SW-100F短波發射機高頻放大器采用了耦合腔電感器，提高了短波發射機在高頻段的效率；①（2）調制采用了PSM技術，②用全固態器件將傳統的調幅器和主整變壓器合二為一，主整電壓化整為零從而使儲能大大降低，又由于PSM功率模塊采用空轉二極管（DF）續流，而使48個串聯的功率模塊相當于并聯，從而提高了整機的可靠性；（3）在監控與自動調諧設備中采用了兩臺計算機，分別完成控制和調諧功能。控制方式有手動、半自動、全自動和遙控四種方式可選。監控保護由另外一臺計算機實現，有完善的故障保護和故障記憶功能；（4）在提高可靠性方面采用了較大的降額系數，高頻放大器中耦合腔電感器、VHF濾波器、高頻饋線均為300kW量級的器件；（5）發射機四周都裝有活門，門內的器件都采用平面安裝，在門內有高壓器件的門上還裝有門開關，用以保護人身和設備的安全。
1.2 控制系統
SW-100F短波發射機監控與自動調諧設備CT由模擬量和數字量監測單元、控制單元、調諧單元、同步控制單元和工業控制計算機等組成。
（1）操作控制與顯示面板：模擬量電表指示面板、發射機工作狀態指示與控制面板、伺服手動調諧控制與顯示面板；（2）發射機控制組合：包括發射機的控制、監測、時序控制；（3）研華工控機：CPU是586 90MHz，內存32M，硬盤4.3G，3.5英寸軟驅，9英寸彩色VGA顯示器，操作系統DOS 6.22。RS232串口COM1與調諧控制組合（CT2）通訊，發送相應指令，實現對發射機的自動控制，波特率為9600 BPS；（4）PSM控制組合AF3：外部信號和指令經過加工后控制功率模塊開關為射頻功放提供屏壓、簾柵壓。
1.3 SW-100F短波發射機開機說明
（1）完成各項安全檢查后給發射機設備通電并調整工作狀態；（2）按冷卻開按鈕同時檢查A1板與風、水有關的指示燈是否變為正常；按燈絲開按鈕，穩壓器從0V升至80V約停30″，升至220V約停30″，再升至380V共需1′30″，并檢查低壓柜穩壓表是否指示在380V位置；（3）復查頻率合成器的輸出頻率和幅度，若與需要播音的頻率不相符，則鍵入SYNT**選擇相應頻率，發射機粗調到位；（4）加偏壓，V1Eg1表、V2Eg1表指示到位，A1、A2、A3板的狀態指示燈正常；（5）將模式開關置于手動位置；按[推動級細調]，略降功率，加高壓，選擇[M1]按鈕，調整[M1]位置，完成推動級細調；按[末級細調]按鈕，選擇[M3]按鈕，調整M3位置，觀察并調整發射機的輸出功率到額定值；再微調[M3]、[M4]、[M5]，使得發射機的輸出狀態最好；釋放音周，發射機進入播音狀態。
儲能系統設計方案范文5
摘要：本文結合220kV 智能變電站對站內設備進行在線監測的需求，提出建立基于IEC61850 標準的全站統一平臺在線監測系統的技術方案，對各在線監測裝置前端數據采集輸出進行規范，建立了由智能單元和監測單元組成集成智能組件的智能設備模型，并在集成智能組件將在線監測信息與測控信息分開上傳。設計了基于IEC61850通信標準并統一后臺的全站在線監測系統網絡框架。
0引言
智能變電站以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，不僅需要完成信息采集、測量、計量、控制與保護等常規功能，還必須在線監測站內設備的運行狀態，智能評估設備的檢修周期，從而完成設備資產的全壽命周期管理。近年來，國內外變電站狀態監測技術得到了迅猛發展，各單位相繼研制了不同類型的監測裝置，包括容性設備監測裝置、油中溶解氣體分析（DGA）監測裝置與局部放電監測裝置等。本文對智能變電站的體系結構以及IEC61850的應用進行分析，給出智能變電站中狀態監測系統面臨的問題。結合狀態監測的實際特點與功能需要，提出了現階段切實可行的狀態監測系統設計方案。
1 智能變電站在線監測技術方案
