黄民改，王华鲜
河南省工业学校机电系，河南郑州 450011
微电网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统，相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并同时满足用户对电能质量和供电安全等方面的要求。为了微电网能安全可靠的运行必须对其电能质量进行有效的监控。本文探讨了PLC在微电网电流保护中的应用。
1 微电网基本结构
微电网的基本结构：包含了一组放射形馈线，馈线上分布着各式的负荷和分布式电源，在起始端有一个公共耦合点。
其中一些馈线带有敏感负荷，为保证供电的可靠性，带有各自的分布式电源。其余没有重要负荷的则没有设置本地电源。分布式电源是微电网中的电源，具有重要组成部分。
2 模拟量模块的设置
传感器测量的线电压和线电流的瞬时值传送给PLC的模拟量输入模块。我们设置传感器只测量两相线电压和两相线电流，第三相是根据平衡条件下三相电压和三相电流之和为零计算出来的，选用由西门子公司生产的SM331有8个输入点，量程卡选择C位置对应于4线制变送器电流输入。测量型号选择“4DMU”，测量范围选择0至20mA为单极性，量程为0至27648。其余4个没有使用的通道选择“取消激活”减少模块的扫描时间。
关于测量精度和转换时间是成反比的关系，也就是精度越高转换时间越长意味着系统响应越慢，SM331采用积分式A/D转换器，积分时间越长精度越高，快速性就越差。
3 计算有功和无功功率
传感设备测量的值传送给SM331模拟量输入模块，模块的输出值经过计算才能对应实际的物理量，需要找出被测物理量与A/D转换后的数字之间的比例关系，转换关系如图1所示。
图 1 模拟量与转换值的关系
其中传感器的量程是-380至+380（V），它的输出信号时4至20mA的电流信号。SM331将0至20mA的电流信号转换为数字0至27648，设转换后的数字为N。
V就是实际的负荷电压值,逆变电流的转换公式和电压一样。通过数学运算公式可等效为：
其中一项的电压计算程序实现如下所示：
转换后实际的线电压值vab存放在地址VD116中，vbc存放在VD216中，vca存放在VD316中。逆变电流值ia、ib和ic分别存放在地址VD416、VD516和VD616中。现在的电压和电流就可以进行有功和无功功率的计算了。
在PLC中有功功率计算实现的程序如下：
总的有功功率存放在VD228中。
无功功率计算实现的程序在此略。计算后的无功功率存放在VD536中。
4 显示实时测量值
测量以及计算值可以在PLC中实现，但是PLC并不具备显示的功能，要想直观的看到实时值需要使用人机界面来实现。我们选用了RSView32进行人机界面的组态。在RSView32开发界面中需要创建一个趋势，它以视图方式表示实时或历史记录的标记数值。标记是本机内存或设备里一个变量的逻辑名，其中从可编程逻辑控制器等外部资源中接受数据的标记称为设备标记，我们需要8个标记分别是三相的线电压和线电流，以及有功功率和无功功率。这些标记已经在PLC中定义，可直接从PLC的地址中引入到RSView32标记数据库，标记类型也是在PLC中以及定义过的。
点击“标记浏览器”中的“其他数据库”会出现一个操作画面，通过这个画面的一些选项我们从外部资源选择了8个设备标记，在趋势画面运行时就可以通过图形观测线电压、线电流以及有功和无功功率了。但是，PLC传送过来的是数字量离散值，需要设置扫描类型也就是采样周期，每隔一个采样周期采集一次数值，或者可以和PLC的采样周期同步。这要根据具体的要求来定，我们选择的是C类型。
5 结论
微电网的特性非常适合于我国的国情，在国家政策、资源储备以及供电可靠性上，作为大电网的有效补充，显现了很多有点，正在引起广泛的关注。而PLC有着很强的通用性，编程简单、使用寿命长等优点，以及方便的于人机界面通信，可通过人机界面显示测量数据。但PLC的CPU扫描周期相对较长，很难实现对微电网中电力电子装置的实时控制，这是以后需要改进的方面。
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