CN111509845A - 一种智能移动微电网控制***及方法 - Google Patents

一种智能移动微电网控制***及方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种智能移动微电网控制***及方法，本申请的***包括柴发方舱、光伏方舱、储能方舱，作为一个最基本的微电网控制单元使用，也可以多套并联叠加使用；微电网***采用直流母线和交流母线双母线进行电能传递，采用CAN总线进行通讯。本申请的控制方法：控制***具备主备控制器竞争策略，各控制器根据自身的权值，在***无主机时竞争主机，确保在单一节点受损，能维持控制***的完整性。设置经济模式，用于优化分配光伏、储能和柴发的输出功率，提高***供电的经济性；设置静音模式，用于特定环境下对噪声、红外辐射的要求；设置强力模式，用于特定环境下需要大功率不间断输出。极大地提高了微电网***的灵活性，并能适应不同的使用场景。

Description

一种智能移动微电网控制***及方法
技术领域
本申请涉及一种智能移动微电网控制***及方法，属于智能电网技术领域。
背景技术
对于需要经常移动位置、远离供电网络的野外作业和孤岛等用电场景，架设 输电线路的成本较高、耗时较长、经济性和时效性很差；目前普遍使用的柴油发 电机噪音较大、存在尾气污染，且对油料储备有很强依赖，随着现代用电设备、 用电功率的增加，一旦油料补给不足，电力保障存在巨大风险。
随着技术的发展，新能源发电设备的能量密度和可靠性有了较大提升，较大 功率的移动式智能微电网应运而生，为野外、孤岛、人迹罕至区域上的长期供电 提供了一整套解决方案。但目前的智能微电网配置不够灵活，不能根据工况需求、 功率需求等进行配置。
鉴于对野外孤岛等供电需求的增加以及移动微电网方面的研究较少的现状， 需要提出一种新的移动微电网控制***及方法，能够在可灵活移动的基础上，既 能满足特定工况下对噪声、热辐射的严格要求，又能响应十kW级到百kW级的功 率需求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本申请的目的是提供一种并网型微电网协调控制 ***及其方法。
为了达成上述目的，本申请的解决方案是：
一种移动微电网控制***，所述控制***包括由配备有控制器的微电网控制 单元构成，所述微电网控制单元之间通过CAN总线进行连接，竞争为主机的微电 网控制单元的控制器通过CAN总线控制所述移动微电网中的微电网单元。
根据一些实施例，所述微电网控制单元包括柴发方舱、光伏方舱、储能方舱。
根据一些实施例，所述微电网控制单元的控制器设置在所述储能方舱中。
根据一些实施例，所述的微电网***采用直流母线和交流母线双母线进行电 能传递，其中，市电经市电整流模块、光伏经光伏变流模块、储能电池经储能变 流模块连接到直流母线，再经逆变模块连接到交流母线；柴油发电机经整流与逆 变模块连接到交流母线。
根据一些实施例，所述交流母线连接有配电箱，以对负载供电。
根据一些实施例，所述柴发方舱配备柴发控制器，能够响应主机的控制指令。
根据本申请的另一方面，提供一种移动微电网***的控制方法，所述方法包 括，采用主备控制器竞争策略控制所述移动微电网***。
根据一些实施例，其中，所述主备控制器竞争策略包括：
所述移动微电网***中的每个控制器生成主备机权值；
每个控制器将生成的所述主备机权值发送给所述移动微电网***中的其他 控制器，并接收所述移动微电网***中的其他控制器发送的主备机权值，
每个控制器将生成的所述主备机权值与其他控制器发送的主备机权值进行 比较，
若检测到网络中没有主机，权值最高的控制器升级为主机。
根据一些实施例，其中，每个控制器根据所接的设备类型、所接设备的容量 大小和接入***的时间生成所述主备机权值。
根据一些实施例，还包括，根据模式选择，控制移动微电网***工作在经济 模式、静音模式或强力模式。
根据一些实施例，其中，所述移动微电网***包括柴发方舱、光伏方舱和储 能方舱。
根据一些实施例，其中，在所述经济模式下，由主机根据网络中的负载情况 调度所述柴发方舱、光伏方舱、储能输出方舱功率，当负载过高时，启动所述柴 发方舱；当所述柴发方舱负载率低时，在确保不停电的基础上，停止所述柴发方 舱。
根据一些实施例，其中，在所述经济模式下，由主机启动所述光伏方舱、柴 发方舱。
根据一些实施例，其中，在所述静音模式下，由主机启动所述储能方舱和光 伏方舱，并禁用所述柴发方舱。
根据一些实施例，其中，在所述强力模式下，由主机启动所述储能方舱、光 伏方舱、柴发方舱。
根据本申请的又一方面，提供一种用于移动微电网***的控制装置，所述控 制装置配置于所述移动微电网***的每个控制器中，包括：
权值生成模块，用于生成控制器的主备机权值；
发送接收模块，用于将生成的所述主备机权值发送给所述移动微电网***中 的其他控制器，并接收所述移动微电网***中的其他控制器发送的主备机权值，
主机确定模块，用于将控制器将生成的所述主备机权值与其他控制器发送的 主备机权值进行比较，若检测到网络中没有主机，且所述控制器权值最高，则所 述控制器升级为主机。
根据本申请的再一方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储 在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，当所述程序被 所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述的方法。
根据本申请的其他方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计 算机程序,其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理 器执行如上所述的方法。
