新型太陽能_風(fēng)能混合發(fā)電系統(tǒng)的研制

1、新型太陽能-風(fēng)能混合發(fā)電系統(tǒng)的研制Development of New Hybrid (Solar -w ind Pow er Sy stem華南理工大學(xué)電力學(xué)院(廣東廣州510640 楊蘋楊金明 廣東省科學(xué)院自動(dòng)化工程研制中心(廣東廣州510070 張昊摘要:論述了太陽能-風(fēng)能混合發(fā)電系統(tǒng)中的新型發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng), 即設(shè)計(jì)新型無刷雙饋發(fā)電機(jī), 及太陽能逆變器極值調(diào)節(jié)方式實(shí)現(xiàn)其最優(yōu)功率傳輸, 智能化的能量管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)能發(fā)電與太陽能發(fā)電的優(yōu)化組合。通過統(tǒng)一交流電源品質(zhì)調(diào)節(jié)裝置, 對(duì)混合發(fā)電系統(tǒng)的電能指標(biāo)進(jìn)行全局優(yōu)化, 從而提供穩(wěn)定的清潔能源?；旌习l(fā)電系統(tǒng)既可獨(dú)立運(yùn)行, 又可多系統(tǒng)并行運(yùn)行,

2、必要時(shí)還可并網(wǎng)運(yùn)行。關(guān)鍵詞:風(fēng)能發(fā)電; 太陽能; 無刷雙饋發(fā)電機(jī); 現(xiàn)代控制技術(shù)中圖分類號(hào):TM 615:TM 614文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1003-9171(2004 01-0012-04由于一次能源日益枯竭和人類生存環(huán)境日益惡化, 世界各國都把開發(fā)新的可再生能源作為能源的發(fā)展方向。為促進(jìn)電力工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整, 減少環(huán)境污染, 培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn), 我國也把新能源的開發(fā)利用作為能源開發(fā)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一, 因地制宜地開發(fā)和推廣風(fēng)能、太陽能等清潔能源, 其中風(fēng)能發(fā)電是新能源發(fā)電技術(shù)最成熟、最具規(guī)?；_發(fā)條件和商業(yè)化應(yīng)用前景的清潔能源發(fā)電技術(shù), 現(xiàn)已成為我國電力工業(yè)的一個(gè)組成部分。目前, 風(fēng)能發(fā)電主要

3、朝著兩個(gè)方向發(fā)展:用于風(fēng)電場(chǎng)的大功率高效率的大機(jī)組和面向邊遠(yuǎn)或分散地區(qū)的小型風(fēng)電機(jī)組。由于風(fēng)能的間歇性缺陷, 利用太陽能發(fā)電實(shí)現(xiàn)風(fēng)能-光能發(fā)電互補(bǔ), 為邊遠(yuǎn)或分散地區(qū)的用戶提供穩(wěn)定的清潔能源, 是當(dāng)今新能源開發(fā)利用的一個(gè)主流方向。目前, 進(jìn)口的太陽能電池和小型風(fēng)能發(fā)電機(jī)組比較昂貴, 我國的一些研究機(jī)構(gòu)1分別對(duì)太陽能電池及小型風(fēng)能發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了開發(fā)和研制。目前, 國產(chǎn)的太陽能電池仍然存在造價(jià)太高的問題, 而國產(chǎn)的小型風(fēng)能發(fā)電機(jī)組或是造價(jià)較高, 或是可靠性低, 無法長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行, 這些問題, 都極大地妨礙了風(fēng)能及太陽能發(fā)電系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。為此, 我們?cè)谇捌谘芯抗ぷ鞯幕A(chǔ)上1, 設(shè)計(jì)了新型無刷雙饋發(fā)

4、電機(jī)以簡(jiǎn)化傳統(tǒng)風(fēng)能發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu), 利用現(xiàn)代控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的變速恒頻與風(fēng)能最大捕獲; 同時(shí), 對(duì)太陽能逆變器采用極值調(diào)節(jié)方式實(shí)現(xiàn)其最優(yōu)功率傳輸, 并采用智能化的能量管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)能發(fā)電與太陽能發(fā)電的優(yōu)化組合, 從而研制高效而實(shí)用的太陽能-風(fēng)能混合發(fā)電系統(tǒng)。另外, 通過統(tǒng)一交流電源品質(zhì)調(diào)節(jié)裝置, 對(duì)混合發(fā)電系統(tǒng)的電能指標(biāo)進(jìn)行全局優(yōu)化, 從而為用戶提供穩(wěn)定的清潔能源。1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)采用太陽能-風(fēng)能互補(bǔ)發(fā)電的結(jié)構(gòu)形式, 其中風(fēng)能發(fā)電機(jī)采用專門設(shè)計(jì)的無刷雙饋發(fā)電機(jī), 即采用新穎的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)和磁路設(shè)計(jì)方案, 研制能與風(fēng)力機(jī)直接匹配的低速雙饋發(fā)電機(jī), 省去了低速風(fēng)力機(jī)與高速發(fā)電機(jī)之間的齒輪升速裝置,

