一種微網(wǎng)中央控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種微網(wǎng)中央控制器，包括主控插件、變電站事件插件、采樣值插件；其中，所述主控插件用于實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)高級應(yīng)用功能；所述變電站事件插件和采樣值插件用于與所述中央控制器以外的設(shè)備進(jìn)行信息交互。該微網(wǎng)中央控制器能夠?qū)崿F(xiàn)了微網(wǎng)中央控制器的全數(shù)字化信息交互。
【專利說明】—種微網(wǎng)中央控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種微網(wǎng)中央控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]微網(wǎng)是指分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，微網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理，同時(shí)也可以孤立運(yùn)行。
[0003]微網(wǎng)需要在不同運(yùn)行模式切換過程中盡可能地平穩(wěn)過渡，其控制過程十分復(fù)雜。如果要實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行模式之間的無縫切換，則其控制的響應(yīng)速度要求更高。
[0004]在大電網(wǎng)中，頻率能通過大型發(fā)電廠內(nèi)擁有大慣性的發(fā)電機(jī)來維持，電壓可通過調(diào)節(jié)無功功率來維持。而在微網(wǎng)中，由于采用大量電力電子設(shè)備作為接口，其系統(tǒng)慣性小或無慣性，過載能力差。對于缺少慣性的微網(wǎng)，儲(chǔ)能裝置是維持其瞬時(shí)能量平衡的必要元件。同時(shí)，采用可再生能源發(fā)電的分布式電源輸出電能的間歇性和負(fù)載功率的多變性增加了微網(wǎng)頻率和電壓控制的難度。尤其是在孤網(wǎng)運(yùn)行模式下，為了維持微網(wǎng)的穩(wěn)定，必須根據(jù)分布式電源輸出電能和負(fù)載功率的實(shí)時(shí)變化，來調(diào)節(jié)儲(chǔ)能單元的實(shí)時(shí)出力，從而達(dá)到系統(tǒng)內(nèi)能量的瞬時(shí)平衡。在并網(wǎng)運(yùn)行模式下，也需要根據(jù)系統(tǒng)頻率和電壓的實(shí)時(shí)變化來調(diào)節(jié)儲(chǔ)能單元的實(shí)時(shí)出力。
[0005]因此目前急需要提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)快速信息交互并能夠控制微網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的中央控制器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種微網(wǎng)中央控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)快速信息交互并能夠控制微網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0007]本發(fā)明一方面提供一種微網(wǎng)中央控制器，包括主控插件、變電站事件插件、米樣值插件；
[0008]其中，所述主控插件用于實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)高級應(yīng)用功能；
[0009]所述變電站事件插件和采樣值插件用于與所述中央控制器以外的設(shè)備進(jìn)行信息交互。
[0010]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述主控插件通過電以太網(wǎng)通信接口接入站控層網(wǎng)絡(luò)，與微網(wǎng)能量關(guān)系系統(tǒng)和微網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)通信單元之間進(jìn)行信息交互。
[0011]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述主控插件具體采用IEC61850\MMS模型，與微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)和微網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)通信單元之間進(jìn)行信息交互。
[0012]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述變電站事件插件通過光纖以太網(wǎng)通信接口接入間隔層網(wǎng)絡(luò)，與各個(gè)分布式電源控制器和儲(chǔ)能控制器之間的實(shí)時(shí)信息交互。
[0013]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述變電站事件插件具體采用IEC61850\G00SE模型，與各個(gè)分布式電源控制器和儲(chǔ)能控制器之間的實(shí)時(shí)信息交互。
