用NI LabVIEW和DAQ創建微網能量管理系統

                                        圖4.使用LabVIEW 2009開發的負載預測主用戶圖形界面


　　機組組合

　　機組組合(UC)軟件模塊是MEMS的主要組成之一。這個軟件模塊基于預測需求，能夠協助微網找到最優功率生成計劃，在微網獨立的情況下，將總操作成本降至最小，或是在微網連接到主電網時，將總受益最大化。在優化過程完成后，包含開關狀態的結果和發電源的分配kW數將會送到MEMS的最優功率流(OPF)模塊進行處理。UC是功率系統管理中最為復雜的優化問題。通過使用LabVIEW的MATLAB腳本函數，軟件能夠在幾秒內確定包含多個約束和數百個變量的優化解決方案。UC的主要用戶界面如圖5所示。

                                               圖5.使用LabVIEW 2009開發的機組組合用戶圖形界面

　　軟件模塊包含以下特性：

　　通過使用LabVIEW的MATLAB腳本函數，可以在幾秒內解決復雜的UC問題。

　　使用LabVIEW建立的圖形界面，用戶能夠方便地點擊鼠標用默認設置或定制設置運行UC優化。

　　通過運行LabVIEW的實時抓取函數，軟件可以在用戶定制的自動開始時間自動執行。

　　在優化完成后，結果將自動保存到服務器系統中用戶指定的路徑，并且同時發送到MEMS的OPF中。

　　狀態估計

　　狀態估計是MEMS實時函數，它使用SCADA采集的測量、斷路器狀態和電壓調節器位置驗證并估計功率系統的總線電壓。估計的總線電壓幅值和電壓相位角被認為是系統的可靠狀態，作為OPF的一個輸入，其處理后的總線負載數值作為負載預測的輸入。

圖6.使用LabVIEW 2009開發的狀態估計函數主要用戶圖形界面

　　狀態估計器包含三個子函數，它們是用Matlab編程語言在LabVIEW平臺上編寫的。.

　　拓撲處理器：通過將節點網絡轉換為總線網絡確定網絡配置。

　　狀態估計：計算總線電壓幅值和相位

　　錯誤數據檢測與判斷：在狀態估計器使用原始測量值前，檢驗其是否良好

　　在編寫狀態估計器時，確保它能夠運行在任何功率網絡是一個挑戰。因此使用腳本模塊是描述復雜算法時提高靈活性的一個方法。每個子函數都使用LabVIEW中的腳本模塊實現。輸入和輸出(一維和二維)創建用于將數據從腳本模塊傳送到其他或前面板用于顯示結果。還使用反饋節點作為錯誤數據檢測與判斷的過濾器。

　　處理是基于矩陣計算的，LabVIEW提供了編程工具更方便地編寫功率系統應用程序，因此它能夠為程序員節省時間。

　　狀態估計函數，與其它MEMS函數一起，已在NTU清潔能源研究實驗室的微型網格硬件裝置上做了成功演示。狀態估計器的主要用戶圖形界面如圖6所示。

　　最優功率流

　　最優功率流(OPF)是MEMS的在線函數之一。OPF的目標是找出給定功率系統網絡的最優設置，將例如總發電成本或系統損失等系統目標函數進行優化，同時滿足其功率流方程和例如總線電壓約束、分支流限制和發電源容量限制等設備操作限制。OPF的輸入包含SE定義的網絡配置和負載信息，作為輸出結果，OPF將給出以下推薦數值

　　源有功/無功功率輸出

　　負載下的調壓變壓器比例

　　這些參數將送到CB控制器、逆變控制器、發電控制器和負載調壓控制器，從而確保系統運行在更為經濟有效的模式。

　　二次編程用于解決OPF問題。這個算法在MATLAB中編寫，然后通過MATLAB腳本函數集成到LabVIEW中。基于LabVIEW平臺，OPF連接到SE和SCADA控制某個微網組件。通過使用LabVIEW工具箱，LaCER微網的主要OPF圖形界面如圖7所示。LabVIEW工具箱，LaCER微網的主要OPF圖形界面如圖7所示。

圖7.使用LabVIEW 2009開發的最優功率流函數主用戶界面