适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统及方法技术方案

本公开涉及适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统及方法，所述多能协调控制系统包括：采集控制单元、总控制单元和通讯交互单元；其中，采集控制单元通过采集控制总线与总控制单元连接，以及采集控制单元与交直流混合分布式系统连接；总控制单元通过采集控制总线控制采集控制单元对交直流混合分布式系统的采集，总控制单元通过通讯交互总线与所述通讯交互单元连接；通讯交互单元与交直流混合分布式系统连接，以及通讯交互单元与外部设备通信连接。通过多能协调控制系统中的采集控制单元和通讯交互单元与交直流混合分布式系统连接，可以对交直流混合分布式系统进行信息采集和控制，实现对交直流混合分布式系统的多能协调控制。

Multi energy coordinated control system and method suitable for AC / DC hybrid distributed system

The present disclosure relates to a multi-functional coordinated control system and a method suitable for AC/DC hybrid distributed systems. The multi-functional coordinated control system comprises a acquisition control unit, a general control unit and a communication interaction unit, wherein the acquisition control unit is connected with the general control unit through a acquisition control bus, and the acquisition control unit and the communication interaction unit. AC/DC hybrid distributed system is connected; the master control unit controls the acquisition control unit to collect AC/DC hybrid distributed system by acquisition control bus, and the master control unit connects with the communication interaction unit through the communication interaction bus; the communication interaction unit connects with the AC/DC hybrid distributed system; and the communication AC/DC hybrid distributed system. The communication unit is connected with external devices. By connecting the acquisition control unit and the communication interaction unit of the multi-energy coordinated control system with the AC-DC hybrid distributed system, the information acquisition and control of the AC-DC hybrid distributed system can be carried out, and the multi-energy coordinated control of the AC-DC hybrid distributed system can be realized.