[0014]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述采樣值插件通過光纖以太網(wǎng)接入過程層網(wǎng)絡(luò)，與各微網(wǎng)智能終端之間的采樣值傳輸。
[0015]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述采樣值插件具體采用IEC61850\SV模型，與各微網(wǎng)智能終端之間的采樣值傳輸。
[0016]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述主控插件與變電站事件插件之間通過內(nèi)部IEC61850\G00SE通信總線相連，通過IEC61850\G00SE模型進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互。
[0017]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述主控插件與采樣值插件之間通過內(nèi)部IEC61850\GOOSE通信總線相連，通過IEC61850\G00SE模型進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例，能夠?qū)崿F(xiàn)了微網(wǎng)中央控制器的全數(shù)字化信息交互。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明提供的一種微網(wǎng)中央控制器的方框圖；
[0020]圖2為本發(fā)明提供的一種微網(wǎng)中央控制器的具體實(shí)現(xiàn)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的微網(wǎng)中央控制器的信息交互流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使對本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進(jìn)一步的了解，茲配合實(shí)施例詳細(xì)說明如下。
[0023]圖1示出了本發(fā)明提供的一種微網(wǎng)中央控制器的方框圖，如圖1所示，該中央控制器包括主控插件101、變電站事件插件102和采樣值插件103。
[0024]其中，主控插件101用于實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)高級應(yīng)用功能；變電站事件插件102和采樣值插件103用于與中央控制器以外的設(shè)備進(jìn)行交互。
[0025]以下結(jié)合圖2示出的一種具體實(shí)現(xiàn)方案詳細(xì)說明。
[0026]在實(shí)際中主控插件可以為Master插件，變電站事件插件可以由多個(gè)DSP插件組成，采樣值插件可以由多個(gè)DSP插件組成。以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為例，變電站事件插件為GOOSE (Generic Obj ect Oriented Substation Event,通用面向?qū)ο蟮淖冸娬臼录?插件，采樣值插件為SV(Sampled Value)插件。
[0027]IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是世界上第一個(gè)用于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)信息模型和信息交換的全球性標(biāo)準(zhǔn)。隨著IEC61850技術(shù)的逐漸成熟和廣泛應(yīng)用，其技術(shù)和方法逐漸推廣至變電站自動(dòng)化以外的其它應(yīng)用領(lǐng)域。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)提供的服務(wù)主要分為三個(gè)部分:麗S服務(wù)、GOOSE服務(wù)和SV服務(wù)。
[0028]制造報(bào)文規(guī)范(ManufacturingMessage Specification MMS)是 IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)中最主要的特定通信服務(wù)映射，用于智能電子設(shè)備和監(jiān)控后臺之間的數(shù)據(jù)交互，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)監(jiān)控功能所需的大部分服務(wù)。
[0029]通用面向?qū)ο蟮淖冸娬臼录?GenericObiect Oriented Substation EventGOOSE)服務(wù)和采樣值(Sampled Value SV)服務(wù)是IEC61850提供的重要服務(wù)模型，前者提供了快速和可靠的系統(tǒng)范圍內(nèi)傳遞輸入、輸出數(shù)據(jù)值；后者提供了以有組織和時(shí)間受控制的方式報(bào)告采樣值。為了保證G00SE服務(wù)和SV服務(wù)的實(shí)時(shí)性和可靠性，其通信報(bào)文采用與基本編碼規(guī)則相關(guān)的ASN.1語法編碼后，不經(jīng)過TCP/IP協(xié)議，直接在以太網(wǎng)鏈路層上傳輸。GOOSE服務(wù)還采用采用心跳報(bào)文和變位報(bào)文快速重發(fā)相結(jié)合的收發(fā)機(jī)制。
