[發(fā)明專利]一種符合IEC61850規(guī)范的微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)的建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310492068.1
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103543721B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 季宇;劉海濤;吳鳴;蘇劍;李洋;于輝;李蕊;呂志鵬;黃松
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;中國電力科學(xué)研究院;江西省電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種符合IEC61850規(guī)范的微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)的建模方法，所述微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)包括依次連接的能量管理層、集中控制層和就地控制層，所述能量管理層對應(yīng)電力系統(tǒng)中的站控層；所述集中控制層和就地控制層對應(yīng)電力系統(tǒng)中的間隔層，電力系統(tǒng)包括過程層，所述過程層為電網(wǎng)一次設(shè)備，包括線路測控終端和開關(guān)；

所述能量管理層包括微網(wǎng)能量管理主站；所述集中控制層包括微網(wǎng)集中控制器；所述就地控制層包括分布式電源控制器、負(fù)荷控制器和線路測控保護(hù)裝置；

其特征在于，所述方法包括下述步驟：

<1>對微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)進(jìn)行信息服務(wù)映射；

<2>對微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)的服務(wù)器進(jìn)行建模；

<3>對微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)的邏輯設(shè)備進(jìn)行建模。

2.如權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)的建模方法，其特征在于，所述步驟<1>中，微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)與數(shù)字化變電站不同的物理設(shè)備包括：物理量量測設(shè)備、一次能量轉(zhuǎn)換裝置和并網(wǎng)發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置；所述一次能源轉(zhuǎn)換裝置、并網(wǎng)發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置的建模統(tǒng)一在分布式電源控制器中完成；

對微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)進(jìn)行信息服務(wù)映射包括：

A、建立過程層采集網(wǎng)；

B、間隔層建模；和

C、站控層建模。

3.如權(quán)利要求2所述的微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)的建模方法，其特征在于，所述A中，過程層包括智能開關(guān)設(shè)備、電子式電壓、電流互感器以及合并單元；

建立過程層采集網(wǎng)包括：采集線路測控保護(hù)裝置電壓電流采樣值及開關(guān)狀態(tài)值傳送數(shù)據(jù)為實時數(shù)據(jù)，方式為：建立過程總線，采用采樣值SAV及變電站事件GOOSE專網(wǎng)或共網(wǎng)傳輸?shù)目焖賵笪膶崿F(xiàn)；

分布式電源控制器與分布式電源之間采用內(nèi)部總線傳輸實時采樣數(shù)據(jù)及控制信息，內(nèi)部總線包括CAN總線和Modbus總線。

4.如權(quán)利要求2所述的微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)的建模方法，其特征在于，所述采樣值傳輸模型面向分布式電源控制器或線路測控保護(hù)裝置基本采樣量測數(shù)據(jù)的獲取，變電站事件模型是微網(wǎng)集中控制器與并網(wǎng)發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置控制及狀態(tài)信息的交互；

所述B中，間隔層設(shè)備包括微網(wǎng)集中控制器、分布式電源控制器、環(huán)境檢測儀及線路測控保護(hù)裝置；微網(wǎng)集中控制器與分布式電源控制器、環(huán)境檢測儀及線路測控保護(hù)裝置之間的信息交互包括測量值、狀態(tài)值及控制信息；微網(wǎng)集中控制器采用實時控制策略，所述測量值、狀態(tài)值及控制信息采用GOOSE協(xié)議發(fā)布訂閱方式傳送。

5.如權(quán)利要求2所述的微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)的建模方法，其特征在于，所述C中，間隔層設(shè)備與微網(wǎng)能量管理主站之間基于多媒體信息服務(wù)MMS通信完成日志、報警、“四遙”及能量調(diào)度；間隔層設(shè)備間的多媒體信息服務(wù)MMS通信應(yīng)用于變電站時間GOOSE控制塊的參數(shù)設(shè)置及獲取，采用雙邊關(guān)聯(lián)服務(wù)的客戶端/服務(wù)器模式；

站控層與間隔層信息交換服務(wù)及功能映射方式為：

（1）遙控、遙調(diào)操作采用抽象通信服務(wù)接口ACSI的控制服務(wù)，映射到多媒體信息服務(wù)MMS的寫操作；

（2）參數(shù)整定操作采用抽象通信服務(wù)接口ACSI的定值組服務(wù)，映射到多媒體信息服務(wù)MMS的寫操作。

（3）變化遙信、SOE、報警功能采用抽象通信服務(wù)接口ACSI的報告服務(wù)，映射到多媒體信息服務(wù)MMS的報告操作；

（4）日志查詢采用抽象通信服務(wù)接口ACSI的日志服務(wù)，映射到多媒體信息服務(wù)MMS日志操作。

6.如權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)的建模方法，其特征在于，所述步驟<2>中，所述微網(wǎng)分層控制系統(tǒng)中的服務(wù)器建模采用標(biāo)準(zhǔn)建模原則，即按照通信方式劃分訪問點，其中分布式電源控制IED、微電網(wǎng)集中控制IED、環(huán)境監(jiān)測IED、線路測控保護(hù)IED分別建立MMS、GOOSE兩個訪問點，微網(wǎng)能量管理主站設(shè)置多媒體信息服務(wù)MMS訪問點。