【技术实现步骤摘要】
适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统及方法
本公开涉及电力系统中分布式发电
，尤其涉及一种适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统及方法。
技术介绍
传统交流配网中交直流能量变换损耗高、配用电灵活性差、配用电环节匹配性低的问题日益凸现。采用交直流配用电技术能够减少配用电过程中交直流转化的中间环节，提高配用电的经济性、可靠性和灵活性，是国际配用电研究领域的重要发展方向。分布式可再生能源在我国负载密集区域特别是东南沿海具有巨大发展潜力。同时面向分布式可再生能源可靠消纳及直流负载经济用能的重大需求，交直流混合电网在经济性、可靠性及灵活性等方面存在明显优势。目前，在微电网运行控制领域，存在相关控制技术和控制系统，但未见适用于交直流混合分布式系统的控制技术和控制系统。交直流混合分布式系统存在交流和直流区域，并且两种区域存在多种形式的交互，而在整个运行控制系统中，如何通过协调各种分布式电源、储能设备、负载，主要实现基本的稳定控制，保证系统运行于安全边界以内是亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提出了一种适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统及方法，可以对交直流混合分布式系统进行信息采集和控制，实现对交直流混合分布式系统的多能协调控制。根据本公开的一方面，提供了一种适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统，所述多能协调控制系统包括：采集控制单元、总控制单元和通讯交互单元；其中，所述采集控制单元通过采集控制总线与所述总控制单元连接，以及所述采集控制单元与所述交直流混合分布式系统连接；所述总控制单元通过所述采集控制总线控制所述采集控制单元对交直流混合分布式系统的采集，所述总控制单元通过通讯交互总线与所述通讯交互单元连接；所述通讯交互单元与所述交直流混合分布式系统连接，以及所述通讯交互单元与外部设备通信连接。在一种可能的实现方式中，所述采集控制单元包括交流直采模块、直流直采模块和开入/开出DIO模块；总控制单元包括人DSP运算模块、主CPU模块、和FPGA模块；所述DSP运算模块通过采集控制总线与所述交流直采模块、直流直采模块和DIO模块连接；所述主CPU模块与所述DSP运算模块连接，所述主CPU模块包括人机交互HMI接口、串行通信接口和网络接口中的一个或多个；所述FPGA模块与所述DSP运算模块连接，所述FPGA模块支持IEC61850GOOSE快速通讯规约。在一种可能的实现方式中，所述通讯交互单元包括：无线模块和光纤模块；所述无线模块与所述主CPU模块连接、并与外部设备通信连接；所述光纤模块与所述FPGA模块和所述交直流混合分布式系统连接。在一种可能的实现方式中，所述多能协调控制系统，还包括：电源模块；所述电源模块通过采集控制总线与采集控制单元和总控制单元连接，为采集控制单元和总控制单元供电；所述电源模块通过通讯交互总线与通讯交互单元连接，为通讯交互单元供电。在一种可能的实现方式中，所述交直流混合分布式系统包括一个或多个电力电子变压器、交流区域控制器和直流区域控制器；所述光纤模块分别与所述一个或多个电力电子变压器、交流区域控制器和直流区域控制器连接。根据本公开的另一方面，提供了一种基于所述多能协调控制系统的多能协调控制方法，所述方法包括：总控制单元控制所述采集控制单元对交直流混合分布式系统进行采集，以获取交流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息，以及所述直流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息；所述总控制单元根据获取的所述交流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息，生成交流区域的稳定控制信息；根据获取的所述直流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息，生成直流区域的稳定控制信息；所述总控制单元通过通讯交互单元发送交流区域的稳定控制信息和直流区域的稳定控制信息，以根据所述交流区域的稳定控制信息，对所述交流区域内的分布式电源、储能设备、负载进行控制；根据所述直流区域的稳定控制信息，对所述直流区域内的分布式电源、储能设备、负载进行控制。在一种可能的实现方式中，所述交直流混合分布式系统包括电力电子变压器，所述电力电子变压器为多端口电力电子变压器，总控制单元获取电力电子变压器的一个或多个端口的功率；总控制单元根据电力电子变压器的一个或多个端口的功率，生成交直流功率交互控制信息；所述总控制单元根据所述交直流功率交互控制信息控制所述电力电子变压器的一个或多个端口的功率。在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：所述总控制单元根据第一目标周期的电源输出有功功率、电源输出有功功率参考值和第一目标周期的上一周期的电源输出有功功率参考值，计算储能设备在第一目标周期的下一周期的有功功率目标值；所述总控制单元通过通讯交互单元发送所述有功功率目标值，以根据所述有功功率目标值，控制储能设备在第一目标周期的下一周期的有功功率输出或输入。在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：所述总控制单元根据第二目标周期的时长、第二目标周期的预测电源平均输出有功功率和预测负载平均有功功率、第二目标周期的上一周期的电源平均输出有功功率、负载平均有功功率和储能设备平均有功功率，计算储能设备在第二目标周期的储能设备平均有功功率，其中，所述第二目标周期的时长大于第一目标周期的时长；所述总控制单元通过通讯交互单元发送所述第二目标周期的储能设备平均有功功率，以根据所述储能设备平均有功功率和/或所述有功功率目标值，控制储能设备在第二目标周期的有功功率输出或输入。在一种可能的实现方式中，所述电力电子变压器包括主从运行模式和对等运行模式，所述方法包括：所述总控制单元根据所述电力电子变压器的状态，控制所述电力电子变压器在主从运行模式与对等运行模式之间转换。在一种可能的实现方式中，所述电力电子变压器包括有源滤波器APF，所述方法包括：当电能质量治理模式开启时，所述总控制单元控制所述电力电子变压器利用所述APF，对交直流混合分布式系统接入配电网处的谐波进行控制。有益效果通过多能协调控制系统中的采集控制单元和通讯交互单元与交直流混合分布式系统连接，根据本公开的适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统及方法，可以对交直流混合分布式系统进行信息采集和控制，实现对交直流混合分布式系统的多能协调控制。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。图1示出根据本公开一实施例的交直流混合分布式系统的示意图。图2示出根据本公开一实施例的交直流混合分布式系统的架构示意图。图3示出根据本公开一实施例的适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统的示意图。图4示出根据本公开一实施例的多能协调控制系统的控制功能逻辑示意图。图5示出根据本公开一实施例的基于所述多能协调控制系统的多能协调控制方法的流程图。图6示出根据本公开一实施例的基于所述多能协调控制系统的多能协调控制方法的流程图。图7示出根据本公开一实施例的基于所述多能协调控制系统的多能协调控制方法的流程图。图8示出根据本公开一实施例的基于所述多能协调控制系统的多能协调控制方法的流程图。图9示出根据本公开一实施例的电力电子变压器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统，其特征在于，所述多能协调控制系统包括：采集控制单元、总控制单元和通讯交互单元；其中，所述采集控制单元通过采集控制总线与所述总控制单元连接，以及所述采集控制单元与所述交直流混合分布式系统连接；所述总控制单元通过所述采集控制总线控制所述采集控制单元对交直流混合分布式系统的采集，所述总控制单元通过通讯交互总线与所述通讯交互单元连接；所述通讯交互单元与所述交直流混合分布式系统连接，以及所述通讯交互单元与外部设备通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统，其特征在于，所述多能协调控制系统包括：采集控制单元、总控制单元和通讯交互单元；其中，所述采集控制单元通过采集控制总线与所述总控制单元连接，以及所述采集控制单元与所述交直流混合分布式系统连接；所述总控制单元通过所述采集控制总线控制所述采集控制单元对交直流混合分布式系统的采集，所述总控制单元通过通讯交互总线与所述通讯交互单元连接；所述通讯交互单元与所述交直流混合分布式系统连接，以及所述通讯交互单元与外部设备通信连接。2.根据权利要求1所述的多能协调控制系统，其特征在于，所述采集控制单元包括交流直采模块、直流直采模块和开入/开出DIO模块；总控制单元包括人DSP运算模块、主CPU模块、和FPGA模块；所述DSP运算模块通过采集控制总线与所述交流直采模块、直流直采模块和DIO模块连接；所述主CPU模块与所述DSP运算模块连接，所述主CPU模块包括人机交互HMI接口、串行通信接口和网络接口中的一个或多个；所述FPGA模块与所述DSP运算模块连接，所述FPGA模块支持IEC61850GOOSE快速通讯规约。3.根据权利要求2所述的适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统，其特征在于，所述通讯交互单元包括：无线模块和光纤模块；所述无线模块与所述主CPU模块连接、并与外部设备通信连接；所述光纤模块与所述FPGA模块和所述交直流混合分布式系统连接。4.根据权利要求3所述的多能协调控制系统，其特征在于，所述交直流混合分布式系统包括一个或多个电力电子变压器、交流区域控制器和直流区域控制器；所述光纤模块分别与所述一个或多个电力电子变压器、交流区域控制器和直流区域控制器连接。5.一种基于权利要求1-4任一项所述的多能协调控制系统的多能协调控制方法，其特征在于，所述方法包括：总控制单元控制所述采集控制单元对交直流混合分布式系统进行采集，以获取交流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息，以及所述直流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息；所述总控制单元根据获取的所述交流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息，生成交流区域的稳定控制信息；根据获取的所述直流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息，生成直流区域的稳定控制信息；所述总控制单元通过通讯交互单元发送交流...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘千杰，葛亮，吴家宏，张雯，吴恒，陈玉峰，
申请(专利权)人：北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11