[0030]在本實(shí)施例中，主控插件通過電以太網(wǎng)通信接口接入站控層網(wǎng)絡(luò)，與微網(wǎng)能量關(guān)系系統(tǒng)和微網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)通信單元之間進(jìn)行信息交互。主控插件具體采用IEC61850\MMS模型，與微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)和微網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)通信單元之間進(jìn)行信息交互。
[0031]變電站事件插件通過光纖以太網(wǎng)通信接口接入間隔層網(wǎng)絡(luò)，與各個(gè)分布式電源控制器和儲(chǔ)能控制器之間的實(shí)時(shí)信息交互。變電站事件插件具體采用IEC61850\G00SE模型，與各個(gè)分布式電源控制器和儲(chǔ)能控制器之間的實(shí)時(shí)信息交互。
[0032]采樣值插件通過光纖以太網(wǎng)接入過程層網(wǎng)絡(luò)，與各微網(wǎng)智能終端之間的采樣值傳輸。米樣值插件具體米用IEC61850\SV模型,與各微網(wǎng)智能終端之間的米樣值傳輸。
[0033]主控插件與變電站事件插件之間通過內(nèi)部IEC61850\G00SE通信總線相連，通過IEC61850\G00SE模型進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互。
[0034]主控插件與采樣值插件之間通過內(nèi)部IEC61850\G00SE通信總線相連，通過IEC61850\G00SE模型進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互。
[0035]圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例中的微網(wǎng)中央控制器的信息交互流程示意圖，如圖3所示，分為過程層信息處理流程、間隔層信息處理流程和站控層信息處理流程。
[0036]其中，過程層信息處理流程的過程層信息交互方向?yàn)閱蜗颍磸奈⒕W(wǎng)智能終端到微網(wǎng)中央控制器，該流程具體如下:
[0037]微網(wǎng)智能終端采集到過程層的微網(wǎng)就地信息后更新到發(fā)布數(shù)據(jù)集，并寫入發(fā)送緩沖區(qū)。微網(wǎng)智能終端發(fā)送緩沖區(qū)中的信息通過過程層IEC61850\SV通信網(wǎng)絡(luò)刷新到微網(wǎng)中央控制器SV插件對外接收緩沖區(qū)中。SV插件對外接收緩沖區(qū)中的信息被刷新后，更新對外訂閱數(shù)據(jù)集，經(jīng)過DSP及FPGA處理后更新到對內(nèi)發(fā)布數(shù)據(jù)集，并寫入對內(nèi)發(fā)送緩沖區(qū)。SV插件對內(nèi)發(fā)送緩沖區(qū)中的信息通過微網(wǎng)中央控制器內(nèi)部IEC61850\G00SE通信總線刷新到MASTER插件接收緩沖區(qū)。MASTER插件接收緩沖區(qū)中的信息被刷新后，更新訂閱數(shù)據(jù)集并寫入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。
[0038]間隔層信息處理流程中的間隔層信息交互方向?yàn)殡p向，以分布式電源控制器為例，該信息交互的具體流程為:
[0039]分布式電源控制器采集到分布式電源監(jiān)視信息后更新到發(fā)布數(shù)據(jù)集，并寫入發(fā)送緩沖區(qū)。分布式電源控制器發(fā)送緩沖區(qū)中的信息通過間隔層IEC61850\G00SE通信網(wǎng)絡(luò)刷新到微網(wǎng)中央控制器GOOSE插件對外接收緩沖區(qū)中。GOOSE插件對外接收緩沖區(qū)中的信息被刷新后更新到對外訂閱數(shù)據(jù)集并映射到對內(nèi)發(fā)布數(shù)據(jù)集，并寫入對內(nèi)發(fā)送緩沖區(qū)。GOOSE插件對內(nèi)發(fā)送緩沖區(qū)中的信息通過微網(wǎng)中央控制器內(nèi)部IEC61850\G00SE通信總線刷新到MASTER插件接收緩沖區(qū)。MASTER插件接收緩沖區(qū)中的信息被刷新后，更新訂閱數(shù)據(jù)集并寫入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。
[0040]微網(wǎng)中央控制器MASTER插件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中分布式電源控制信息讀入發(fā)布數(shù)據(jù)集，并寫入發(fā)送緩沖區(qū)。MASTER插件發(fā)送緩沖區(qū)中的信息通過微網(wǎng)中央控制器內(nèi)部IEC61850\G00SE通信總線刷新到GOOSE插件對內(nèi)接收緩沖區(qū)中。GOOSE插件對內(nèi)接收緩沖區(qū)中的信息被刷新后更新到對內(nèi)訂閱數(shù)據(jù)集并映射到對外發(fā)布數(shù)據(jù)集，并寫入對外發(fā)送緩沖區(qū)。GOOSE插件對外發(fā)送緩沖區(qū)中的信息通過間隔層IEC61850\G00SE通信網(wǎng)絡(luò)刷新到分布式電源控制器接收緩沖區(qū)。分布式電源控制器接收緩沖區(qū)中的信息被刷新后，更新訂閱數(shù)據(jù)集并提交上層應(yīng)用。
