[发明专利]基于GOOSE的智能微电网快速控制系统及控制策略分发方法

说明书

技术领域

本发明公开了基于GOOSE的智能微电网快速控制系统及控制策略分发方法，属于微网控制的技术领域。

背景技术

智能微网是包括分布式电源、负载、储能、及保护监控装置能构成地一个一体化的小微型电网，既可以与大电网并网运行，亦可脱离大电网实现孤岛运行。近年来，随着风电、太阳能等分布式能源技术的推广，接入低压配网的微电网系统的应用日益广泛，智能微电网的相关研究成为热点。在国家层面也有多项“863”计划的重大科研项目展开微电网系统的核心关键技术研究，部分地区已成功实施了微电网的示范工程，比如：浙江南麂岛、天津中新生态城、江西共青城等。

然而，微电网的具体实施应用场景、环境、规模等多种因素的差异较大，微电网系统可能包含多个子微网系统，且子微电网间的连接关系也越来越复杂。由此，带来了并网、离网运行模式转换时的能量冲击，及PCS出力不平衡、主电源切换带来振荡等问题，严重危害微电网系统乃至配网系统的稳定。因此如何分发微网控制器系统高效运行控制策略，从而获得快速的处理效率确保微电网的稳定运行是亟待解决的问题。

现有的微电网控制系统中，控制策略有很多是在微电网监控系统中实施的，该种方法的优点是降低了微电网控制策略实施的门槛，在任何一个有微网监控系统的地方都可以进行控制策略的应用。但该种方法的缺点是，由于控制策略是在监控系统中运行的，实时性受到很大的削弱，不能进行微电网的精益控制。

目前也有将微电网控制策略在微网控制器中运行，装置间通信有主要分无线和有线两种通信方式。无线通信方式如蓝牙、GPRS等，这种方式可靠性不高、功耗较大且投入成本高；有线通信方式有传统485总线、串口101以及以太网104等，但这种通信速度仍然较慢，时效性不能满足智能微电网控制系统的需求。

为了保证智能微电网运行、监控和管理的实时性和高效性，需要为微网控制器系统高效分发微电网控制策略。针对该问题，目前传统的控制策略分发方法是利用主控制器将控制策略按照一定的规则分发给其他控制器，这种方式下主控制器的负载较重，如果主控制器负载过重，就无法进行有效控制策略分发管理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了基于GOOSE的智能微电网快速控制系统及控制策略分发方法，在微网控制层以及过程层之外架设独立的控制策略控制器，该控制策略控制器在系统中各控制器负担较重时分担他们控制策略的分发重担，给出了一种利用控制策略统筹管理高效分发微网控制策略的方案。

 本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案。

基于GOOSE的智能微电网快速控制系统，包括控制层和过程层，控制层设备为微网中央控制器，过程层设备包含负责微电源数据采集以及动作执行的微电源控制器、负责负荷状态采集以及动作执行的负荷控制器，以及独立于控制层和过程层的控制策略服务器，微网中央控制器与过程层各控制器之间、微网中央控制器与控制策略服务器之间、控制策略服务器与过程层各控制器之间均采用GOOSE通信方式实时通讯，微网中央控制器将各控制器控制策略按照优先级以及复杂度标记后传递给控制策略服务器，控制策略服务器根据各控制器负载、未执行控制策略的优先级以及复杂度分发合适控制策略给相应控制器，微网中央控制器及过程层各控制器在负载过低时向控制策略服务器申请执行其余未执行的控制策略，各控制器在负载过高时退还部分控制策略执行权给控制策略服务器。

利用基于GOOSE智能微电网快速控制系统实现的控制策略分发方法，包括如下步骤：

A、微网中央控制器将所有控制策略按照优先级、复杂度标记后在上电初期传递给控制策略服务器； 

B、控制策略服务器根据控制策略的优先级以及复杂度建立未运行控制策略队列；

C、各控制器定期向控制策略服务器上报当前负载情况并申请执行控制策略；

D、控制策略服务器在未运行控制策略队列非空时分配控制策略给申请执行控制策略的控制器，否则，进行数据维护并等待控制器的请求；

E、控制策略服务器根据各控制器的负载情况，给申请执行控制策略的控制器分发合适的控制策略：

E-1、控制器在自身处理能力能够满足分发控制策略运算速度要求时执行分发的控制策略，且该控制器在自身负载过低时继续向控制策略服务器申请执行其余未执行的控制策略，该控制器在控制策略服务器的支配下执行分发的控制策略，

E-2、控制器在自身负载过高不能满足控制策略运算速度要求时，选择停止运行部分控制策略，并将不能执行的控制策略反馈给控制策略服务器。