效率、配合度且方便運(yùn)動(dòng)控制的微電網(wǎng)高效控制系統(tǒng)

背景技術(shù)

目前微電網(wǎng)的控制方式主要有對(duì)等控制和主從控制2種。對(duì)等控制方式技術(shù)對(duì)分布式電源的協(xié)調(diào)控制要求高，目前還停留在實(shí)驗(yàn)室階段;而主從控制方式對(duì)通信要求高，既要保證其可靠性還要有足夠的實(shí)時(shí)性，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及通信依賴較大，時(shí)效性有待論證。主從控制方式又分為兩層控制方式和三層控制方式，國(guó)內(nèi)外試點(diǎn)工程大多使用這2種控制方式，側(cè)重于協(xié)調(diào)微電網(wǎng)內(nèi)部分布式電源和負(fù)荷的運(yùn)行。分布式電源位置靈活與分散的特點(diǎn)極好地適應(yīng)了分散的電力需求與資源分布要求。但是大量分散的、形式多樣、性能各異的分布式電源簡(jiǎn)單并網(wǎng)運(yùn)行會(huì)對(duì)電網(wǎng)和用戶造成沖擊，給電能質(zhì)量、系統(tǒng)保護(hù)、系統(tǒng)運(yùn)行等帶來(lái)不利的影響。將分布式電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能和控制裝置構(gòu)成微電網(wǎng)，對(duì)于電網(wǎng)表現(xiàn)為一個(gè)單一可控的單元，可以對(duì)中心控制信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)，能很好地協(xié)調(diào)電網(wǎng)和分布式電源的矛盾。但是國(guó)內(nèi)還沒(méi)有出臺(tái)統(tǒng)一的微電網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)，給微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)運(yùn)行控制增加了實(shí)施困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種效率高、配合度高且方便運(yùn)動(dòng)控制的微電網(wǎng)高效控制系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明包括微電網(wǎng)運(yùn)行控制器、分布式發(fā)電遠(yuǎn)方主站、配電網(wǎng)管理系統(tǒng)、主控器、交換機(jī)、微電網(wǎng)保護(hù)裝置、驅(qū)動(dòng)電路、儲(chǔ)能器、計(jì)量表、無(wú)線收發(fā)節(jié)點(diǎn)、風(fēng)力機(jī)、電能質(zhì)量檢測(cè)器，其特征在于：微電網(wǎng)運(yùn)行控制器連接分布式發(fā)電遠(yuǎn)方主站，分布式發(fā)電遠(yuǎn)方主站連接陪電網(wǎng)管理系統(tǒng)，配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的輸出端連接主控器，主控器通過(guò)交換機(jī)連接微電網(wǎng)保護(hù)裝置，微電網(wǎng)保護(hù)裝置連接驅(qū)動(dòng)電路;主控器的輸出端連接儲(chǔ)能器、計(jì)量表、無(wú)線收發(fā)節(jié)點(diǎn)、風(fēng)力機(jī)和電能質(zhì)量檢測(cè)器。

作為一種優(yōu)選方案，所述的主控器為 AT89S51 單片機(jī)。

作為另一種優(yōu)選方案，風(fēng)力機(jī)與主控器之間連接有驅(qū)動(dòng)電路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是。

本發(fā)明采用自適應(yīng)控制策略控制微電網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)運(yùn)行模式快速切換。該控制系統(tǒng)可以應(yīng)用在接入配電網(wǎng)的微電網(wǎng)系統(tǒng)，解決可再生能源滲透率不高的問(wèn)題;也可以應(yīng)用于離網(wǎng)運(yùn)行的微電網(wǎng)系統(tǒng)，解決重要負(fù)荷后備電源和偏遠(yuǎn)農(nóng)村供電難的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖 1 是本發(fā)明的電路原理框圖。

具體實(shí)施方式

如圖所示，本發(fā)明包括微電網(wǎng)運(yùn)行控制器、分布式發(fā)電遠(yuǎn)方主站、配電網(wǎng)管理系統(tǒng)、主控器、交換機(jī)、微電網(wǎng)保護(hù)裝置、驅(qū)動(dòng)電路、儲(chǔ)能器、計(jì)量表、無(wú)線收發(fā)節(jié)點(diǎn)、風(fēng)力機(jī)、電能質(zhì)量檢測(cè)器，其特征在于：微電網(wǎng)運(yùn)行控制器連接分布式發(fā)電遠(yuǎn)方主站，分布式發(fā)電遠(yuǎn)方主站連接陪電網(wǎng)管理系統(tǒng)，配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的輸出端連接主控器，主控器通過(guò)交換機(jī)連接微電網(wǎng)保護(hù)裝置，微電網(wǎng)保護(hù)裝置連接驅(qū)動(dòng)電路;主控器的輸出端連接儲(chǔ)能器、計(jì)量表、無(wú)線收發(fā)節(jié)點(diǎn)、風(fēng)力機(jī)和電能質(zhì)量檢測(cè)器。

