CN111371182A - 基于电力物联网的配电台区分布式储能系统及运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于电力物联网的配电台区分布式储能系统及运行方法，包括融合终端、分控终端、分布式储能设备、配电变压器、HPLC通信模块、电线及通信线缆，其中：所述融合终端固定设置于配电变压器侧边，且所述融合终端内部设置有HPLC通信模块，融合终端为具备HPLC高速载波通信单元的物联网智能融合终端，所述分控终端设置于分布式储能设备上，且所述分控终端内部设置有HPLC通信模块，分控终端为具备HPLC高速载波通信单元的物联网智能分控终端，本发明充分结合了HPLC载波通信技术的优点，降低了工程实施的难度，可以实现灵活的、易拓展的、即插即用的分布式储能系统网络、通信及协调控制系统。

Description

基于电力物联网的配电台区分布式储能系统及运行方法
技术领域
本发明属于电力储能技术领域，具体涉及基于电力物联网的配电台区分布式储能系统及运行方法。
背景技术
电力配电台区受负荷波动及分布式新能源接入影响，安装分布式储能系统是平抑负荷峰值功率，延缓配电系统增容的有效手段。
配电台区分布式储能系统的运行控制既要考虑总的配变负荷平衡控制，又要考虑分布式储能系统接入点的单点负荷平衡控制。
采用传统的集中控制技术手段面临着诸多困难；考虑到分布式储能系统的布点位置较为分散，设备之间、设备与主站之间的通信，如工程上采用单独铺设通信线缆或通过无线网络实现起来都较为困难。
发明内容
本发明的目的在于提供基于电力物联网的配电台区分布式储能系统及运行方法，以解决上述的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于电力物联网的配电台区分布式储能系统，包括融合终端、分控终端、分布式储能设备、配电变压器、HPLC通信模块、电线及通信线缆，其中：
所述融合终端固定设置于配电变压器侧边，且所述融合终端内部设置有HPLC通信模块，融合终端为具备HPLC高速载波通信单元的物联网智能融合终端。
所述分控终端设置于分布式储能设备上，且所述分控终端内部设置有HPLC通信模块，分控终端为具备HPLC高速载波通信单元的物联网智能分控终端。
所述分控终端可通过通信线缆与分布式储能设备进行通信；
所述配电变压器与若干分布式储能设备通过电力线连接；
所述HPLC通信模块及电力线可通过电力线载波通信技术组成HPLC载波通信网络，且所述融合终端、若干所述分控终端及所述分布式储能设备可通过HPLC载波通信网络进行信息交互，通过电力线载波通信的技术组成HPLC载波通信网络，实现各分布式储能设备之间、分布式储能设备与智能融合终端的信息交互。
所述融合终端可通过有线和/或无线与调度终端通信，且所述融合终端可通过检测回路检测并计算配电变压器低压侧的运行信息。
优选的，所述融合终端可通过HPLC载波通信网络与若干所述分控终端进行通信，去所述分控终端可通过HPLC载波通信网络与其他所述分控终端及融合终端进行通信。
优选的，所述HPLC通信模块可对信号进行调制与解调。
优选的，所述分控终端与所述分布式储能设备相互对应设置。
优选的，所述分控终端上设置有通信接口，且所述分控终端可通过通信接口与分布式储能设备连接。
优选的，所述分控终端的安装方式可采用外挂式安装、嵌入式安装或板载式安装。
优选的，本发明还提供了基于电力物联网的配电台区分布式储能系统的运行方法，具体步骤包括如下：
S1：调度终端根据系统需求计算配电台区的功率调节需求，并下发至配电台区融合终端；
S2：配电台区融合终端可对配电变压器低压侧运行数据信息进行采集，并根据调度终端指令，综合后生成需调节功率需求，并通过HPLC载波通信网络进行发布；
S3：分布式储能设备连接的分控终端，接收融合终端的需调节功率需求，并根据HPLC载波通信网络中其它分布式储能设备共享的运行数据信息，结合自身接入点的功率调节需求，根据优化算法，综合生成功率输出指令，控制自身功率输出。
本发明的技术效果和优点：该基于电力物联网的配电台区分布式储能系统及运行方法：
1、无需布线组网，基于融合终端和分控终端的HPLC载波通信网络，采用电力线载波通信，实现只要有电的场景均能适用，不需要单独铺设通信线缆或采用无线通信设备，降低了工程上的实施难度；
2、灵活的安装接入方式，基于分控终端与分布式储能设备的有线通信及灵活的安装方式，可以实现不同类型、不同阶段的设备均可以接入联网，实现设备智能化接入，便于扩容和后续升级，设备可以即插即用，具备高度的灵活性和可扩展性；
3、多目标联合优化运行控制方法，基于综合融合终端信息、分布式储能设备自身信息及其他分布式储能设备的功率运行信息，设定即满足配电侧控制需求，又满足分布式储能设备单接入点的控制需求的多目标优化，每台分布式储能设备通过优化计算，输出指令控制单台设备最优运行并实现系统最优，从而实现台区下所有分分布式储能设备舍得的分散式运行控制。
