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摘要:近年来,随着物联网的发展,我国的电网开始利用该项技术以保证网络的安全运行。在分布式智能电源管理过程中,相关的人员可以建立可靠的微电网能量管理系统,利用相关的粒子群优化算法,可以更加有效的对分布式智能电源进行管理。本文就基于物联网的分布式智能电源管理研究进行探讨,在介绍物联网和基于物联网的分布式电源管理结构介绍的基础上,提出了具体的措施,以提高基于物联网的分布式智能电源管理效率。
关键词:物联网;分布式智能电源;管理措施
现阶段,在我国的电网发展过程中,其电网形式主要是采用集中供电的方式,这种网络架构虽然方便了能源产地布局,但是却因为建设周期长、维护成本高等问题,这迫使相关人员寻找新的电网架构模式。另外,分布式智能电源具有布局较为灵活,故障发生率较低等优点,这使得分布式智能电源获得发展。为了提高其管理效率,必须要借助于物联网,促进电网的稳定运行。
一、物联网技术的基本介绍
物联网是通过RFID技术、无线传感器技术以及定位技术等自动识别、采集和感知获取相关系统的信息,借助各种电子信息传输技术将相关信息聚合到统一的信息网络中,并利用云计算、模糊识别、数据挖掘以及语义分析等各种智能计算技术对物品相关信息进行分析融合处理,最终实现对物理世界的高度认知和智能化的决策控制。
二、基于物联网的分布式电源管理结构介绍
以物联网为基础的管理体系主要分为三层结构,分别为感知层、通信层和应用层。感知层主要用来感知管理对象的基本特性,目前采用的技术大多是现场总线或无线传感网;通信层主要实现的是底层数据和远程监控中心进行通信的功能,采用有线公共通信网或3G、4G通信网;应用层是采用计算机应用技术所实现的应用功能。
分布式电源管理就是利用了物联网的分层技术。整体采用三层结构,底层感知层的主要功能是对分布式电源中的低压测控单元、分布式电源逆变器、并离网控制器等设备实时采集模拟量、开关量等信息量,完成整个分布式微电网运行工况的监视。通信层在通信基础设备条件良好的地方可以采用In-ternet网,而在固定网络分布不到的地方可以选择3G、4G网络;应用层是数据处理的中心,是为用户提供交互功能的场所,除必要的数据处理功能外,良好的远程协调控制能力也是设计的重点。为了提高管理的效用,在本设计中,感知层逆变器采用了双闭环控制来提高控制的精确度;应用层采用了粒子群优化算法来实现能量的优化配置,可以有效地提高系统协调配置能力。
三、提高基于物联网分布式智能电源管理效率的有效措施
3.1制定分布式电源管理办法行业标准,保证智能电源的安全运行
现阶段,我国分布式电源管理还存在两方面问题,一方面,由于我国尚未制定分布式电源的并网管理办法,并网方式、电量上网原则和能效指标等要求不明确,部分分布式电源业主与电网企业就并网原则、并网方式和接网费用承担方式存在争议。另一方面,由于缺乏强制性的并网依据,难以保障配电网安全可靠运行。为此,首先,建议国家分类制定分布式电源管理办法。分布式电源技术类型多,投资主体不同,装机规模各异,发电成本悬殊,应在发展定位、项目审批、并网管理和政策支持等方面区别对待,并按照各自特点细化管理,并明确并网购售电合同和并网调度协议签署、并网验收与调试及并网检测等具体流程和要求。其次,国家应该尽快制定统一的分布式电源并网行业标准和国家标准;针对各种电源类型,研究编制并推广分布式电源并网典型设计。最后,要进一步提升国家风电和光伏发电研究检测中心的并网检测能力,出台风电场、光伏电站强制检测制度以及光伏逆变器等关键设备检测认证制度,保障分布式智能电源和电网的安全稳定运行。
3.2对智能电源进行分层管理,提高网络适应性
分布式智能电源的控制采用分层控制策略,感知层所采用的是双闭环控制,控制的主体是逆变器,主要的原因是智能电源在接入大电网时需要在功率、电压、频率等指标上与大电网保持一致。为了保持这种一致性,本设计采用双闭环控制的方式,外环控制的对象是分布式智能电源的输出功率,目的是确保系统在分布式电源电压等指标有波动的情况下以恒定的功率向大电网输出电能;内环是以电流为控制对象,以智能体技术为依托,构建智能电源体系统,提高网络的适应性。
3.3借助移动智能技术,对内环、外环功率进行有效控制
外环的功率控制采用PQ控制模型。PQ是一种恒功率控制方法,比较适用于分布式电源并网时的功率控制。目前PQ控制一般使用的是基于变换的前馈解耦PQ控制。这种控制本身就包括两个控制环,内环采用电流采集参数,在所定义的坐标系统中进行空间矢量变换,将三相静止坐标系下的网络拓扑结构变换为两相同步数学模型。外环是以公网所要求的有功功率和无功功率为对象,经矩阵解析和计算得出相应的电压和电流值,以参考变量的形式反馈给内环的电流和电压值,以控制相应的电流和电压值。内环的电流是外环保持功率恒定的基本依据,在本设计中采用移动智能体的技术来完成。移动Agent是一种能够自主迁移到远端执行的程序。它可在本地或远程控制下动态链接并自动执行。具有移动性、自治性、智能性等优点。基于移动Agent的内环电流管理可以根据外环功率的具体要求自主进行电源出力的调整,具有相当的智能性。其中,Agent内部包括内部状态、知识库、目标等三个相对独立的数据实体。这三个数据实体具有通过环境参数进行不断修改的自适应能力。而每一个Agent实体利用传感器从外部环境中感知信息,并依据内部状态进行信息的融合,以产生修改当前状态的具体描述。然后,在知识库支持下制定规划,在目标指引下,形成动作序列,通过效应器对环境发生作用。
四、结束语
总而言之,加强基于物联网的分布式智能电源管理不仅可以提高管理效率,还可以大幅减少电网故障维修成本。为此,为了提高基于物联网的分布式智能电源管理效率,首先要制定分布式电源管理办法行业标准,保证智能电源的安全运行,其次,对智能电源进行分层管理,提高网络适应性,同时,借助移动智能技术,对内环、外环功率进行有效控制,以保证分布式智能电源的安全使用。
参考文献:
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