本申请的有益效果是，提供了一整套完备的智能移动微电网能量控制方案， ***中取消集中控制单元，把控制权限下放到各分机控制器，各分机控制器均可 以竞争成为主机，后续接入的控制器以备机模式运行，极大地提高了微电网*** 的拓展性，使微电网***可以根据使用场景、功率需求等进行灵活的配置，方便 快捷地在原有基本***的基础上进行降容或扩容。
附图说明
图1是根据本申请示例实施例的微电网控制单元架构图。
图2是根据本申请示例实施例的多个微电网控制单元并列运行架构图。
图3是根据本申请示例实施例的变流器一次架构图。
图4是根据本申请示例实施例的控制方法的流程图。
图5是根据示例实施例的用于移动微电网的控制方法的示意图。
图6是根据示例实施例的用于移动微电网的控制装置的示意图。
具体实施方式
为使本申请是实现的技术手段、创作特征、达成的目的与功效易于明白理解， 下面结合具体实施方式，进一步阐述本申请。
本申请的一种智能移动微电网控制***，包括柴发方舱、光伏方舱、储能方 舱，三个方舱均采用标准集装箱式箱体，三个方舱可组成微网***，作为一个最 基本的微电网控制单元使用，参见图1，也可以多套并联叠加使用，参见图2。
智能移动微电网控制***采用直流母线和交流母线双母线进行电能传递，采 用CAN总线进行通讯；其中市电经市电整流模块、光伏经光伏变流模块、储能电 池经储能变流模块后汇流到直流母线上；柴油发电机经整流与逆变后、直流母线 经逆变模块后汇流到交流母线上；交流母线转接到定制配电箱上，由多级配电箱 对负载供电，参见图3。
智能移动微电网控制***的储能方舱内配备一整套完整的协调控制***作 为微电网控制单元；协调控制***既可离网独立调度本控制单元内的三个方舱， 又可与其它微电网***并接进行群控。光伏方舱与储能方舱可以构成一个整体， 共同接收启动或禁用指令。
智能移动微电网控制***的柴发方舱配备柴发控制器，柴发控制器可独立控 制柴发工作，也可响应协调控制***的控制指令。
智能移动微电网***的控制方法为：具备主备控制器竞争策略，并具备经济 模式、静音模式和强力模式三种工作模式，参见图4。
智能移动微电网***的主备竞争策略为：根据所接的设备类型、所接设备的 容量大小和接入***的时间生成主备机权值，并将其发送至CAN网络中；当控制 器检测到网络中没有主机，并且自身权值最高，则升级为主机。
图5示出了根据示例实施例的采用主备竞争策略的控制方法。如图5所示， 移动微电网***的控制方法包括：S10控制器生成主备机权值，S20控制器发送 接收主备机权值，S30比较权值，S40根据比较结果确定主机。
在S10中，每个控制器生成主备机权值。在一些实施例中，根据所接的设备 类型、所接设备的容量大小和接入***的时间生成主备机权值。例如，按照设备 类型*1000+设备容量*100+接入***时间先后排序的方法生成主备机权值。例如， 设备类型分为含柴发+光储(权值为3)、含柴发(权值为2)和含光储(权值为 1)三种，此处，光储是指光伏和储能构成的整体；设备容量分为，例如，70kW (权值为3)、50kW(权值为2)和30kW(权值为1)三种；接入***的时间， 例如，按照最先接入的权值为99，接入越晚，对应的权值越小。
在S20中，每个控制器将生成的所述主备机权值发送给所述移动微电网*** 中的其他控制器，并接收所述移动微电网***中的其他控制器发送的主备机权 值。
在S30中，每个控制器将生成的所述主备机权值与其他控制器发送的主备机 权值进行比较。
在S40中，若检测到网络中没有主机，根据比较结果，权值最高的控制器升 级为主机。
通过上述方案，控制***具备主备控制器竞争策略，各控制器根据自身的权 值，在***无主机时竞争主机，确保在单一节点受损，能维持控制***的完整性。
智能移动微电网***的经济模式为：由主机根据网络中的负载情况调度光 伏、储能、柴发的输出功率，优先使用光伏储能发电，当负载过高时，启用柴油 机联合供电；当柴发负载率低时，在确保不停电的基础上，停止柴油机。
智能移动微电网***的静音模式为：由主机向所有储能和光伏发启机指令， 并向所有柴油机发停机指令，确保***仅由光储供电。
智能移动微电网***的强力模式为：由主机向所有储能、光伏、柴油机下达 启机指令，当柴发负载率低时不再停止柴发。
通过以上方案，至少使得本申请具有以下有益效果：设置经济模式，用于优 化分配光伏、储能和柴发的输出功率，提高***供电的经济性；设置静音模式， 用于特定环境下对噪声、红外辐射的要求；设置强力模式，用于特定环境下需要 大功率不间断输出。
可见，利用本申请提供的方案，极大地提高了微电网***的灵活性，并能适 应不同的使用场景。
根据示例实施例，本申请还提供一种用于移动微电网***的控制装置。图6 示出了该控制装置的示意图。该控制装置配置于所述移动微电网***的每个控制 器中，如图6所示，包括：
权值生成模块100，用于生成控制器的主备机权值；
发送接收模块200，用于将生成的所述主备机权值发送给所述移动微电网系 统中的其他控制器，并接收所述移动微电网***中的其他控制器发送的主备机权 值，
主机确定模块300，用于将控制器将生成的所述主备机权值与其他控制器发 送的主备机权值进行比较，若检测到网络中没有主机，且所述控制器权值最高， 则所述控制器升级为主机。
根据示例实施例，本申请还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存 储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，当所述程序被所述处理器 执行时，使得所述处理器执行如上所述的控制方法。
根据示例实施例，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计 算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上所 述的控制方法。
以上实施例仅为说明本申请的技术思想，不能以此限定本申请的保护范围， 凡是按照本申请提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本 申请保护范围之内。

