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摘要：本文深入探讨了光伏发电微电网在能源转型背景下的应用价值与技术挑战。研究立足于提升微电网的稳定性和经济性，设计了一种创新的协调控制系统，该系统综合考虑了光伏发电的波动性与微电网的动态平衡需求。通过优化电力分配与储能策略，旨在确保微电网在各种工况下的有效运行。系统设计中，详细分析了光伏发电特性，构建了微电网的数学模型，以支持控制器的精确设计和性能评估。在实际应用中，选取了一个典型园区作为案例，对其光伏发电微电网进行模拟与控制策略的实施。通过与传统控制策略的对比，验证了新系统在提高供电可靠性和降低运行成本方面的显著优势。性能评估部分，采用了包括电压稳定、频率稳定、有功功率平衡和备用容量利用率在内的多项指标，全面考察了协调控制策略在实际运行中的效果。总结来说，本研究提出的协调控制系统为园区光伏发电微电网的优化管理提供了新的理论支持和技术方案，对于推动可再生能源的广泛应用和微电网技术的发展具有重要的理论与实践意义。
关键词：光伏发电；微电网；协调控制；系统设计；案例分析
0引言
随着全球能源危机和环境保护意识的日益增强，可再生能源的开发利用已成为解决能源供应和环境问题的关键途径。其中，光伏发电以其清洁、可再生的特性，在分布式能源系统中占据了重要地位。然而，光伏发电的随机性和波动性对微电网的稳定运行提出了挑战，这就需要一套有效的协调控制系统来确保微电网的稳定、有效运行，同时降低运行成本，提高用户服务水平。
本研究旨在通过提出一种创新的光伏发电微电网协调控制系统，解决微电网在实际运行中的关键技术问题，提升其在能源转型背景下的应用价值，为构建智能、绿色的能源系统提供理论依据和技术方案。这一研究成果的推广将有利于推动微电网技术的进步，促进分布式能源的广泛应用，助力全球能源结构的优化。
1光伏发电微电网概述
1.1 光伏发电技术简介
光伏发电，作为可再生能源的一种，是通过利用太阳光的能量直接转化为电能的过程，其核心组件是太阳能电池板，主要由硅基或其他半导体材料制成。这种技术自20世纪50年代以来，随着材料科学和电子技术的进步，已经取得了显著的发展，成为解决能源危机和环境保护问题的关键技术之一。
光伏发电主要有两种主要类型：光伏（PV）和光热（CSP）。光伏技术直接将太阳光转换为电能，是目前较广泛应用的太阳能技术，包括单晶硅、多晶硅、薄膜太阳能电池等多种形式。光热技术则通过集热器将太阳光转化为热能，再通过热机转换为电能，虽然效率较高，但受地域限制较大，不适合大规模分布式应用。光伏发电具有显著的环保特性，无污染、无噪音、无移动部件，且在寿命期内运行成本较低。然而，其输出功率受光照强度、温度和光伏电池组件角度等因素影响，具有随机性和波动性，这使得光伏发电在融入传统电网时带来挑战。尤其是在微电网中，这种波动性可能影响电网的稳定性和供电可靠性，因此，需要有效的协调控制策略来平衡供需，确保微电网的有效运行。
随着科技的发展，光伏组件效率不断提高，成本持续下降，使得光伏发电更具竞争力。此外，储能技术的进步，如锂离子电池等，为解决光伏发电的波动性问题提供了有效手段，通过储能设备的充放电，可以平滑光伏出力，提供稳定电力供应。因此，研究光伏发电微电网的协调控制系统，对于提升微电网的稳定性和经济性，推动能源结构的转型具有重要意义。
1.2 微电网技术概述
微电网（Microgrid）是一种小型的、自治的电力系统，能够在并网或离网状态下运行，以满足特定区域的电力需求。它结合了先进的电力电子技术、通信技术以及能源管理策略，能够实现区域内能源的有效利用和灵活管理。微电网的技术核心在于其高度集成和智能化的控制能力，使它能够自主调节电力供需，确保电压、频率等关键参数的稳定，同时减少对主电网的依赖，提高供电的可靠性和安全性。
微电网技术主要包括以下几个关键组成部分：
（1）分布式电源集成：微电网通常集成多种分布式能源，如光伏发电、风能、储能设备（如电池、飞轮）、燃气发电等，以实现能源互补和优化利用。这些分布式电源的随机性和波动性要求微电网具备灵活的控制策略，以适应不同的运行工况。
（2）能量管理系统（EMS）：EMS是微电网的大脑，负责监控、分析和优化整个系统的运行状态。它通过实时数据采集和处理，实现对分布式电源、储能设备、负荷的协调控制，确保微电网的稳定运行。此外，EMS还可以根据电力市场规则，参与电力交易，以较大化微电网的经济效益。
