[發明專利]一種分布式微電網調度的通訊系統及方法

有效

• 申請號: 201410458231.7
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104270413B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 吳志鋒;舒杰;崔瓊;吳昌宏;張繼元;戴志威
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H02J13/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司44001
• 代理人: 莫瑤江

技術領域

本發明涉及分布式可再生能源發電領域，特別涉及一種分布式微電網調度的通訊系統及方法。

背景技術

近年來，太陽能、風能、生物質能等清潔可再生能源發電技術基本成熟，采用分布式發電技術可以提高發電效率和供電可靠性，可以因地制宜向用戶提供綠色電力，實現在用戶側“就近發電就近使用”，促進其規模化應用。

分布式微型電網技術(簡稱“微電網”或“微網”)是智能電網技術的重要組成部分，也是提高電力系統可靠性和靈活性的主要方式，更是解決可再生能源發電不穩定性、實現規模化利用的重要技術手段。微電網技術可以將多種分布式電源、儲能、負荷按最優化方式有效管理起來，實現高效、可靠、經濟運行，提高能源綜合利用效率。

微電網調度控制系統是微電網的核心，它對整個微電網系統的運行狀態進行監控，并根據系統控制策略對微電網構成元件進行控制和管理。

繼模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統、分布式控制系統后，基于各種現場總線標準的分布式測量和控制系統得到了廣泛的應用。但系統所采用的控制總線網絡多種多樣，各種總線標準都有自己規定的協議格式，相互之間不兼容，不利于系統的設計、維護、擴展。

因此，有必要構建一種通訊網絡，以適應微電網中不同微網元件的數據交換，滿足微網控制策略的不同時間尺度要求；能夠兼容各種通訊方式，對各種通訊協議格式做到自解析，滿足分布式微電網調度控制系統復雜通訊的要求，使各種微電網元件在通訊層面做到互聯互通、即插即用。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種分布式微電網調度的通訊系統，其能夠有效滿足分布式微電網調度控制系統復雜通訊的要求，具有較高的可靠性和可擴展性。

一種分布式微電網調度的通訊系統，其包括：

調度控制中心層，位于該分布式微電網調度的通訊系統的頂層，所述調度控制中心層包括用于配電網管理和運行控制的電網調度中心，所述電網調度中心與配電網以及至少一微電網單元通過以太網進行通訊，以實現配電網根據經濟運行規則制定的運行計劃通過該電網調度中心對微電網單元的工作模式和運行參數進行控制；

微電網管理層，位于該分布式微電網調度的通訊系統的中間層，用于根據用電單位的生產生活情況，對該用電單位的負荷實行分級管理，劃分敏感負荷和一般負荷，同時對配備的各個微型電源進行管理，對微型電源的供電能力進行實時預測和評估，以應對上層調度的要求；所述微電網管理層設置站內局域網，以實現微電網管理層站內設備之間的通訊，所述站內設備包括數據庫服務器、調度服務器、工作站、通訊服務器以及通訊前置機，所述站內局域網通過以太網與調度控制中心層進行通訊，所述站內局域網還通過防火墻與用電單位網相連，以獲取用電單位的生產生活信息；

微電網元件層，位于該分布式微電網調度的通訊系統的底層，所述微電網元件層由多個微電網元件組成，所述微電網元件為微型電源或儲能設備或負載設備，所述微電網元件通過以太網通訊接口與所述站內局域網直接連接，或者通過通信網絡與通訊前置機相連，以實現微電網元件層與微電網管理層之間的通訊；

微電網管理層以及與其對應通訊的微電網元件層構成一個微電網單元。

配電網并不對微電網元件控制，而是微電網管理層進行控制，再由微電網管理層對微電網元件進行調度控制。

所述站內局域網為單機單網結構，所述單機單網結構包括一個數據庫服務器、一個調度服務器、一個通訊服務器、至少一個工作站以及至少一個通訊前置機，所述數據庫服務器、調度服務器、通訊服務器、工作站以及通訊前置機均連接至所述站內局域網。

所述站內局域網為雙機雙網結構，所述雙機雙網結構包括二個數據庫服務器、二個調度服務器、二個通訊服務器、至少一個工作站以及至少一個通訊前置機，所述數據庫服務器、調度服務器、通訊服務器、工作站以及通訊前置機均與所述站內局域網的雙網分別連接。

所述通訊網絡為有線網絡和無線網絡，所述有線網絡為雙絞線或同軸電纜，所述無線網絡為GPRS、CDMA、無線局域網中的任一種。

所述調度控制中心層和微電網管理層的通訊時間尺度分別為小時級、分鐘級，所述微電網元件層的通訊時間尺度為秒級或毫秒級。

對于微電網元件層中通訊時間尺度為毫秒級的微電網元件，依據EC61850標準，對通訊時間尺度為毫秒級的微電網元件進行建模，并采用GOOSE服務，構建了快速通訊網絡。

所述微型電源包括風力發電機、太陽能電池、燃氣發電機、燃油發電機和生物質發電中的其中一種或多種。