智能變電站要實現各類設備在線監測系統的有效整合，必須采用IEC61850 標準統一建模。雖然目前尚無人建立基于IEC61850 標準的對上述幾種設備在線監測的統一模型，但就單種設備在線監測而言，已有工程實現了將前端數據統一為4 ~ 20 mA 標準電信號，有的還建立了IEC61850 標準模型，下面分別簡述之，并提出上述幾種設備在智能變電站中在線監測的技術方案。
1.1 變壓器在線監測
在220kV變電站采用氣相色譜原理實現主變油中溶解氣體在線監測，可以將傳感器輸出轉換為標準的4 ~ 20 mA 電信號并直接接入主變本體智能組件。
1.2 GIS 微水在線監測
GIS 微水在線監測裝置的傳感器主要有濕度傳感器、溫度傳感器及壓力傳感器3 類。濕度傳感器是信號采集的核心部分，目前大多數選用低濕環境測量的電容型濕度傳感器。濕度傳感器輸出為常規電信號，而溫度傳感器、壓力傳感器輸出均為常規電信號，可以規范這些傳感器輸出為統一的4~20 mA 電流信號，直接接入相應間隔集成智能組件，從而省略GIS 微水線監測單元。
1.3 斷路器在線監測
斷路器在線監測分為機械狀態監測和電壽命監測2個方面。目前，斷路器在線監測原始信息采集量主要有以下內容：主回路電流及電壓、開斷電流、合分閘線圈電流、斷路器動觸頭行程及速度、斷路器的操動次數、儲能電機打壓信號和開關位置狀態信號等。其他采集量如合分閘線圈電流（采用霍爾傳感器采集）、斷路器動觸頭行程及速度等目前均由在線監測單元采集，在技術條件成熟后這些采集量也可以直接由集成智能組件采集。
2.4 避雷器在線監測
避雷器在線監測包括全電流、阻性電流及動作次數。由于避雷器監測會受到系統電壓、環境溫度、濕度、避雷器外表面污穢、安裝位置及電磁干擾等多種因素的影響，因此，應注意結合這些因素綜合監測。目前大多數避雷器在線監測系統原始數據采集主要是電流信號、放電次數及溫度，雖然這些都是常規信號（可接入集成智能組件），但由于電流傳感器輸出信號微弱，且離集成智能組件較遠，考慮抗干擾等因素，均由就地在線監測單元轉換為數字信號后上傳。數據上傳方式主要有有線和無線2種，其中有線傳輸方式主要為RS- 485 總線和CAN 總線，無線傳輸方式主要有FM 調頻發射、GSM及GPRS。由于變電站占地面積不很大，采用有線傳送方式成本很低，無線傳輸方式適用于偏遠山區線路且避雷器監測儀均安裝在桿塔高處場合。本文推薦220kV智能變電站避雷器在線監測采用就地在線監測單元采集前端數據，然后采用有線方式以IEC61850 通信標準上傳。
3 智能變電站在線監測系統的設計
3.1 在線監測單元與智能組件的集成
根據IEC62063 理論，智能設備有以下3 種主要實現方式：a. 一次設備機構+智能單元＋監測單元；b. 一次設備機構+集成智能組件（智能單元兼監測單元）；c. 一次設備機構本體內嵌集成智能組件（智能單元和監測單元?，F階段，一次設備機構本體內嵌集成智能組件方式技術上尚未實現，市場也無相應的成熟產品供應，已投運或在建的數字化變電站均采用一次設備機構+智能單元＋監測單元的方式。
3.2 集成智能組件在線監測信息上傳
集成智能組件需將采自傳感器的信息處理后上傳，該部分信息數據連續采集，數據量很大，但實時性要求相對較低，同時集成智能組件通過光纖以太網口和光纜與間隔層設備連接，接收來自保護測控等二次設備的面向通用對象的變電站事件GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event）下行控制命令，以GOOSE 方式上傳一次設備的狀態信息，該部分上、下行信息實時性要求高。為避免大量在線監測信息造成網絡擁堵，影響一次設備的正常操作，建議集成智能組件將上述兩部分信息加以區分處理，以不同的光纖以太網口上傳，狀態監測信息以制造報文規范MMS（Manufacturing Message Specification）報文上傳。