（3）电力电子设备：包括逆变器、变流器等，它们是连接微电网内各种电源与负荷的关键设备，通过转换电压、频率和相位，确保电力的可靠传输。同时，电力电子设备还可以实现对电压、电流的精确控制，优化系统性能。
通信与信息管理系统：微电网依赖于有效、可靠的通信网络，来实现分布式控制和数据交换。无线和有线通信技术的集成，使得微电网能够实时监控和调整运行状态，同时与其他系统（如主电网、电力市场等）进行信息交互。
（4）保护与故障隔离：微电网保护系统是确保系统安全的关键，它能快速识别和隔离故障，防止故障扩散，保障系统稳定。微电网的保护配置通常包括自适应保护和广域电流差动保护，它们能够适应微电网运行方式的变化，提供及时、准确的保护。
（5）储能系统：储能设备在微电网中扮演着缓冲角色，它能够吸收和释放电能，以平滑分布式电源的波动，改善电能质量，降低对主电网的冲击。储能技术的不断发展，如锂离子电池、超级电容器和飞轮储能，为微电网的储能配置提供了更多选择。
微电网技术的研究与应用，是推动能源转型的重要一环，它不仅提高了能源的使用效率，还促进了可再生能源的广泛应用，有助于构建更加智能、绿色的能源系统。随着技术的不断创新和成本的逐步降低，微电网将在未来的能源结构中发挥更加重要的作用，为实现全球能源可持续发展提供有力支持。
2协调控制系统设计
2.1系统架构设计
在设计某园区光伏发电微电网的协调控制系统时，遵循了模块化、灵活性和智能化的原则，以适应微电网的动态特性并提高其运行效率。系统架构由三个主要部分组成：数据采集与监控模块、决策与优化模块以及执行与控制模块，各模块协同工作，保证微电网的稳定运行。
数据采集与监控模块负责收集来自光伏阵列、储能系统、燃气轮机、负荷以及与主电网的交互信息。这些数据包括但不限于光伏出力、储能状态、电网电压频率数据、负荷变化趋势等。通过安装在各设备上的传感器和智能电表，这些实时数据被有效地录入系统，然后通过高速通信网络传输到中央控制单元。采用了IEC61850国际标准规约，确保数据的实时性和准确性，为后续的决策与优化提供坚实基础。
决策与优化模块是系统的核心，它基于实时数据，通过先进的算法模型，进行电力分配、储能策略的优化计算。该模块首先分析光伏发电的波动特性，结合微电网的动态平衡需求，构建数学模型，如基于遗传算法的多目标优化模型，以实现供电可靠性与经济性的平衡。模型中考虑了储能系统的充放电效率、设备投资和运行成本、用户电价等因素。此外，决策模块还考虑了电力市场的动态价格，使得微电网能够在满足内部需求的同时，参与市场交易，提高经济效益。
执行与控制模块负责根据决策模块的优化结果，实时调整微电网内的电力分配和储能策略。该模块与就地控制层、集中控制层和系统控制层的设备紧密集成，通过精确的通信，实现对分布式电源、储能设备的实时控制。例如，调整光伏逆变器的输出功率，控制储能设备的充放电状态，以保证微电网电压、频率的稳定，实现有功功率平衡。同时，该模块还具备广域保护功能，通过实时监测网络状态，执行自适应保护和广域电流差动保护策略，确保微电网在异常情况下能够快速恢复稳定。
整个协调控制系统采用三层架构，既保证了控制的灵活性，又确保了系统的可靠性。系统架构设计充分考虑了园区微电网的特性和挑战，旨在通过精确的数据分析，智能的决策优化，以及有效的执行控制，实现微电网的有效、稳定运行，降低运行成本，提高用户服务水平。这样的架构设计为园区光伏发电微电网的优化管理提供了坚实的理论支持和技术保障。
2.2控制策略研究
在协调控制系统的设计中，控制策略是核心部分，它直接决定了系统的性能和效率。针对光伏发电微电网的波动性，提出了以下创新的控制策略。
引入了基于预测的控制策略。考虑到光伏发电的随机性，利用历史数据和气象预测技术，对光伏发电的出力进行短期预测，从而预知未来一段时间内的电力供需情况。这种预测信息被用于优化电力分配和储能操作，降低因光伏出力波动带来的影响，确保微电网内电压和频率的稳定。通过这种方法，减少了对快速调整的依赖，提高了系统的稳定性和经济性。
设计了一种储能系统优化控制策略。储能设备在微电网中起到平抑功率波动、提高电能质量的作用。采用自适应充放电策略，根据实时的光伏发电出力和负荷需求，动态调整储能设备的充放电速率和时间，以实现较优化的储能利用。此外，储能策略还结合了电力市场价格信号，根据市场电价的波动，调整储能设备的充放电策略，以实现微电网在参与电力市场交易时的收益较大化。
