[发明专利]一种户用微网能量路由器能量管理单元的通信方法

说明书

一种户用微网能量路由器能量管理单元的通信方法，针对户用光伏分布式发电设备、锂电池储能设备、典型家用电器（照明LED灯具等交、直流负荷）所形成的家庭集成型能源系统，采用一种基于IEC61850的数据通信模型，将IEC61850国际标准应用于微电网通信系统，通过数据与网络层的通讯协议转换，减少了底层设备使用各自分散复杂的设备通讯协议，利于微电网能量管理系统对数据的集成和统一管理，避免了现有微电网数据交换过程中使用的标准多样化问题，提高了IEC61850客户端读取IEC61850服务器中数据的效率。

技术领域

本发明涉及用于解决家用分布式光伏发电、锂电池储能、典型家用电器（LED灯具、交直流负荷）集成优化控制和管理等应用问题领域，尤其设计一种户用微网能量路由器能量管理单元的通信方法。

背景技术

长期以来，我国电力工业以计划经济思维为主导，形成了“发输配售”高度一体化的“集中、垂直”业务模式；虽历经多次改革，电网企业统购统销的经营模式，目前仍属法律明文规定的经营方式。换言之，电力供应商是电网，用户就是用户，两者位置不容颠倒，否则涉嫌违规供电。

分布式发电则完全将电力供应商与用户的概念模糊化。电网也不再是传统意义上的卖电商人，而是把散落在各地的大客户、普通居民等分布式能源用户的空余电能聚集在一个平台上，进行最大限度的资源调配，提高能效。

在这样的互联网+电网的大背景下，在售电侧市场建设如火如荼的今天，与未来万马奔腾的售电需求相适应。谁先做出能源路由器，谁就能抢占未来先机。有人预测，下一个“阿里巴巴”将会出现在能源互联网领域，不过在这之前必须解决能源路由器能量管理这一个关键问题。

在现有信息网络里，路由器控制着数据的输送、分配，相对的，能源网络里的路由器也承担着分散协同与交换能源量的重任，想要解决这一难题，就得打造一个基本实现自我调控的智能化电力系统，而这需要整合柔性直流电输电技术、储能技术、电力电子控制技术以及数据处理技术。

发明内容

针对户用光伏分布式发电设备、锂电池储能设备、典型家用电器（照明LED灯具等交、直流负荷）所形成的家庭集成型能源系统，采用一种基于IEC61850的数据通信模型，将IEC61850国际标准应用于微电网通信系统，通过固态变压器中集成的逆变器、变换器、整流器等元器件监测采集交流负荷、直流负荷、光伏、电池的运行情况，然后通过以太网、MODBUS协议对外提供数据通讯，为微网监采主站（MEMS）提供户用微网运行数据。

一种户用微网能量路由器能量管理单元通信系统的设计方法，所述步骤具体为：

1.微电网通信方案的选择

对于数据采集层和数据汇集层间的通信，节点相对较少，网络结构相对简单规模较小的微电网可直接采用各采集设备自有的通信协议如RS485、RS232、CAN总线、Modbus协议、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、IEC61850协议等，也有多种协议融合的通信方式。

微电网通信的特殊要求主要体现在高综合性、高可靠性、公认标准和高经济性四个方面。设计通信技术方案时，要考虑成本、传输数据的类型、微电网的规模、通信节点的地理位置等综合因素，同时要利用不同通信技术的优势和特点选取最适合的通信技术，也可对通信技术和通信规约搭配使用，最大程度地发挥不同通信技术和不同通信规约的优势，完善自己的通信方案，建设自治、高速、双向的通信网络。

由于本专利应用微电网规模较小，采集设备比较分散，所以逆变器、变换器、整流器等监测交流负荷、直流负荷、光伏、电池所在的数据采集层与固态变压器所在的数据汇集层之间采用设备自有的传统的基于TCP/IP的Modbus协议、RS232协议和RS485协议融合的通信方式，通过固态变压器中集成各设备运行情况，汇集户用微网各设备的运行数据。

2.微电网数据通信模型