大数据背景下多能互补微电网的能量管理系统设计

赵 川，赵 明，路学刚，叶 华

（云南电力调度控制中心，昆明 650011）

一般的电网中，会出现多个微电网，其主要是建立控制、信息等联系，将其称为多能互补微电网[1]。传统的微电网能量管理系统存在着效率低的缺陷，因此，本文主要是在大数据的基础上构建多能互补微电网的能量管理系统。

1 多能互补微电网能量管理系统硬件设计

该系统的硬件设计主要由控制层设备、就地层设备、网络层设备以及辅助设备共同组成，具体情况如下所示。

控制层设备主要由工作站与服务器等共同组成。其中，该系统主要包含两台工作站，主要分布在中心配电室以及下级配电室，工作站的主要任务是对就地操作进行监控以及信息的查询；服务器主要由应用服务器与数据服务器共同组成。

就地层设备主要由安全并网装置、智能终端、环境监测仪、测控保护装置、电池管理系统等组成。其中，安全并网装置的主要功能是对微电网进行保护、监测以及并网；智能终端主要是安装在可控开关柜上，并且每个可控开关都需要安装智能终端[2]。

网络层设备是由光电转换器、交换机和通信管理机组成。其中，该系统主要采用三台交换机，分布在配电室，对信息进行交换；通信管理机也采用三台，分布在配电室，对电池管理系统、环境监测仪、变流器等设备与系统间的通信进行转换；而光电转换器主要是安装在通信接口处，接口主要是采用光纤介质。

其他辅助设备主要指的是系统中需要的计量设备、电源设备以及对时设备等。在微电网进行并网处理时，要在并网处安装双向的计量设备。配电室要安装电源设备，来保证系统的正常运行。对时设备根据具体需要进行相应的安装。

2 多能互补微电网能量管理系统软件设计

服务器主要采用LINUX操作系统，主要的功能为数据处理、数据转发、数据接口、数据存储、设备监测、负荷能量管理、经济运行优化等。服务器软件设计主要采用的是大数据通信模式，其具有减小成本、简化过程的优势。该服务器主要是由数据储存层与大数据调度层组成。数据储存层采用的是NOSOL数据库，对硬件所采集以及检测的数据进行储存。网络通信设计：在该系统中，各个部分需要进行通信才能形成联系，共同为能量管理提供数据或者信息。网络通信主要采用无线网络的形式，这样可以方便实际操作，也可以减少系统成本[3]。该系统主要采用控制器对微电网的能量进行管理。控制器将接收硬件设备所采集以及检测的数据，对其进行统一的处理，将处理后的数据代入下述公式中

式中，J表示的是某部分的能力值；n表示的是该系统中部分的个数；k表示的是系数；a表示的是处理后的数据。

通过上述各部分能力值的计算，实现了对微电网的能量管理。

3 实验结果与分析

为了保证本文构建的多能互补微电网能量管理系统的有效性，设计仿真实验。实验过程中，以微电网为实验对象，对微电网的能量进行管理。为了保证实验的有效性，使用传统微电网能量管理系统与本文构建的多能互补微电网能量管理系统进行比较，观察实验结果。

3.1 数据准备

为了保证实验过程的准确性，对实验参数进行设置。本文实验对象是微电网，由于不同系统中的能量管理方法不同，因此，实验过程中需要保证外部环境参数的一致。本文实验数据设置结果如表1所示。

表1 实验参数设置

3.2 对比实验结果

在实验过程中，使用不同系统对微电网的能量进行管理，由于两种系统不同，无法进行直接对比，因此使用KPSL软件对实验数据进行记录，对比结果如图1所示。

如图1所示，本文构建的多能互补微电网能量管理系统的能量管理效率均在60%以上，而传统系统的管理效率最高值为60%，可以明显的看出，本文构建的多能互补微电网能量管理系统的能量管理效率比传统系统的管理效率高出25%，说明本文构建的多能互补微电网能量管理系统具备极高的有效性。

图1 对比实验结果

4 结束语

本文主要构建了微电网的能量管理系统，对其能量进行管理，但是其管理效率还有上升的空间，需要对其进行进一步的研究。