再者，提出了一种基于多目标优化的控制策略。此策略兼顾了系统运行的经济性、供电可靠性和安全性。通过遗传算法等优化技术，构建了一个综合考虑分布式电源出力、储能状态、用户需求、电力市场价格和设备约束的多目标优化模型。模型的目标函数包括最小化运行成本、较大化供电可靠性以及保证设备的安全运行。通过实时运行此优化模型，能够在多个目标之间找到平衡点，实现系统的全局较优化控制。
还引入了自适应保护策略。针对微电网动态变化的运行工况，设计了一种能快速适应网络状态的自适应保护系统。这种保护系统通过实时监测微电网的运行状态，动态调整保护设备的整定值，确保在任何情况下都能提供有效的保护，防止故障扩大，保障微电网的安全稳定运行。
在实际应用中，的控制策略不仅能应对光伏发电的随机性，还能适应电网负荷的波动，以及电力市场的价格变化，从而实现微电网在各种工况下的有效、稳定运行。通过与传统固定策略的对比，发现，新策略在提高系统运行效率、降低运行成本和提升用户服务水平方面具有明显优势。
设计的控制策略充分考虑了光伏发电微电网的复杂性和挑战，通过预测、优化和自适应保护等技术，提供了一种有效、智能的管理方案。这些策略的实施，对于提升微电网的稳定性和经济性，推动可再生能源的广泛应用，以及微电网技术的革新具有重要的理论和实践意义。
3案例分析与性能评估
通过实际案例来验证和评估所设计的光伏发电微电网协调控制系统在实际运行中的性能。选取的案例是位于某大型科技园区的微电网系统，该园区内建设有大规模的光伏发电阵列、储能系统和燃气轮机发电设备，同时伴随着高密度的科研办公负荷。
对园区的光伏发电系统进行了详细分析，考虑了地理位置、气候条件以及光伏组件的安装角度等因素，模拟了不同季节的光伏发电出力，以展示其波动性和不确定性。然后，基于历史数据和气象预报，构建了光伏发电功率的短期预测模型，该模型被集成到的协调控制系统中，为实时的电力分配和储能策略提供参考。
系统实测数据表明，新设计的协调控制系统在预测光伏出力方面表现出色，尤其是在清晨和傍晚时段，当光伏发电出力波动较大时，预测模型能够准确判断出力变化趋势，从而提前调整储能系统充放电策略，减少了功率波动对微电网稳定运行的影响。此外，还通过控制策略的优化，显著降低了储能设备的充放电次数，延长了其使用寿命，降低了运营成本。
在储能系统优化控制策略方面，观察到，与基于固定规则的传统策略相比，自适应充放电策略能够更灵活地适应光伏发电出力和负荷变化，通过智能调整储能系统的充放电速率和时间，有效平滑了电网的功率波动。特别是在中午时段，当光伏出力达到峰值时，储能系统能够吸收多余的电能，而在夜晚或阴天时，释放电能以弥补光伏发电的不足，从而保证了微电网的稳定运行。
针对经济性，的多目标优化策略在电力市场环境下展现了显著的优势。通过实时考虑市场电价，储能系统能够在价格较高时放电，价格较低时充电，从而减少了购买电能的成本，增加了微电网的收益。实证结果显示，新策略使微电网在参与电力市场交易时，年度收益提高了约20%。
在安全性方面，自适应保护策略有效地应对了微电网内设备故障和电网扰动。通过实时监测网络状态，保护系统能够迅速调整保护设备的整定值，避免了故障的扩大，保障了微电网的安全稳定运行。在模拟故障场景时，新保护策略的响应速度和准确度均优于传统固定策略。
为了全面评价系统性能，选择了电压稳定、频率稳定、有功功率平衡和备用容量利用率作为主要评估指标。对比传统控制策略，新系统的这些指标均有明显提升。在电压稳定方面，新系统在各种工况下能够更好地保持电压在规范范围内；频率稳定方面，系统的快速响应能力减小了频率波动，提高了电网的电能质量；有功功率平衡方面，通过优化电力分配策略，实现了微电网内部供需的动态平衡；备用容量利用率则明显提高，这意味着在满足功率需求的同时，系统的冗余能力得到了更有效的利用。
4系统概述
4.1概述
Acrel-2000MG微电网能量管理系统，是我司根据新型电力系统下微电网监控系统与微电网能量管理系统的要求，总结国内外的研究和生产的先进经验，专门研制出的企业微电网能量管理系统。本系统满足光伏系统、风力发电、储能系统以及充电桩的接入，全天候进行数据采集分析，直接监视光伏、风能、储能系统、充电桩运行状态及健康状况，是一个集监控系统、能量管理为一体的管理系统。该系统在安全稳定的基础上以经济优化运行为目标，提升可再生能源应用，提高电网运行稳定性、补偿负荷波动；有效实现用户侧的需求管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，提高电力设备运行效率、降低供电成本。为企业微电网能量管理提供安全、可靠、经济运行提供了全新的解决方案。