作為一種優(yōu)選方案，所述的主控器為 AT89S51 單片機(jī)。

作為另一種優(yōu)選方案，風(fēng)力機(jī)與主控器之間連接有驅(qū)動(dòng)電路。

該系統(tǒng)包含接入控制層、協(xié)調(diào)控制層和設(shè)備層，按照 IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一建模，分別對(duì)應(yīng)著 IEC61850 中的站控層、間隔層和過(guò)程層。各種分布式電源本體設(shè)備與微電網(wǎng)控制器通信采用符合 IEC61850 框架體系的統(tǒng)一通信協(xié)議。設(shè)備層包含光伏發(fā)電控制器、風(fēng)力機(jī)控制器、儲(chǔ)能電池雙向控制器及相關(guān)測(cè)控終端、在線監(jiān)測(cè)裝置等設(shè)備。通常，對(duì)提供微電網(wǎng)參考電壓的儲(chǔ)能、柴油發(fā)電機(jī)等設(shè)備進(jìn)行控制的控制器定義為主控制器。部分廠家設(shè)備已完全支持 IEC61850，對(duì)于不支持 IEC61850 的智能電子設(shè)備以及常規(guī)的發(fā)電設(shè)備，可以通過(guò)合并單元接入到協(xié)調(diào)控制層，因此設(shè)備層可以按照 IEC61850 建模。設(shè)備層數(shù)據(jù)集中器或合并單元向協(xié)調(diào)控制層發(fā)送一次包含線路電壓、電流等 IEC61850 報(bào)文。通過(guò)單向多路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行通信鏈路采樣值，采用專用數(shù)據(jù)集，使得幀格式固定。協(xié)調(diào)控制層設(shè)備主要是指微電網(wǎng)運(yùn)行控制器，主要負(fù)責(zé)發(fā)送相應(yīng)的控制命令給設(shè)備層具體實(shí)施控制，同時(shí)向主站層上送微電網(wǎng)執(zhí)行信息。考慮間隔層面的互操性更容易得到保證，該控制系統(tǒng)設(shè)備的互操作性和互換性在間隔層面獲得。微電網(wǎng)運(yùn)行控制器根據(jù) IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)向智能開(kāi)關(guān)發(fā)送GOOSE報(bào)文，GOOSE報(bào)文只有在開(kāi)關(guān)量發(fā)生變位時(shí)發(fā)送或者在開(kāi)關(guān)量沒(méi)有變位時(shí)不定時(shí)發(fā)送。

功能模塊 ， 微電網(wǎng)運(yùn)行控制模塊內(nèi)部關(guān)系主要包括數(shù)據(jù)管理模塊、策略控制模塊、通信管理模塊。數(shù)據(jù)管理模塊負(fù)責(zé)收集、存儲(chǔ)和管理各部分狀態(tài)數(shù)據(jù)和歷史信息數(shù)據(jù);策略控制模塊根據(jù)當(dāng)前微電網(wǎng)及主網(wǎng)的工況得到各執(zhí)行設(shè)備具體控制量;通信管理模塊包括接入控制管理和設(shè)備控制管理子模塊。接入控制管理子模塊負(fù)責(zé)接入控制主站和協(xié)調(diào)控制層的信息交互，完成對(duì)微電網(wǎng)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制;設(shè)備控制管理子模塊下發(fā)控制量給分布式電源執(zhí)行機(jī)構(gòu)，同時(shí)收集設(shè)備層狀態(tài)信息。以分布式電源發(fā)電計(jì)劃執(zhí)行為例，主站接入控制系統(tǒng)根據(jù)前一日負(fù)荷預(yù)測(cè)和電網(wǎng)運(yùn)行狀況下發(fā)次日微電網(wǎng)出力計(jì)劃，微電網(wǎng)控制器結(jié)合分布式電源發(fā)電預(yù)測(cè)和主站發(fā)電計(jì)劃，根據(jù)各微源發(fā)電特性將出力任務(wù)分解給各微源，并實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)各微源的運(yùn)行，執(zhí)行后向主站接入控制系統(tǒng)反饋執(zhí)行結(jié)果，實(shí)時(shí)修正當(dāng)日發(fā)電計(jì)劃。