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基于CSPA-2000（FDCS）的分布式发电供能系统解决方案

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焦邵华，陈莉，王姗姗，李娟

1北京四方继保自动化股份有限公司，技术研究中心，北京100084
2北京信息科技大学，自动化学院，北京100192
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摘要:本文研究了分布式发电供能的控制系统需求及关键技术，介绍了CSPA-2000（FDCS）分布式自动化系统平台架构，
包括以分布式电源和负荷为对象的分布式控制结构，多DPU的协调控制，对多个分布式发电供能系统的远程中央监控，
并结合该系统在佛山供电局分布式发电供能的实践应用介绍了综合考虑冷热电联供及多种分布式电源联合控制的系统解
决方案。

关键词：分布式发电微电网冷热电联供
Keyword:REN&DER,Micro-grid,CCHP

监控的集成；配置能量优化控制器基于预测控制实现整体
1.引言
协调控制和能量优化。论文以采用该系统实现的国家863
能源、环境及可持续发展正在成为当今世界经济的主项目“兆瓦级冷热电联供分布式能源微网并网关键技术研
题。一方面可再生能源、分布式发电成为新兴能源供给方究和工程示范”试点工程为例，介绍了CSPA-2000系统在
式，另一方面节能减排、能源高效利用得到广泛推广，智实现分布式发电供能的系统构架和控制功能设计，说明该
能电网建设为分布式发电供能的实践提供了平台。分布式系统解决方案的具体应用。
发电是智能配电网的重要特征，由分布式电源与配电网馈
2.分布式发电供能控制的关键需求
线和负荷构成的微电网系统（Micro-Grid）成为配电网的
关键对象，如何实现微电网系统的自动化是智能配电网自典型的分布式发电供能系统包括燃气轮机、冷机、用
动化的重要内容。户负荷、风电机组、光伏电源、储能元件、控制和保护系
对大型配电网用户而言，综合考虑用电和供能将能够统。其中负荷包括电负荷、制冷负荷和制热负荷，通常体
大大提高一次能源的利用效率。燃气轮机作为分布式电源现为以建筑群为对象的冷热电联供综合性负载。分布式发
的一种，可用于微电网系统。燃气轮机在发电的同时利用电供能有诸多优势，通过清洁能源天燃气发电，排气驱动
余热实现对区域环境的供热和制冷，即实现冷、热、电三制冷机制冷，尾气再用于供热。这种冷热电三联供的一次
联供以获得更高的能源使用效率。如何通过过程控制系统能源利用效率达到75%，远高于单独发电的30%。同时分
实现冷、热、电联供的协调控制及其优化是其中的关键技布式电源可提高供电可靠性，促进了配电网的交互式用电。
术。对于风电、光伏作为分布式电源参与的微电网系统，分布式小型风电、光伏作为可再生能源、与燃机及储能元
如何解决风电、光伏和储能的协调控制和一体化应用是提件相配合，经协调控制，改善可再生能源的间歇性品质，
高可再生能源可用性的核心问题。提高其可用性。
本文介绍了基于CSPA-2000分布式自动化系统分布式发电供能与传统的发电、配电相比，从控制对
（FDCS）实现分布式发电供能的系统解决方案。象和功能需求上具有一定特殊性：
CSPA-2000系统是适用于过程控制的大型分布式自动化系a)基于快速电力电子控制的各类分布式发电，包括
统，由HMI、DPU和各类IO及IED装置构成，通过风电变流器、光伏逆变器和燃气发电机组的发电
IEC61131-3的FBD组态实现控制策略、自动化和应用功控制；
能。该系统解决方案包括针对燃气轮机、柴油机、风电、b)各类电源、负荷的启停、顺控、协调、联锁和保
光伏、储能等对象配置冗余就地控制器或集成该设备第三护控制，实现能量优化控制；
方控制器，实现对上述设备的控制和驱动；配置多对冗余c)智能配电网下的交互式发电、用电控制；
协调控制器分别实现冷热电联供协调控制和风光储协调d)微网继电保护及紧急控制
控制；通过现场总线实现对供电、用电系统的电气保护和分布式发电供能的控制系统综合顺控、调节、保护功

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能于一体，且需要快速调节和保护，对一次设备智能化管b)遵循IEC61131-3的图形化开放式逻辑可编程开
理和集成能力要求高，是典型的交叉学科和综合性技术应发环境；
用。分布式发电供能需要一套强大的控制系统实现其先进、c)具有过程控制仿真子系统，可作为分布式发电功
负载的控制功能，其特殊需求及关键技术在于：能的运行培训和仿真研究平台；