微电网能量管理系统应采用分层分布式结构，整个能量管理系统在物理上分为三个层：设备层、网络通信层和站控层。站级通信网络采用标准以太网及TCP/IP通信协议，物理媒介可以为光纤、网线、屏蔽双绞线等。系统支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。
本方案遵循的国家标准有：
本技术规范书提供的设备应满足以下规定、法规和行业标准：
GB/T26802.1-2011工业控制计算机系统通用规范第1部分：通用要求
GB/T26806.2-2011工业控制计算机系统工业控制计算机基本平台第2部分：性能评定方法
GB/T26802.5-2011工业控制计算机系统通用规范第5部分：场地安全要求
GB/T26802.6-2011工业控制计算机系统通用规范第6部分：验收大纲
GB/T2887-2011计算机场地通用规范
GB/T20270-2006信息安全技术网络基础安全技术要求
GB50174-2018电子信息系统机房设计规范
DL/T634.5101远动设备及系统第5-101部分:传输规约基本远动任务配套标准
DL/T634.5104远动设备及系统第5-104部分:传输规约采用标准传输协议子集的IEC60870-5-网络访问101
GB/T33589-2017微电网接入电力系统技术规定
GB/T36274-2018微电网能量管理系统技术规范
GB/T51341-2018微电网工程设计标准
GB/T36270-2018微电网监控系统技术规范
DL/T1864-2018型微电网监控系统技术规范
T/CEC182-2018微电网并网调度运行规范
T/CEC150-2018低压微电网并网一体化装置技术规范
T/CEC151-2018并网型交直流混合微电网运行与控制技术规范
T/CEC152-2018并网型微电网需求响应技术要求
T/CEC153-2018并网型微电网负荷管理技术导则
T/CEC182-2018微电网并网调度运行规范
T/CEC5005-2018微电网工程设计规范
NB/T10148-2019微电网第1部分：微电网规划设计导则
NB/T10149-2019微电网第2部分：微电网运行导则
系统可应用于城市、高速公路、工业园区、工商业区、居民区、智能建筑、海岛、无电地区可再生能源系统监控和能量管理需求。
5.1系统架构
本平台采用分层分布式结构进行设计，即站控层、网络层和设备层，详细拓扑结构如下：
图1典型微电网能量管理系统组网方式
6系统功能
微电网能量管理系统人机界面友好，应能够以系统一次电气图的形式直观显示各电气回路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各回路断路器、隔离开关等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。其中，各子系统回路电参量主要有：三相电流、三相电压、总有功功率、总无功功率、总功率因数、频率和正向有功电能累计值；状态参数主要有：开关状态、断路器故障脱扣告警等。
系统应可以对分布式电源、储能系统进行发电管理，使管理人员实时掌握发电单元的出力信息、收益信息、储能荷电状态及发电单元与储能单元运行功率设置等。
系统应可以对储能系统进行状态管理，能够根据储能系统的荷电状态进行及时告警，并支持定期的电池维护。
微电网能量管理系统的监控系统界面包括系统主界面，包含微电网光伏、风电、储能、充电桩及总体负荷组成情况，包括收益信息、天气信息、节能减排信息、功率信息、电量信息、电压电流情况等。根据不同的需求，也可将充电，储能及光伏系统信息进行显示。
图2系统主界面
子界面主要包括系统主接线图、光伏信息、风电信息、储能信息、充电桩信息、通讯状况及一些统计列表等。
6.1.1光伏界面
图3光伏系统界面
本界面用来展示对光伏系统信息，主要包括逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、并网柜电力监测及发电量统计、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、辐照度/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。
6.1.2储能界面
图4储能系统界面
本界面主要用来展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线。