5、 簡(jiǎn)化了整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu), 不但便于搬運(yùn)和安裝, 而且易于維護(hù); 而太陽能發(fā)電則采用無污染太陽能電池板和干式蓄電池, 以減少對(duì)環(huán)境的污染。經(jīng)過整流后的風(fēng)電與太陽能電池在直流側(cè)并聯(lián), 經(jīng)充放電控制器向蓄電池組充電, 然后通過逆變器向交流負(fù)載供電。如果交流負(fù)載要求較高, 或需要向電網(wǎng)供電, 則應(yīng)接入電源品質(zhì)控制器, 以提高混合發(fā)電系統(tǒng)的電源品質(zhì), 使系統(tǒng)具有較廣的應(yīng)用范圍。該系統(tǒng)既可獨(dú)立運(yùn)行, 也可多系統(tǒng)并行運(yùn)12華北電力技術(shù)N O RT H CHIN A ELECT RIC PO WER N o . 12004 廣東省自然科學(xué)基金團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(003049 、廣東省“十五”科技計(jì)劃重大專項(xiàng)(A1050

6、401 、廣東省“十五”科技計(jì)劃重大專項(xiàng)(A 1050202 ;地, 還可以并網(wǎng)運(yùn)行。新型太陽能-風(fēng)能混合發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的能量管理, 以實(shí)現(xiàn)風(fēng)能與太陽能的最優(yōu)功率匹配、系統(tǒng)操作、運(yùn)行監(jiān)控及故障診斷。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。由圖可見, 新型太陽能-風(fēng)能混合發(fā)電系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。為降低系統(tǒng)的整機(jī)成本, 可根據(jù)系統(tǒng)安裝地點(diǎn)的自然條件, 在設(shè)計(jì)時(shí)盡量降低太陽能和蓄電池的比例。另一方面, 利用現(xiàn)代控制技術(shù)進(jìn)行單機(jī)控制以提高單機(jī)運(yùn)行效率, 同時(shí)采用能量管理系統(tǒng)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化管理, 實(shí)現(xiàn)風(fēng)能及太陽能能量的最優(yōu)匹配, 并提高發(fā)電系統(tǒng)的

7、動(dòng)態(tài)性能, 使新型太陽能- 風(fēng)能混合發(fā)電系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定地運(yùn)行。圖1新型太陽能-風(fēng)能混合發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2風(fēng)能發(fā)電機(jī)組風(fēng)能發(fā)電機(jī)組一般由風(fēng)力機(jī)、升速齒輪箱、發(fā)電機(jī)構(gòu)成, 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于搬運(yùn)和安裝的特點(diǎn)。近年來, 由于采用了新技術(shù)、新材料和計(jì)算機(jī)管理, 風(fēng)能發(fā)電有了很大發(fā)展, 發(fā)電成本較以前大為降低。因此, 風(fēng)能發(fā)電機(jī)組得到廣泛推廣, 并產(chǎn)生了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。目前, 風(fēng)電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是開發(fā)大型并網(wǎng)式風(fēng)電機(jī)組和中小型獨(dú)立運(yùn)行式風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)并舉, 大型并網(wǎng)式風(fēng)電設(shè)備應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng), 風(fēng)電的成本比中小型獨(dú)立運(yùn)行式風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)低; 而中小型獨(dú)立運(yùn)行式風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成的分散式電源可解決邊遠(yuǎn)分散地區(qū)

8、的就地供電問題, 省去供電網(wǎng)絡(luò)。然而, 不論是大型并網(wǎng)式風(fēng)電機(jī)組還是中小型獨(dú)立運(yùn)行式風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng), 都面臨兩個(gè)急待解決的問題, 即風(fēng)能最大捕獲的實(shí)現(xiàn)和電源品質(zhì)的提高。這兩個(gè)問題的解決, 將可進(jìn)一步降低風(fēng)電成本和提高風(fēng)電的質(zhì)量, 使風(fēng)電成本與火電成本具有可見, 研制適用于風(fēng)能發(fā)電的新型發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)成為當(dāng)務(wù)之急。2. 1無刷雙饋發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)在風(fēng)能發(fā)電機(jī)組中, 由于風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速一般較低, 需經(jīng)齒輪箱升速后再驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。為降低成本, 往往采用柔性結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)軸和齒輪箱, 以減小系統(tǒng)阻尼。在自然風(fēng)速發(fā)生隨機(jī)性變化時(shí), 將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)鏈中的力矩波動(dòng)幅值大, 易損傷機(jī)械設(shè)備, 影響傳動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)的使

