NI為微網分布式監控系統提供行業領先解決方案

　　圖1.MEMS數據接口方塊圖

　　"在處理矩陣計算時，LabVIEW提供了編程工具更方便地編寫功率系統應用程序，從而節省編程時間。"

　　-Gooi Hoay Beng,南洋工科大學

　　挑戰:

　　隨著化石燃料的耗盡和全球能源需求的不斷增加,我們需要探索可持續的能源，并有效進行管理。新加坡沒有自然資源，因此需要在技術上加大投入以提高供給系統效率從而滿足其能源需求。

　　解決方案:

　　我們使用NILabVIEW和NI數據采集設備開發低成本微網功率管理系統(MEMS)。ICT、智能儀表和高級優化應用程序被用于MEMS中，管理我們的LV分布式系統，作為整合可再生能源的平臺。

　　參閱完整案例分析

　　作者:

　　Cheah Peng Huat-南洋工科大學

　　Siow Lip Kian-南洋工科大學

　　Liang Hong Zhu-南洋工科大學

　　Vo Quoc Nguyen-南洋工科大學

　　Nguyen Dinh Duc-南洋工科大學

　　Gooi Hoay Beng-南洋工科大學

　　新加坡南洋理工大學(NTU)電子工程學院(EEE)的清潔能源研究實驗室的學生(LaCER)開發出了一套微網系統原型。它包含例如太陽能PV、風力渦輪、燃料電池和電池庫等能源。整個微網用基于網頁的MEMS服務器系統控制。MEMS負責控制并監視能源管理的不同方面。

　　我們開發了軟件程序管理采集到的傳感信息，完成負載控制器和發電分配。圖1顯示了數據庫和不同軟件模塊之間的界面示意圖。例如高級傳感和通信系統、負載預測(LF)、機組組合(UC)、狀態估計(SE)和最優功率流(OPF)等模塊都是使用LabVIEW開發的。

　　高級傳感和通信系統

　　在微網中，傳感和控制設備的集成和交互是一個挑戰，因為它涉及不同通信協議，例如RS-232串行通信、RS422-/485modbus通信等。為了解決這個問題，我們建議將所有信息轉換為一個標準協議，即以太網通信協議或通常稱為TCP/IP協議。這個轉換可以通過使用通信協議轉換器方便而經濟地完成。

　　在MEMS服務器和功率傳感器以及其他例如斷路器、可編程交流電源和PLC等其他控制設備之間傳感和通信是我們的主要設計任務。在整個微網網絡中安裝了32個支持Modbus協議的功率傳感器單元，用于例如電壓、電流、有功功率、無功功率和斷路器狀態的能量監視測量。為了在MEMS服務器和所有功率傳感器之間部署經濟的的解決方案，這些傳感器被分成四組，每組包含八個傳感器單元。每組最終連接到RS-485到TCP/IP轉換器，將Modbus協議轉換為運行在以太網LAN網絡商的ModbusTCP協議。為每個傳感器配置一個唯一的IP地址，每組功率傳感器都配置一個相應的ID。

　　通過輸入功率傳感器的IP地址、傳感器ID和寄存器地址，我們使用LabVIEWDSC模塊提取功率測量值。用戶無需定義確切的modbus消息提取信息，因此為用戶節省了寶貴的時間。所有功率測量值都被發送到LabVIEW的全局變量中，如圖2在主要圖形界面中顯示，用于監視。除此以外，還可以通過全局變量在其他應用程序中使用。相同的方法還用于PLC控制微網中的斷路器。

　　使用可編程交流源主要用于測試獨立微網。為了與功率源通信，我們使用LabVIEW中的TCP協議函數模塊。用戶只需要輸入功率源的IP地址，無需任何繁瑣的程序代碼就可以對功率源進行監視和控制。

　　圖1.MEMS數據接口方塊圖

　　"在處理矩陣計算時，LabVIEW提供了編程工具更方便地編寫功率系統應用程序，從而節省編程時間。"

　　-Gooi Hoay Beng,南洋工科大學

　　挑戰:

　　隨著化石燃料的耗盡和全球能源需求的不斷增加,我們需要探索可持續的能源，并有效進行管理。新加坡沒有自然資源，因此需要在技術上加大投入以提高供給系統效率從而滿足其能源需求。

　　解決方案:

　　我們使用NILabVIEW和NI數據采集設備開發低成本微網功率管理系統(MEMS)。ICT、智能儀表和高級優化應用程序被用于MEMS中，管理我們的LV分布式系統，作為整合可再生能源的平臺。

　　參閱完整案例分析

　　作者:

　　Cheah Peng Huat-南洋工科大學

　　Siow Lip Kian-南洋工科大學

　　Liang Hong Zhu-南洋工科大學

　　Vo Quoc Nguyen-南洋工科大學

　　Nguyen Dinh Duc-南洋工科大學

　　Gooi Hoay Beng-南洋工科大學

　　新加坡南洋理工大學(NTU)電子工程學院(EEE)的清潔能源研究實驗室的學生(LaCER)開發出了一套微網系統原型。它包含例如太陽能PV、風力渦輪、燃料電池和電池庫等能源。整個微網用基于網頁的MEMS服務器系統控制。MEMS負責控制并監視能源管理的不同方面。

　　我們開發了軟件程序管理采集到的傳感信息，完成負載控制器和發電分配。圖1顯示了數據庫和不同軟件模塊之間的界面示意圖。例如高級傳感和通信系統、負載預測(LF)、機組組合(UC)、狀態估計(SE)和最優功率流(OPF)等模塊都是使用LabVIEW開發的。

　　高級傳感和通信系統

　　在微網中，傳感和控制設備的集成和交互是一個挑戰，因為它涉及不同通信協議，例如RS-232串行通信、RS422-/485modbus通信等。為了解決這個問題，我們建議將所有信息轉換為一個標準協議，即以太網通信協議或通常稱為TCP/IP協議。這個轉換可以通過使用通信協議轉換器方便而經濟地完成。

　　在MEMS服務器和功率傳感器以及其他例如斷路器、可編程交流電源和PLC等其他控制設備之間傳感和通信是我們的主要設計任務。在整個微網網絡中安裝了32個支持Modbus協議的功率傳感器單元，用于例如電壓、電流、有功功率、無功功率和斷路器狀態的能量監視測量。為了在MEMS服務器和所有功率傳感器之間部署經濟的的解決方案，這些傳感器被分成四組，每組包含八個傳感器單元。每組最終連接到RS-485到TCP/IP轉換器，將Modbus協議轉換為運行在以太網LAN網絡商的ModbusTCP協議。為每個傳感器配置一個唯一的IP地址，每組功率傳感器都配置一個相應的ID。

　　通過輸入功率傳感器的IP地址、傳感器ID和寄存器地址，我們使用LabVIEWDSC模塊提取功率測量值。用戶無需定義確切的modbus消息提取信息，因此為用戶節省了寶貴的時間。所有功率測量值都被發送到LabVIEW的全局變量中，如圖2在主要圖形界面中顯示，用于監視。除此以外，還可以通過全局變量在其他應用程序中使用。相同的方法還用于PLC控制微網中的斷路器。

　　使用可編程交流源主要用于測試獨立微網。為了與功率源通信，我們使用LabVIEW中的TCP協議函數模塊。用戶只需要輸入功率源的IP地址，無需任何繁瑣的程序代碼就可以對功率源進行監視和控制。