本文關(guān)鍵詞：虛擬抽水蓄能電站運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在全球能源環(huán)境日趨緊張的背景下,可再生能源電力的發(fā)展已成為大勢所趨。但是,可再生能源自身的隨機(jī)性、間歇性與電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品要求形成了尖銳的矛盾,而清潔、高效的大規(guī)模儲能技術(shù)的引入無疑是重要的調(diào)和手段。虛擬抽水蓄能的概念在此背景下被提出,旨在研發(fā)一種可實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)電力自供自用與電力系統(tǒng)供需平衡調(diào)度調(diào)節(jié)相配合的清潔儲能技術(shù),實(shí)現(xiàn)儲能效率的提高。本文所做的主要工作是以虛擬抽水蓄能概念為基礎(chǔ),搭建虛擬抽水蓄能電站及其控制平臺。首先,通過對比等溫壓縮與絕熱壓縮兩種氣體壓縮過程的效率、最大儲能值以及溫升效應(yīng),確定了電站氣體壓縮方式為等溫壓縮,并提出了基于等溫運(yùn)行方式的運(yùn)行策略及運(yùn)行控制方法。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合電站功能與需求分析,提出了運(yùn)行控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)了包括總控單元、變頻器直線電機(jī)單元、水輪發(fā)電機(jī)單元、液壓活塞缸控制單元以及配套傳感器、空壓機(jī)、馬達(dá)、閥門等結(jié)構(gòu)在內(nèi)的PLC控制系統(tǒng)。最后,結(jié)合PLC自動控制程序的功能以及所采集的傳感測量信息,設(shè)計(jì)了基于Vijeo Designer軟件平臺的電站觸摸屏(HMI)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng),借助現(xiàn)場總線與Modbus協(xié)議完成了HMI與PLC控制器的通訊,實(shí)現(xiàn)了電站實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上位機(jī)與設(shè)備級的綜合自動化。最終的運(yùn)行結(jié)果表明,虛擬抽水蓄能方案可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。
【關(guān)鍵詞】：電力儲能 虛擬抽水蓄能 壓縮空氣儲能 PLC控制 運(yùn)行監(jiān)控
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV736;TV743
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 大容量儲能技術(shù)發(fā)展概述10-13
• 1.2.1 抽水蓄能技術(shù)綜述11
• 1.2.2 壓縮空氣儲能技術(shù)綜述11-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 虛擬抽水蓄能電站運(yùn)行原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15-29
• 2.1 引言15
• 2.2 虛擬抽水蓄能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15-20
• 2.2.1 虛擬抽水蓄能系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)15-17
• 2.2.2 氣水能量交換單元實(shí)現(xiàn)方案17-19
• 2.2.3 虛擬抽水蓄能電站系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)19-20
• 2.3 虛擬抽水蓄能系統(tǒng)運(yùn)行原理20-28
• 2.3.1 氣體壓縮過程分析20-24
• 2.3.2 水活塞裝置實(shí)現(xiàn)等溫壓縮的方案24-26
• 2.3.3 虛擬抽水蓄能系統(tǒng)運(yùn)行策略26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 基于PLC的虛擬抽水蓄能電站運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-48
• 3.1 引言29
• 3.2 可編程邏輯控制器(PLC)與開發(fā)軟件簡述29-32
• 3.2.1 可編程邏輯控制器PLC選型與性能分析29-31
• 3.2.2 Somachine軟件31-32
• 3.3 虛擬抽水蓄能電站控制系統(tǒng)需求分析與方案設(shè)計(jì)32-35
• 3.3.1 虛擬抽水蓄能電站控制系統(tǒng)功能需求32-33
• 3.3.2 控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33-34
• 3.3.3 PLC I/O端子分配與擴(kuò)展模塊選型34-35
• 3.4 電站功能模塊的PLC控制方案實(shí)現(xiàn)35-47
• 3.4.1 PLC對變頻器的通訊與控制35-37
• 3.4.2 水輪發(fā)電機(jī)的PLC控制方案實(shí)現(xiàn)37-41
• 3.4.3 氣水能量交換單元PLC控制方案實(shí)現(xiàn)41-45
• 3.4.4 電站其它部分的PLC控制方案實(shí)現(xiàn)45-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 基于HMI的虛擬抽水蓄能電站監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)48-56
• 4.1 引言48
• 4.2 觸摸屏(HMI)與開發(fā)軟件Vijeo Designer簡介48-50
• 4.2.1 觸摸屏(HMI)選型與性能分析48-49
• 4.2.2 Vijeo Designer軟件49-50
• 4.3 HMI與PLC的通訊與數(shù)據(jù)共享50-52
• 4.3.1 HMI與PLC的Modbus協(xié)議通訊50-52
• 4.3.2 SoMachine與VJD的變量共享52
• 4.4 虛擬抽水蓄能電站圖形化監(jiān)控程序開發(fā)52-55
• 4.4.1 電站主控界面52-53
• 4.4.2 電站運(yùn)行狀況動態(tài)顯示界面53-54
• 4.4.3 電站故障報(bào)警界面54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 虛擬抽水蓄能電站綜合調(diào)試與模擬驗(yàn)證56-61
• 5.1 引言56
• 5.2 PLC程序下載與調(diào)試56-58
• 5.2.1 配置任務(wù)56-57
• 5.2.2 下載程序及例外處理57-58
• 5.3 模擬運(yùn)行流量驗(yàn)證58-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 第6章 結(jié)論與展望61-62
• 6.1 結(jié)論61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 附錄 PLC控制程序選錄66-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果73-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：虛擬抽水蓄能電站運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：304861