9、用壽命。我們研制的能與風(fēng)力機(jī)直接匹配的低速雙饋發(fā)電機(jī), 不但簡(jiǎn)化了整個(gè)風(fēng)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu), 還省去了升速齒輪箱這樣一個(gè)主要的大修部件, 大大提高了風(fēng)電系統(tǒng)的可靠性。另外, 由于簡(jiǎn)化了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié), 也提高了風(fēng)電系統(tǒng)的效率。無刷雙饋電機(jī)具有類似鼠籠式感應(yīng)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu), 我們采取新穎的磁路設(shè)計(jì)方案, 研制能與風(fēng)力機(jī)直接匹配的低速無刷雙饋電機(jī), 使其在并網(wǎng)時(shí)基本無電流沖擊。設(shè)計(jì)時(shí)使功率回路與控制回路的功率之比為偶數(shù)/奇數(shù), 并使控制回路的功率較小, 一方面提高無刷雙饋電機(jī)工作的可靠性, 另一方面使無刷雙饋電機(jī)的控制易于實(shí)現(xiàn), 控制回路需要提供的功率較小, 降低了電力電子裝置的成本。相比于采用繞線式結(jié)構(gòu)的

10、普通雙饋電機(jī)而言, 無刷雙饋電機(jī)避免了電刷的使用與更換, 對(duì)于長(zhǎng)期在野外運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組來說是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì), 不但使風(fēng)能發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)緊湊, 而且使其動(dòng)力傳動(dòng)剛度增加, 在提高了風(fēng)能發(fā)電機(jī)組效率的同時(shí), 降低了風(fēng)能發(fā)電機(jī)組的成本, 使發(fā)電設(shè)備更便于安裝和運(yùn)輸。2. 2無刷雙饋電機(jī)的控制提高風(fēng)能利用率是降低風(fēng)電機(jī)組發(fā)電成本的有效方法, 而實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的最大捕獲控制則是提高風(fēng)能利用率最為有效的途徑。根據(jù)對(duì)風(fēng)能發(fā)電裝置空氣動(dòng)力學(xué)的研究, 風(fēng)能利用系數(shù)是風(fēng)速和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速(葉尖速比 的非線性函數(shù), 在一定風(fēng)速下, 存在著一個(gè)對(duì)應(yīng)某一確定轉(zhuǎn)速的極大值, 為了充分利用風(fēng)能資源, 提高效率, 應(yīng)該在不同風(fēng)速下及時(shí)調(diào)

11、整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速, 實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的最大捕獲。為實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的最大捕獲, 并使風(fēng)能成為高效、優(yōu)質(zhì)、可控的能源, 必須對(duì)無刷雙饋電機(jī)進(jìn)行控制。我們利用電力電子變流技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)變風(fēng)速條件下的電能頻率恒定, 以解決最大13N o . 12004華北電力技術(shù)N O RT H CHIN A ELECT RIC PO W ER 的矛盾。首先, 通過變頻電路實(shí)現(xiàn)雙饋發(fā)電機(jī)頻率誤差的無源性控制, 以利于對(duì)頻率的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行控制, 避免諧波進(jìn)入系統(tǒng)。由于空氣動(dòng)力的非線性變化特性, 采用自抗擾控制方法實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的最大捕獲。自抗擾控制器由跟蹤微分器、擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器和非線性狀態(tài)誤差反饋控制律組成。跟蹤微分器產(chǎn)生信號(hào)的不含噪聲

12、污染的廣義微分信號(hào), 擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器實(shí)時(shí)量測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)和外擾, 從而實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)反饋線性化和反饋確定化。自抗擾控制器采取經(jīng)典PID 控制的結(jié)構(gòu), 又避免了PID 控制對(duì)信號(hào)處理過于簡(jiǎn)單的缺陷, 通過非線性配置構(gòu)成的非線性狀態(tài)誤差反饋控制律可使風(fēng)能發(fā)電這類模型擺動(dòng)較大的系統(tǒng)取得滿意的動(dòng)態(tài)性能, 且具有很好的魯棒性和可實(shí)現(xiàn)性。2. 3電源品質(zhì)控制風(fēng)能發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電時(shí), 需要向電網(wǎng)提供高品質(zhì)的電能, 要求電能波形好, 三相對(duì)稱, 頻率恒定, 電壓剛性好。由于風(fēng)速的隨機(jī)變化, 給風(fēng)電帶來了大量的諧波; 而根據(jù)混合發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)要求, 系統(tǒng)中應(yīng)用了大功率電力電子逆變裝置, 電力電子裝置的非線性特性和