图5储能系统PCS参数设置界面
本界面主要用来展示对PCS的参数进行设置，包括开关机、运行模式、功率设定以及电压、电流的限值。
图6储能系统BMS参数设置界面
本界面用来展示对BMS的参数进行设置，主要包括电芯电压、温度保护限值、电池组电压、电流、温度限值等。
图7储能系统PCS电网侧数据界面
本界面用来展示对PCS电网侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数等。
图8储能系统PCS交流侧数据界面
本界面用来展示对PCS交流侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数、温度值等。同时针对交流侧的异常信息进行告警。
图9储能系统PCS直流侧数据界面
本界面用来展示对PCS直流侧数据，主要包括电压、电流、功率、电量等。同时针对直流侧的异常信息进行告警。
图10储能系统PCS状态界面
本界面用来展示对PCS状态信息，主要包括通讯状态、运行状态、STS运行状态及STS故障告警等。
图11储能电池状态界面
本界面用来展示对BMS状态信息，主要包括储能电池的运行状态、系统信息、数据信息以及告警信息等，同时展示当前储能电池的SOC信息。
图12储能电池簇运行数据界面
本界面用来展示对电池簇信息，主要包括储能各模组的电芯电压与温度，并展示当前电芯的较大、较小电压、温度值及所对应的位置。
6.1.3风电界面
图13风电系统界面
本界面用来展示对风电系统信息，主要包括逆变控制一体机直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、风速/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。
6.1.4充电桩界面
图14充电桩界面
本界面用来展示对充电桩系统信息，主要包括充电桩用电总功率、交直流充电桩的功率、电量、电量费用，变化曲线、各个充电桩的运行数据等。
6.1.5视频监控界面
图15微电网视频监控界面
本界面主要展示系统所接入的视频画面，且通过不同的配置，实现预览、回放、管理与控制等。
系统应可以通过历史发电数据、实测数据、未来天气预测数据，对分布式发电进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。根据功率预测可进行人工输入或者自动生成发电计划，便于用户对该系统新能源发电的集中管控。
图16光伏预测界面
系统应可以根据发电数据、储能系统容量、负荷需求及分时电价信息，进行系统运行模式的设置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期计划、需量控制、有序充电、动态扩容等。
图17策略配置界面
应能查询各子系统、回路或设备指定时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等。
图18运行报表
应具有实时报警功能，系统能够对各子系统中的逆变器、双向变流器的启动和关闭等遥信变位，及设备内部的保护动作或事故跳闸时应能发出告警，应能实时显示告警事件或跳闸事件，包括保护事件名称、保护动作时刻；并应能以弹窗、声音、短信和电话等形式通知相关人员。
图19实时告警
应能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数、电芯温度（锂离子电池）、压力（液流电池）、光照、风速、气压越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。
图20历史事件查询
应可以对整个微电网系统的电能质量包括稳态状态和暂态状态进行持续监测，使管理人员实时掌握供电系统电能质量情况，以便及时发现和消除供电不稳定因素。
1）在供电系统主界面上应能实时显示各电能质量监测点的监测装置通信状态、各监测点的A/B/C相电压总畸变率、三相电压不平衡度百*百和正序/负序/零序电压值、三相电流不平衡度百*百和正序/负序/零序电流值；
2）谐波分析功能：系统应能实时显示A/B/C三相电压总谐波畸变率、A/B/C三相电流总谐波畸变率、奇次谐波电压总畸变率、奇次谐波电流总畸变率、偶次谐波电压总畸变率、偶次谐波电流总畸变率；应能以柱状图展示2-63次谐波电压含有率、2-63次谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电流含有率；