3.3 基于IEC61850 的在線監測系統整合
IEC61850 有助于形成統一的在線監測系統通信規范。所有的在線監測信息均轉換成數字信號后上傳至站內統一的在線監測后臺系統，在線監測終端和站內統一的在線監測后臺系統的數據通信就采用IEC61850 標準。
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【關鍵詞】智能電網；風力發電；新能源利用
一、智能電網概念及主要特征
智能電網(smart grid,SG)是近年來國際上關于未來電網發展態勢的一個異常熱門的名詞和話題。一般意義上，智能電網就是以物理電網為基礎，將先進的傳感測量技術、信息技術、通信技術等與物理電網高度集成而形成的新型電網，它具有提高能源效率、減小對環境影響、提高供電的安全性和可靠性、減少電網的電能損耗、適應電力市場發展、實現與用戶間的互動和為用戶提供增值服務等多個優點。
盡管各國針對電力工業應致力于提高電網智能化水平及等級已達成共識，但不同國家的電網企業和組織都在以自己的方式來理解智能電網。我國智能電網主要特征：（1）堅強（Robust）：就是要保證整個電力系統的安全可靠性。（2）自愈（Self-Healing）：具有自動故障診斷、隔離和系統自我恢復的能力。（3）兼容（Compatible）：支持適應分布式發電和微電網的接入。（4）經濟（Economical）：實現資源的合理配置，降低損耗，提高能源的利用率。（5）集成（Integrated）：實現信息高度集成，標準化、規范化和精細化的管理。（6）優化（Optimized）：優化資產利用率，降低投資成本和運行維護成本。
二、我國風電發展現狀及存在的主要技術難題
我國的風能資源非常豐富，主要分布在“三北”和沿海經濟發達地區，這些天然優勢奠定了我國風能行業發展的基礎。近年來，我國風電發展也遠遠超出預期，據《中國風電發展報告2010》：截至2009年底，中國風電裝機容量達25.8GW，成為風電行業全球領頭羊，其裝機容量增速超過100%，累計裝機容量如今全球排名第二，新增裝機容量全球排名第一。盡管我國風電發展取得了有目共睹的成就，但還是存在一系列的技術難題，導致風電并網困難。這些技術難題大致可歸納為三方面：一是電能質量問題。風電系統對電能質量的影響主要是電壓波動與閃變及諧波問題。風電的隨機波動會導致風速風向變化，影響到整個風機系統運行工況，使得風機輸出功率波動大。極端情況下，甚至會造成風機集體從電網解列，給電網造成巨大沖擊。二是電網穩定問題。靜態穩定方面，無功調節控制能力不足會對電壓穩定造成一定影響；動態穩定方面，電網故障期間或故障切除后風場的動態特性會影響電網的暫穩特性。三是電網規劃設計缺陷及調度問題。中國的風電場主要位于遠離負載中心的電網末端，風能的間歇性勢必導致電能供需不平衡，使原有的電網規劃設計與之不相適應。而風能的不可控性，導致電網可用調峰容量不足，制約風場出力。
三、智能電網破解風電并網技術難題
1．研究綜述。有關智能電網背景下的風力發電已有大量研究，大量資料概述了清潔能源和智能電網技術的發展概況，指出了在清潔電源與大電網并網過程中應用智能電網技術的必要性。并分析探討了實現大規模風電場有功智能控制的系統設計方案，通過對整個甘肅電網的運行結果驗證了方案的有效性，成功實施解決了甘肅大規模風電開發初期的電網運行安全問題。同時研究了把風電以微網形式并入智能電網的策略，結果表明，在風電正常運行和意外切出情況下，可以很好的平抑功率的波動性，為智能電網的安全運行提供保證。指出智能電網相比傳統電網而言，其具有的自愈兼容、安全經濟、優質互動等特點，使得風電受電網限制的瓶頸將得以打破，但文章并未指出具體操作方法或應用實例。