[0041]站控層信息處理流程中的站控層信息交互方向?yàn)殡p向，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)中央控制器MASTER插件實(shí)現(xiàn)MMS服務(wù)器，站控層微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)MMS客戶端。MMS服務(wù)器與MMS客戶端之間通過站控層IEC61850\MMS通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)雙向信息交互。
[0042]通過本發(fā)明實(shí)施例，能夠?qū)崿F(xiàn)了微網(wǎng)中央控制器的全數(shù)字化信息交互，應(yīng)用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中的通信協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)與微網(wǎng)控制系統(tǒng)中其它智能IED設(shè)備間的互操作性，并能實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)高級應(yīng)用功能的擴(kuò)展兼容性和運(yùn)行精確穩(wěn)定性。本實(shí)用新型應(yīng)用到微網(wǎng)控制領(lǐng)域后，能夠顯著提高微網(wǎng)高級控制策略的執(zhí)行速度，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
[0043]本發(fā)明已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已揭露的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動(dòng)與潤飾，均屬本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種微網(wǎng)中央控制器，其特征在于，包括主控插件、變電站事件插件、采樣值插件； 其中，所述主控插件用于實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)高級應(yīng)用功能； 所述變電站事件插件和采樣值插件用于與所述中央控制器以外的設(shè)備進(jìn)行信息交互。
2.如權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)中央控制器，其特征在于，所述主控插件通過電以太網(wǎng)通信接口接入站控層網(wǎng)絡(luò)，與微網(wǎng)能量關(guān)系系統(tǒng)和微網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)通信單元之間進(jìn)行信息交互。
3.如權(quán)利要求2所述的微網(wǎng)中央控制器，其特征在于，所述主控插件具體采用IEC61850\MMS模型，與微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)和微網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)通信單元之間進(jìn)行信息交互。
4.如權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)中央控制器，其特征在于，所述變電站事件插件通過光纖以太網(wǎng)通信接口接入間隔層網(wǎng)絡(luò)，與各個(gè)分布式電源控制器和儲(chǔ)能控制器之間的實(shí)時(shí)信息交互。
5.如權(quán)利要求4所述的微網(wǎng)中央控制器，其特征在于，所述變電站事件插件具體采用IEC61850\G00SE模型，與各個(gè)分布式電源控制器和儲(chǔ)能控制器之間的實(shí)時(shí)信息交互。
6.如權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)中央控制器，其特征在于，所述采樣值插件通過光纖以太網(wǎng)接入過程層網(wǎng)絡(luò)，與各微網(wǎng)智能終端之間的采樣值傳輸。
7.如權(quán)利要求6所述的微網(wǎng)中央控制器，其特征在于，所述采樣值插件具體采用IEC61850\SV模型，與各微網(wǎng)智能終端之間的采樣值傳輸。
8.如權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)中央控制器，其特征在于，所述主控插件與變電站事件插件之間通過內(nèi)部IEC61850\G00SE通信總線相連，通過IEC61850\G00SE模型進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互。
9.如權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)中央控制器，其特征在于，所述主控插件與采樣值插件之間通過內(nèi)部IEC61850\G00SE通信總線相連，通過IEC61850\G00SE模型進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互。
【文檔編號】H02J13/00GK103762720SQ201310731292
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】鄧?yán)チ? 孫丙新, 李秀芬, 劉海濤, 胡宏彬, 吳波, 鄧鳳婷, 云峰, 郭杉 申請人:內(nèi)蒙古電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院分公司