13、負(fù)載狀況的多樣性, 不但使三相交流電源品質(zhì)嚴(yán)重下降, 而且威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。為了有效地對(duì)諧波進(jìn)行抑制, 并能同時(shí)考慮由于非線性負(fù)荷變化和不平衡而造成的電壓和功率因數(shù)變化, 以及解決三相不對(duì)稱問題, 必須對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行控制。以往的方法是針對(duì)不同的要求設(shè)計(jì)不同的控制器, 對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行局部的優(yōu)化。我們則采用統(tǒng)一交流電源品質(zhì)調(diào)節(jié)裝置, 對(duì)以上所有電能指標(biāo)進(jìn)行全局的優(yōu)化, 即利用統(tǒng)一的滑模變結(jié)構(gòu)控制, 實(shí)現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的快速電壓調(diào)節(jié)、諧波抑制、功率因數(shù)補(bǔ)償和非線性負(fù)荷的三相平衡。在具體實(shí)現(xiàn)上, 我們采用有源濾波與無源濾波電路相結(jié)合的設(shè)計(jì), 既保證電壓的波形, 也保證電流的波形, 這種設(shè)計(jì)可以降低統(tǒng)一

14、交流電源品質(zhì)調(diào)節(jié)裝置的成本。有源濾波電路的三相參考電壓有2個(gè)分量:其直軸分量提供負(fù)荷的有功指令; 交軸分量提供負(fù)荷的無功指令。為了調(diào)整負(fù)荷端的交流電壓, 將采用2個(gè)滑動(dòng)控制回路。分別由2個(gè)滑動(dòng)?？刂破鬟M(jìn)行閉環(huán)控制, 從而實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的統(tǒng)一調(diào)整。3太陽能發(fā)電系統(tǒng)系統(tǒng)、跟蹤系統(tǒng)、充放電裝置、逆變裝置和控制保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成。我們采用太陽能電池-逆變器-負(fù)荷輸出回路的最優(yōu)功率傳輸與極值調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì), 采用跟蹤太陽軌跡的伺服機(jī)構(gòu)使太陽能電池板接受最大的輸入功率, 實(shí)現(xiàn)太陽能電池發(fā)電效率的最優(yōu)化; 考慮到天氣、負(fù)載擾動(dòng)等因素的影響, 設(shè)計(jì)一種太陽能輸出功率極值調(diào)節(jié)器, 保證使太陽能電池陣列輸出最大功率。我們研

15、制的太陽能發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):(1 陽光跟蹤系統(tǒng)可以根據(jù)地平坐標(biāo)-雙軸跟蹤原理, 利用光敏探頭對(duì)陽光強(qiáng)弱進(jìn)行監(jiān)測(cè), 確定聚光裝置的最優(yōu)方位角, 然后采用侍服電機(jī)驅(qū)動(dòng)聚光裝置的機(jī)械部分, 實(shí)現(xiàn)太陽能的最大捕獲。(2 智能充電裝置將根據(jù)蓄電池充電電壓和放電深度的關(guān)系, 針對(duì)蓄電池的伏安特性, 靈活地改變充電電流, 使得蓄電池的壽命能夠得到延長(zhǎng), 同時(shí)保證蓄電池容量的充分利用, 減小蓄電池的備用容量。系統(tǒng)擬采用晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn), 通過檢測(cè)的結(jié)果, 合理地選擇恒流方式和恒壓方式進(jìn)行充電。(3 逆變裝置采用PWM 型裝置, 它由信號(hào)發(fā)生器、功率變換和輸出部分組成, 其功能是將蓄電池存儲(chǔ)的能量轉(zhuǎn)換為電

16、壓恒定, 波形良好的交流電能。系統(tǒng)擬采用M OS 功率管和低耗變壓器(或無變壓器 以減低變流過程中的損耗, 同時(shí)設(shè)置合理的自鎖保護(hù)電路以提高設(shè)備的可靠性。(4 控制保護(hù)系統(tǒng)以單片機(jī)為核心構(gòu)成, 通過統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng), 完成相關(guān)信號(hào)的檢測(cè)、控制、運(yùn)算和輸出功能。4混合發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化管理混合發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化管理由智能監(jiān)控系統(tǒng)完成。根據(jù)新型太陽能-風(fēng)能混合發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn), 智能監(jiān)控系統(tǒng)分為2層, 底層是基于微處理芯片的監(jiān)控層, 負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對(duì)單臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化控制和參數(shù)設(shè)定, 同時(shí)具備與上層通信的能力; 上層是基于微機(jī)的協(xié)調(diào)管理層, 主要用于處理多臺(tái)設(shè)備并列運(yùn)行時(shí)的協(xié)調(diào)控制及并網(wǎng)發(fā)電問題。監(jiān)控層的主要功

