技术要求：

电网内三相电压和电流信息的精确高速测量

自动发电机控制的高级算法，包括多个逆变器/电池子系统之间的高速、同步响应

从500 kW到几兆瓦的可扩展性

遍布全球的远程数据访问，用于系统诊断和管理

除了满足这些技术要求之外，我们作为一个创新的小型私营公司还曾不得不在短时期内凭借几个工程师之力开发和部署了我们的控制系统。

为了实现这些目标，我们设计了一个含有集中测量单元的分布式能源存储系统，测量单元包含一个主控制器和多个配备远程控制器节点的分布式逆变器/电池组。 主控制器端是通过NI PXI控制器和多个R系列现场可编程门阵列(FPGA)以及扩展C系列模块实现的。PXI系统测量电网电能，运行算法以确定电池组输入输出的能量流，并向分布式节点发送命令。它还将操作数据传输至主机托管的服务器，服务器将收到的数据记录在SQL数据库中，可以通过Web服务器进行本地和远程的数据访问。PXI系统发送控制命令，并与分布式逆变器/电池组交换实时数据。

通过增加更多的逆变器/电池系统，我们可以将装置规模从500 kW扩大至几兆瓦。控制系统反映了这种可扩性并且每个逆变器都有一个嵌入式NI Single-Board RIO控制器。 NI Single-Board RIO控制器可通过以太网和自定义光纤连接与PXI系统进行通信。以太网用户数据报协议(UDP)用于大容量数据命令，而自定义光纤连接用于PXI机箱中FPGA R系列模块和NI Single-Board RIO控制器上FPGA之间严格时序的直接通信。FPGA接口开放性的特点，帮助我们创建了这个自定义且高性能实时通信链接，从而实现了分布式实时闭环控制。

每个NI Single-Board RIO与一个完整的四象限变频器相连，同步传输有功功率(瓦)和无功功率(伏安反应，或者‘VARs’)，从而使DPR同时提供多种服务。当电网中断时，这些电力电子技术仍旧可以保持活跃，使低电压和零电压得以通过。变频器可在不到15微秒的时间内寄存命令，并在不到1毫秒的时间内响应该命令。DPR可以在不到一秒钟的时间内从完全额定充电(+ MVA)状态调整至完全额定放电(-MVA)状态来响应控制信号。 NI Single-Board RIO还与一个电池健康系统进行集成，该系统用于监控每个电池的充电状态，运行分布式保护算法来管理电池。

凭借NI硬件和LabVIEW系统设计软件，对于FPGA和实时目标到用于用户界面和诊断的PC，我们只需使用一个集成开发环境。NI图形化系统设计方法帮助我们专注于我们的应用程序，而不是纠缠于底层的语法和实现细节。凭借高生产率的工具、快速原型设计和重复开发的能力，我们的软件投资只需要两人年工作量就部署完成了复杂、可靠的系统，而如果使用ANSI C完成这些，我们估计需要一个团队10年或更多的时间。我们凭借LabVIEW和NI嵌入式硬件建立了一个强大的系统，以满足当今绿色能源的迫切需要。

图2：XP能量存储系统帮助整合可再生能源，其中包括夏威夷风电场的能量

（御风） "));