7.如權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)的建模方法，其特征在于，所述步驟<3>中，符合IEC61850規(guī)范的微電網(wǎng)分層控制系統(tǒng)邏輯設(shè)備建模包括：

（一）微網(wǎng)能量管理主站IED：主站功能設(shè)置單一邏輯設(shè)備LD，邏輯節(jié)點分別設(shè)置人機接口IHMI、自動歸檔管理IARC、功率預(yù)測WPFO、告警管理CALH、物理信息邏輯節(jié)點LPHD、公共信息邏輯節(jié)點LLN0；

其中，物理信息邏輯節(jié)點LPHD及公共信息邏輯節(jié)點LLN0為每個邏輯設(shè)備必備的邏輯節(jié)點，分別描述物理設(shè)備的銘牌信息及邏輯設(shè)備銘牌及公用信息；

（二）微網(wǎng)集中控制器IED：微網(wǎng)集中控制器設(shè)置單一邏輯設(shè)備，邏輯節(jié)點分別設(shè)置并網(wǎng)點開關(guān)運行模式DOPM、并網(wǎng)點狀態(tài)DPST、分布式電源經(jīng)濟(jì)調(diào)度參數(shù)DCCT、并網(wǎng)點熔絲XFUS、并網(wǎng)點開關(guān)XCBR、開關(guān)控制器CSWI、并網(wǎng)點量測MMXU；①

（三）分布式電源控制器IED：

分布式電源包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)和儲能發(fā)電系統(tǒng)，所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制器連接；所述光伏發(fā)電系統(tǒng)與光伏發(fā)電系統(tǒng)控制器連接；所述儲能發(fā)電系統(tǒng)與儲能系統(tǒng)控制器連接；

①風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制IED：風(fēng)機模型參考IEC61400-25-2標(biāo)準(zhǔn)，按功能分別設(shè)置出口開關(guān)控制器CSWI、出口斷路器XSBR、風(fēng)機逆變器控制WCNV、直流量測MMDC、交流量測MMXU、風(fēng)機控制WTUR、槳葉控制WTOR、傳動控制WTRM、發(fā)電機WGEN、有功控制WAPC、無功控制WRPC和報警信息WALM；

②光伏發(fā)電系統(tǒng)控制IED：設(shè)置出口開關(guān)控制器CSWI、出口斷路器XSBR、逆變器控制ZINV、直流量測MMDC、交流量測MMXU、光伏陣列DPVE、光伏陣列控制DPVC、追日跟蹤DTRC、光伏控制器特性DRCT、光伏控制器狀態(tài)DRCS、光伏控制器控制DRCC、光伏控制器經(jīng)濟(jì)分?jǐn)侱CCT和動作序列FSEQ；

③儲能控制IED：出口開關(guān)控制器CSWI、出口斷路器XSBR、逆變器控制ZINV、直流量測MMDC、交流量測MMXU、電池狀態(tài)ZBAT、電池控制ZBTC、儲能控制器特性DRCT、儲能控制器狀態(tài)DRCS、儲能控制器控制DRCC、儲能控制器經(jīng)濟(jì)分?jǐn)侱CCT、動作序列FSEQ。

④環(huán)境監(jiān)測IED：光伏環(huán)境參數(shù)MMET和風(fēng)力環(huán)境參數(shù)WMET；

⑤線路測控保護(hù)IED：線路測控保護(hù)IED按功能劃分為測控邏輯設(shè)備LD及保護(hù)邏輯設(shè)備LD；邏輯節(jié)點設(shè)置為：測控邏輯設(shè)備LD設(shè)置開關(guān)控制器CSWI、負(fù)荷開關(guān)XSWI、量測MMXU、諧波監(jiān)測MHAI、不平衡電流測量MSQI、電路互感器TCTR、電壓互感器TVTR和通用輸入輸出GGIO；

保護(hù)邏輯設(shè)備LD邏輯節(jié)點設(shè)置為：公共信息邏輯節(jié)點LLN0、物理信息邏輯節(jié)點LPHD、瞬時過電流保護(hù)PIOC、延時過電流保護(hù)PTOC和方向接地保護(hù)PSDE。