基于组态软件的直流微电网监控系统的设计

张帆

摘 要

直流微电网在电网系统中是一种新兴的电网系统。它的功能强大，优点明显。具有的特点是：变换环节少、控制容易、对分布式电源具有极强的接入优势；你传统电网在节能减排、稳定性和灵活性上功能都有所增强。随着电力电子技术的快速发展，直流电网的发展也取得了不错的成绩。而直流电网监控系统则是其中的一个非常重要的组成部分，体系化的监控对直流电网监控来说可以实现实时性。

【关键词】直流 微电网 监控

1 相关概念

微电网顾名思义，它是一个比较小型的发配电体系，直流电网以直流电力传输的方式通过微电网。它的应用可以在光伏发电、风力发电等新能源的关键技术上。

由于其有CAN的控制器装置，使得PCI-1680U具有以下两个方面的功能：差错上报功能；提供总线仲裁功能。且它在检测时可以自动发送错误数据，这就使得其传输数据时失真的可能性降低，能有效地确保系统的安全性。

2 基于组态软件的直流微电网监控系统的设计

2.1 I/O设备组态

在ForceControl中，I/O设备是不可缺失的设备，它能为监控组态软件之间提供交换数据的功能。它的组成部分包括以下几项：智能仪表、PLC、只能模块等等。这些设备一般是以串口或者以太网的方式交换数据。I/O设备的定义，能够有效地确保直流微电网数据传输的可靠。

本次设计需要的板卡是研华PCI-1680U板卡，用它来进行通信连接。导航栏为力控的工程项目，具体操作步骤如下：当出现IoManager对话框时就双击“板卡”展开内容项，此时点击“ADVANTECH（研华）”，这时就会出现关于不同版本的板卡，此时选择双击选择研华全系列板卡，就会弹出设备框如图1所示。

此时需要做的就是输入比8小的设备名称，按照提示，不断点击“下一步”就行，这时应该注意配置过程步骤的正确性如图2所示的对话框。

此时如果选择的是AI通道的设备，那么根据说明书我们可以确定其可配的输入范围。这里的可配置的输入范围是可以改变的。这儿也提供了能查看其他设备的信息通道。单击“完成”按钮后，板卡设置就算建立成功了。这是需要关闭环境配置，回到Draw环境中。

2.2 数据库组态

数据库组态就是对数据库形态的重新整合，必须对微电网的工作流程进行仔细分析，选出可检测点进行排列。

依据上表进行的一些数据库组态进行转换后能成为变量，变量可根据具体应用情况转换为各种需求变量，如：中间变量、临时变量等。其中中间变量的设定，可以直接应用在整个程序当中，也能被任意窗口调用。去过作为临时变量，就不会保存自己的数据，因为没有数据源，并且保存要全局引用的计算保存临时结果，而不能保存历史趋势。

当数据库组态完成后，此时就需要建立一个名为“Simulate”和一个“百特仪表，它能帮助他更好的实现数据处理。具体完成操作如下：

需要设置寄存器的地址为0x0000，这个地址是唯一的，它不像其他类型寄存器一样，这样做可以很好地做到避免数据地址重复。最小值和最大值的设置范围在0-40cm之间，这个时间数值应该根据具体水位信号来确定。当所有的配置完后，就点击“确认”按钮完成设。此时证明连接信息正确就需要“红色勾好”来显示信号连接正确。

其中，对于需要配置的点来说，要定期的保存数据数据和对更新后的数据进行记录，这里选择以变化率为1.00%的精度进行数据变化保存，单击确定后可以看出点LT101的PV值已经建立了历史数据连接。依此法建立其他点的历史参数。

2.3 监控系统的画面组态

当完成I/O设备连接舌数据库组态后，就需要回到开发环境Draw中来，对画面的组态进行调控。其中在监控组态软件中，有一些画面是必不可少的：艺流程图、趋势曲线、报表、报警等，对这些进行组态，可以实现画面监控的完整性。

其中在进行画面组态前，orceControl开发环境Draw中关于图形对象的一些基本概念必须熟悉。因为概念往往会使得许多细节中都会用到，合理正确的使用，能对画面监控起到很好地作用。进行工程开发画面组态流程如下：

在开发系统窗口Draw中，双击窗口项，就会立刻弹出对话框，这时需要手中建立名为“工程界面”的窗口，各种属性都是默认属性状态。其中背景颜色可以自己设定。当这些设置保存后在“工程项目”树形菜单“窗口”下拉菜单显示新建窗口名，并将图形绘画开发窗口呈现给用户，在此开始进行画面组态。

当所有需要的图元具备后，就将之前设计好的流程图“搭建组装”起来，对其中细微处润色，使监控画面更加具有工艺性。其中，在画面组态区域中能出现的对象，可以根据实际需要修改属性，以获得我们想要的效果。

其中，可以通过选择“工程项目”工具栏查，点击“窗口”将其展开后，选择窗口，展开就能显示对象和命名情况。这对于要对对象进行操作时很有用，例如对趋势曲线的操作。

3 总结

基于组态软件的直流微电网监控系统的设计，虽然目前国内对于微电网的研究已经取得了一些阶段性的进展，但是我国的研究能力在与欧美日等拥有庞大研究团队的地区相比较之下，就相形见绌了。因此，微电网监控技术的发展与先进的电力电子技术、计算机控制技术及通信技术紧密相关。为了满足微电网研究的各种要求，更先进、更优越的电力电子技术的研究亟待出现，电力电子设备也需不断地更新面世。

参考文献

[1]王宏，王子成，崔光照.组态软件的直流微电网监控系统的设计研究[J].制造业自动化，2013，35（01）：109-112.

[2]吴会敏，王晓霞.组态软件的直流微电网监控系统设计分析[J].自动化与仪器仪表，2015（03）：14-16.