[发明专利]一种微网控制器

说明书

技术领域

本发明涉及输配电领域的一种微网控制器。

背景技术

微网是指能实现自我控制、保护和管理的，自制的微型电网系统，其既可并入大电网运行，又能脱离大电网独立运行。微网的出现源于光伏、风电等分布式新能源的发展和能源高效利用的需求，组成微网的分布式电源种类多样且具有间歇性，微网结构分散、运行方式复杂多变、稳定性弱，不同状态下的潮流、短路电流差异很大。

微网的上述特点对其控制保护提出了较高的要求。如图1所示，目前的微网控制器一般为一个独立的系统，包括中央处理器1、通信模块2和单板机继电保护模块3。其中通信模块2包括总线接口模块21、电流电压测量模块22、AI/DI模块23和AO/DO模块24。总线接口模块21上设有与微网内各分布式电源、储能装置、负荷的控制器，即底层控制器对应的总线接口213，用于连接单板机继电保护模块3的串行总线接口212，以及用于与中央处理器1连接的以太网接口211。电流电压测量模块22用于监测微网内PCC开关两侧，以及各支路、母线的电压、电流、功率和频率。AI/DI模块23用于监测将微网内各分布式电源、储能装置、负荷投入切出的执行开关的状态；AO/DO模块24控制将微网内各分布式电源、储能装置、负荷的运行，以及用于将微网内分布式电源、储能装置、负荷投入切出的执行开关的动作。微网控制器根据既定的控制策略独立运行，其控制模型和参数相对固定，很难全面准确反映微网在不同运行方式和状态下，微网控制器控制参数和保护参数的变化，也不能支持实时数字仿真系统对微网运行的控制进行决策支持和其它辅助功能。因此配电网中采用传统的被动性定值控制与保护形式的微网控制器会大大降低微网的运行的可靠性或效率。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种微网控制器，其可以支持在线的实时数字仿真系统，并以此来实现对微网变参数的保护与控制，提高微网控制器对微网的保护与控制的性能。

实现上述目的的一种技术方案是：一种微网控制器，包括中央处理器、通信模块和单板机继电保护模块，其中，所述通信模块包括总线接口模块、电流电压测量模块、AI/DI模块和AO/DO模块；

所述总线接口模块上设有与微网内各分布式电源、储能装置、负荷的控制器对应的总线接口，用于连接所述单板机继电保护模块的串行总线接口，用于与所述中央处理器连接的以太网接口；

所述电流电压测量模块用于监测微网内PCC开关两侧，以及各支路、母线的电压、电流、功率和频率；

所述AI/DI模块用于监测将微网内各分布式电源、储能装置、负荷投入切出的执行开关的状态；

所述AO/DO模块控制将微网内各分布式电源、储能装置、负荷的运行，以及用于将微网内各分布式电源、储能装置、负荷投入切出的执行开关的动作，

所述通信模块中还设有用于连接实时数字仿真系统的上行通信模块，所述中央处理器通过所述通信模块中的总线接口模块和上行通信模块，向所述实时数字仿真系统发出仿真请求，接收仿真结果。

进一步的，所述中央处理器与所述总线接口模块的以太网接口之间通过Powerlink线连接。

进一步的，所述中央处理器还连接有工业多端口集线器，所述工业多端口集线器连接HMI系统和上级SCADA服务器。

再进一步的，所述工业多端口集线器与所述上级SCADA服务器之间设有光电转换器，所述上级SCADA服务器与所述光电转换器之间通过光纤连接，所述光电转换器与所述工业多端口集线器之间通过以太网总线连接。

进一步的，所述总线接口模块中与微网内各分布式电源、储能装置、负荷的控制器对应的总线接口为PROFIBUS接口、CAN接口、RS232接口、RS485接口、TCP/IP接口以及MODBUS接口中的任意一种或多种。

进一步的，所述上行通信模块采用IEC61850通信接口，所述IEC61850通信接口与所述实时数字仿真系统的GTnet卡连接。

进一步的，所述上行通信模块包括与所述实时数字仿真系统的DI端口连接的上行数字输出接口、与所述实时数字仿真系统的DO端口连接的上行数字输入接口、与所述实时数字仿真系统的AI端口连接的上行模拟输出接口、与所述实时数字仿真系统的AO端口连接的上行模拟输入接口。

进一步的，当所述中央处理器监侧到微网结构发生变化时，所述中央处理器向所述实时数字仿真系统发出保护点短路电流仿真请求。