17、能包括:系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、充放電控制、參數(shù)設(shè)定、能量管理、連網(wǎng)通信。(1 系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè):即對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè), 如蓄電池電壓, 負(fù)荷需求, 風(fēng)能密度, 太陽輻射強(qiáng)度等, 這些數(shù)據(jù)一方面用于系統(tǒng)運(yùn)行控制, 另14華北電力技術(shù)N O RT H CHIN A ELECT RIC PO WER N o . 12004(2 充放電控制:實(shí)現(xiàn)蓄電池組的容量選擇及充放電控制。系統(tǒng)運(yùn)行的費(fèi)用很大程度上取決于蓄電池的壽命, 電池的壽命很大程度上取決于能否工作在100%的容量狀態(tài)附近, 以及在放電后能否快速地恢復(fù)到該狀態(tài), 故電池組的容量選擇及充放電控制對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行成本有較大影響。(3 參數(shù)設(shè)定:實(shí)現(xiàn)混合發(fā)電系統(tǒng)

18、運(yùn)行參數(shù)的設(shè)定, 如各種保護(hù)極限, 蓄電池?cái)?shù)量等, 該部分功能既可以通過本地操作面板來實(shí)現(xiàn), 也可以采用通信方式由上層協(xié)調(diào)管理層獲得。(4 能量管理:主要負(fù)責(zé)處理系統(tǒng)的供電模式切換及負(fù)荷控制問題。由于系統(tǒng)電能來源于風(fēng)電、太陽能及蓄電池, 故需要根據(jù)日照狀況, 風(fēng)能密度, 蓄電池充電狀況和負(fù)荷需求來靈活地調(diào)節(jié)各部分對(duì)外供電的比例, 同時(shí)需要具有一定的保護(hù)功能, 如在蓄電池過放電和過充電時(shí), 需要切除部分負(fù)荷或者有選擇地暫停風(fēng)能或太陽能發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行。(5 連網(wǎng)通信該部分負(fù)責(zé)與上層監(jiān)控系統(tǒng)通信, 提供上層系統(tǒng)所需要的運(yùn)行及設(shè)備參數(shù), 同時(shí)根據(jù)上層監(jiān)控系統(tǒng)的指令改變系統(tǒng)的運(yùn)行工況。上層協(xié)調(diào)管理層的主

19、要功能包括:通信、數(shù)據(jù)采集、協(xié)調(diào)控制、并網(wǎng)、設(shè)備診斷等。(1 通信:通信功能包括2部分, 一方面它要與底層監(jiān)控層進(jìn)行通信, 獲得系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù), 同時(shí)向監(jiān)控層發(fā)送控制指令; 另一方面, 它還必須具備與電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)及并網(wǎng)設(shè)備通信的能力, 以實(shí)現(xiàn)混合發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)供電。(2 數(shù)據(jù)采集:是上層協(xié)調(diào)管理層運(yùn)行的基礎(chǔ), 它通過與底層監(jiān)控層的通信來獲得各單機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)。(3 協(xié)調(diào)控制:當(dāng)多臺(tái)設(shè)備同時(shí)運(yùn)行時(shí), 通過對(duì)各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè), 可以靈活地改變各設(shè)備的運(yùn)行工況, 從而使混合發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)下。(4 并網(wǎng):通過與并網(wǎng)設(shè)備的協(xié)調(diào)工作, 實(shí)現(xiàn)向電網(wǎng)供電。(5 設(shè)備診斷:通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)的分析, 給出各部件的疲勞程度, 向定期設(shè)備檢修提供必要的參考信息; 在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí), 指出故障部位, 方便檢修。在上述兩級(jí)智能監(jiān)控系統(tǒng)的控制下, 系統(tǒng)既可以在遠(yuǎn)離電網(wǎng)的地區(qū)作為自治系統(tǒng)單機(jī)運(yùn)行, 又可以多機(jī)并行運(yùn)行, 并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化管理工作; 必要的時(shí)候, 還可以并網(wǎng)向電網(wǎng)送電。5結(jié)論本文的目標(biāo)是開發(fā)性能優(yōu)良、運(yùn)行可靠, 以風(fēng)能為主, 以太陽能為輔的高效而實(shí)用的太陽能-