2．智能電網技術推動風力發電發展。通過對相關文獻的研究，智能電網技術的快速發展為風力發電的無縫并網提供了良好的技術保障。應用智能電網技術能夠推動風力發電與現有電力系統有機融合，實現“即插即用”的標準和高效的智能化管理、與電網實時互動和協調運行，是我國未來電網的發展方向。而智能電網中的智能微網能有效實現這一目的。微網是一種由負荷和微型電源及儲能裝置共同組成的系統，它可同時提供電能和熱量；微網內部的電源主要是由電力電子裝置負責能量轉換，并提供必須的控制；微網相對外部大電網表現為單一可控單元，同時滿足用戶對電能質量和供電可靠性、安全性的要求。此處微網考慮到風力發電的不可控性，對其微網中的測量控制保護等技術需考慮智能電網特性，融入智能電網相關技術。
智能微網提供了一個有效集成應用分布式電源的方式，繼承擁有了所有單獨分布式電源系統所具有的優點；智能微網作為一個獨立的整體模塊，不會對主網產生不利影響，不需要對主網的運行策略進行修改；智能微網可以靈活的將分布式電源接入或斷開，即分布式電源具有“即插即用”的能力。
綜上可知，將風電并入智能微網、協調配合主網運行，可以打破傳統條件下風電接入并網的瓶頸，有助于推動風力發電的發展。
風電并網的諸多問題往往是由于響應速度慢、慣性小的特點引起的，而集成多個分布式電源的智能微網增加了系統容量，并有相應的儲能系統，使得系統慣性增大，減弱電壓波動和電壓閃變現象，提高了電能質量。智能微網是新型電力電子技術和分布式發電、可再生能源發電技術和儲能技術的綜合應用，它所具有的以上一些優點，使得風力發電的接入并網不再大受傳統電網制約，具有一定的靈活性和智能性，風力發電接入智能微網如圖1所示：
圖1風力發電接入智能微網
智能微網在主網發生故障時仍可孤立運行繼續保障部分重要負荷供電，增強重要負荷抵御來自主網故障影響的能力，提高系統的供電可靠性。在智能微網中通過具有快速起停和快速負荷調節特性的燃氣輪機和燃料電池來補償風電場出力的波動，使得整個系統的出力在一段時間內穩定的輸出，克服僅僅由風電場的出力波動對電網造成的不利影響，解決風電對電網穩定性所引起的技術問題，同時通過調節燃氣輪機和燃料電池的輸出，使得整個發電系統具有良好的可調度性。這一技術方案在現有的技術條件下，對于風電的大規模開發具有十分重要的意義。
風能資源的特性決定了其最適合分散利用的特點，地球上任何有一定風力的地方，只要環境條件許可都可以建立風力發電站。隨著分布式電源技術的進步和成本降低，每個電力用戶甚至家庭都可以建立一定規模的分布式發電站，除滿足自身的用電需要外，還可以向電網輸送多余電量。這樣，在電力系統中，將分布著數量眾多的微小型終端用戶的分布式發電站組成的微網發電系統，在某個局部區域內直接將微網發電系統、電網和終端用戶聯系在一起，以優化和提高能源利用效率。電力系統能夠容納這些微網發電系統，并能保證整個電力系統的安全可靠運行，是推動利用可再生能源發展的重要途徑，也是智能電網發展的目標。
四、展望
積極探究智能電網背景下的風力發電發展，對于實現新能源的大規模開發應用，進而徹底解決我國能源緊缺、環境污染等問題，實現節能減排的具體目標具有重要的意義。本文首先介紹了智能電網的概念及我國智能電網特征，闡述了我國風力發電的現狀和存在的主要技術難題，然后針對傳統電網條件下風電并網困難的主要問題，通過對相關文獻綜述研究，提出了將風電并入智能微網中、協調配合主網運行這種方式來支持風力發電的發展，希望能為將來風力發電的發展提供一些參考。由于僅淺要設想了在智能電網相關技術已經完善條件下的風力發電，并未考慮到現實中智能電網技術發展的局限性和相關配套基礎設施的不完善，本文涉及到的一些智能微網相關技術方面的細節尚需進一步探討、研究。
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