Claims (18)

1.一种移动微电网控制***，所述控制***包括由配备有控制器的微电网控制单元构成，所述微电网控制单元之间通过CAN总线进行连接，竞争为主机的微电网控制单元的控制器通过CAN总线控制所述移动微电网中的微电网单元。
2.根据权利要求1所述的控制***，所述微电网控制单元包括柴发方舱、光伏方舱、储能方舱。
3.根据权利要求2所述的控制***，所述微电网控制单元的控制器设置在所述储能方舱中。
4.根据权利要求1所述的控制***，所述的微电网***采用直流母线和交流母线双母线进行电能传递，其中，市电经市电整流模块、光伏经光伏变流模块、储能电池经储能变流模块连接到直流母线，再经逆变模块连接到交流母线；柴油发电机经整流与逆变模块连接到交流母线。
5.根据权利要求1所述的控制***，所述交流母线连接有配电箱，以对负载供电。
6.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于：所述柴发方舱配备柴发控制器，能够响应主机的控制指令。
7.一种移动微电网***的控制方法，所述方法包括，采用主备控制器竞争策略控制所述移动微电网***。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其中，所述主备控制器竞争策略包括：
所述移动微电网***中的每个控制器生成主备机权值；
每个控制器将生成的所述主备机权值发送给所述移动微电网***中的其他控制器，并接收所述移动微电网***中的其他控制器发送的主备机权值，
每个控制器将生成的所述主备机权值与其他控制器发送的主备机权值进行比较，
若检测到网络中没有主机，权值最高的控制器升级为主机。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其中，每个控制器根据所接的设备类型、所接设备的容量大小和接入***的时间生成所述主备机权值。
10.根据权利要求7所述的控制方法，还包括，根据模式选择，控制移动微电网***工作在经济模式、静音模式或强力模式。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述移动微电网***包括柴发方舱、光伏方舱和储能方舱。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述经济模式下，由主机根据网络中的负载情况调度所述柴发方舱、光伏方舱、储能输出方舱功率，当负载过高时，启动所述柴发方舱；当所述柴发方舱负载率低时，在确保不停电的基础上，停止所述柴发方舱。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述经济模式下，由主机启动所述光伏方舱、柴发方舱。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述静音模式下，由主机启动所述储能方舱和光伏方舱，并禁用所述柴发方舱。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述强力模式下，由主机启动所述储能方舱、光伏方舱、柴发方舱。
16.一种用于移动微电网***的控制装置，所述控制装置配置于所述移动微电网***的每个控制器中，包括：
权值生成模块，用于生成控制器的主备机权值；
发送接收模块，用于将生成的所述主备机权值发送给所述移动微电网***中的其他控制器，并接收所述移动微电网***中的其他控制器发送的主备机权值，
主机确定模块，用于将控制器将生成的所述主备机权值与其他控制器发送的主备机权值进行比较，若检测到网络中没有主机，且所述控制器权值最高，则所述控制器升级为主机。
17.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，当所述程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求7至权利要求15之任一项所述的方法。
18.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序,其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求7至权利要求15之任一项所述的方法。
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