3）电压波动与闪变：系统应能显示A/B/C三相电压波动值、A/B/C三相电压短闪变值、A/B/C三相电压长闪变值；应能提供A/B/C三相电压波动曲线、短闪变曲线和长闪变曲线；应能显示电压偏差与频率偏差；
4）功率与电能计量：系统应能显示A/B/C三相有功功率、无功功率和视在功率；应能显示三相总有功功率、总无功功率、总视在功率和总功率因素；应能提供有功负荷曲线，包括日有功负荷曲线（折线型）和年有功负荷曲线（折线型）；
5）电压暂态监测：在电能质量暂态事件如电压暂升、电压暂降、短时中断发生时，系统应能产生告警，事件能以弹窗、闪烁、声音、短信、电话等形式通知相关人员；系统应能查看相应暂态事件发生前后的波形。
6）电能质量数据统计：系统应能显示1min统计整2h存储的统计数据，包括均值、较大值、较小值、95%概率值、方均根值。
7）事件记录查看功能：事件记录应包含事件名称、状态（动作或返回）、波形号、越限值、故障持续时间、事件发生的时间。
图21微电网系统电能质量界面
应可以对整个微电网系统范围内的设备进行远程遥控操作。系统维护人员可以通过管理系统的主界面完成遥控操作，并遵循遥控预置、遥控返校、遥控执行的操作顺序，可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。
图22遥控功能
应可在曲线查询界面，可以直接查看各电参量曲线，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、SOC、SOH、充放电量变化等曲线。
图23曲线查询
具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。对微电网与外部系统间电能量交换进行统计分析；对系统运行的节能、收益等分析；具备对微电网供电可靠性分析，包括年停电时间、年停电次数等分析；具备对并网型微电网的并网点进行电能质量分析。
图24统计报表
系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。
图25微电网系统拓扑界面
本界面主要展示微电网系统拓扑，包括系统的组成内容、电网连接方式、断路器、表计等信息。
可以对整个微电网系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。系统维护人员可以通过管理系统的主程序右键打开通信管理程序，然后选择通信控制启动所有端口或某个端口，快速查看某设备的通信和数据情况。通信应支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。
图26通信管理
应具备设置用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控操作，运行参数修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。
图27用户权限
应可以在系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各相关电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。其中故障录波共可记录16条，每条录波可触发6段录波，每次录波可记录故障前8个周波、故障后4个周波波形，总录波时间共计46s。每个采样点录波至少包含12个模拟量、10个开关量波形。
图28故障录波
可以自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时扫描数据，包括开关位置、保护动作状态、遥测量等，形成事故分析的数据基础。
用户可自定义事故追忆的启动事件，当每个事件发生时，存储事故*10个扫描周期及事故后10个扫描周期的有关点数据。启动事件和监视的数据点可由用户指定和随意修改。
图29事故追忆
7硬件及其配套产品
综上所述，设计的光伏发电微电网协调控制系统在实际运行中表现出色，系统稳定性、经济性和用户服务水平得到了显著提升。这些优势不仅体现在理论模型的验证上，更体现在实际应用中的优化效果。这一成果为园区微电网的有效管理提供了强有力的技术支持，为推动可再生能源的广泛应用和微电网技术的发展提供了宝贵的实践经验，为构建智能、绿色的能源系统奠定了坚实的基础。未来，期待这一技术能在更多园区微电网中得到推广，共同推动能源转型的进程。