附图说明
图1为本发明配电台区分布式储能系统的系统框图；
图2为本发明基于电力物联网的配电台区分布式储能系统的运行方法的流程图。
图中：1-融合终端，2-分控终端，3-分布式储能设备，4-配电变压器，5-HPLC通信模块，6-电力线，7-通信线缆，8-HPLC载波通信网络，9-调度终端，10-检测回路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1-2，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-2中所示的基于电力物联网的配电台区分布式储能系统，包括融合终端1、分控终端2、分布式储能设备3、配电变压器4、HPLC通信模块5、电力线6及通信线缆7，其中：
可按照如图1所示的方式对融合终端1、分控终端2、分布式储能设备3进行部署安装，当有新的分布式储能设备3接入，基于HPLC载波通信网络8的特点，分布式储能设备3可以根据新接入分布式储能设备3的数量及相关信息自动调整自身输出，提高系统的兼容性、可扩展性、灵活性。
所述融合终端1固定设置于配电变压器4侧边，且所述融合终端1内部设置有HPLC通信模块5；
所述分控终端2设置于分布式储能设备3上，在本发明中分布式储能设备3的数量可根据项目实际情况来分析确定，且在本发明中分布式储能设备3的安装位置同样可根据项目实际情况来分析确定，并且在本发明中分布式储能设备3不限定厂家、型号及批次，只要能够通过合适的通信方式与分控终端2进行连接，即可接入HPLC载波通信网络8中。
所述分控终端2内部设置有HPLC通信模块5；
所述分控终端2可通过通信线缆7与分布式储能设备3进行通信；
所述配电变压器4与若干分布式储能设备3通过电力线6连接；
所述HPLC通信模块5及电力线6可通过电力线载波通信技术组成HPLC载波通信网络8，且所述融合终端1、若干所述分控终端2及所述分布式储能设备3可通过HPLC载波通信网络8进行信息交互；
所述融合终端1可通过有线和/或无线与调度终端9通信，可以实现数据的一致交互，基于组成HPLC载波通信网络8，融合终端1可检测台区配变需要的功率调节需求或接受调度终端9的功率控制指令，将此指令信息通过HPLC载波通信网络8发送至各分布式储能设备3连接的分控终端2。
所述融合终端1可通过检测回路10检测并计算配电变压器4低压侧的运行信息，融合终端1可通过检测回路10对配电变压器4低压侧的电压、电流、功率等运行信息进行检测，并且可根据配电变压器4自身的最大功率限值，可以得到需要调节的功率需求。
具体的，所述融合终端1可通过HPLC载波通信网络8与若干所述分控终端2进行通信，去所述分控终端2可通过HPLC载波通信网络8与其他所述分控终端2及融合终端1进行通信，多个节点的分布式储能设备3之间的信息传递，均通过HPLC载波通信网络8，对于其通信协议在本发明中不予以特殊限定，可以采用国家电网公司的企业标准所定义的通信协议，也可以采用自定义的通信协议。
具体的，所述HPLC通信模块5可对信号进行调制与解调。
具体的，所述分控终端2与所述分布式储能设备3相互对应设置，在本发明中，多个分布式储能设备3之间通过与其对应设置的分控终端2，通过HPLC载波通信网络8交互信息，发出当前的工作状态及当前的运行数据。
具体的，所述分控终端2上设置有通信接口，且所述分控终端2可通过通信接口与分布式储能设备3连接，可以通报但不限于RS232、RS485、CAN、LAN等通信方式。
具体的，所述分控终端2的安装方式可采用外挂式安装，分控终端2与分布式储能设备3之间通信可通过通信线缆7连接；嵌入式安装可采用对插式接口，嵌入式连接；或板载式安装将分控终端2直接焊接于分布式储能设备3内部控制器相关板卡上。
具体的，本发明还提供了基于电力物联网的配电台区分布式储能系统的运行方法，具体步骤包括如下：
S1：调度终端9根据系统需求计算配电台区的功率调节需求，并下发至配电台区融合终端1；
S2：配电台区融合终端1可对配电变压器4低压侧运行数据信息进行采集，并根据调度终端9指令，综合后生成需调节功率需求，并通过HPLC载波通信网络8进行发布；
S3：分布式储能设备3连接的分控终端2，接收融合终端1的需调节功率需求，并根据HPLC载波通信网络8中其它分布式储能设备3共享的运行数据信息，结合自身接入点的功率调节需求，根据优化算法，综合生成功率输出指令，控制自身功率输出。
在本发明中，每台分布式储能设备3经综合计算生产自身的功率输出指令控制自身输出。
并且在在本发明中，分布式储能设备3功率输出控制方法适合网络中每台设备，多台设备均采用本方法实现后，共同构成了系统的运行控制方法，良好的实现了局部最优和系统最优的结合，避免了集中控制的缺点，并可以充分利用网络中不同节点的能力实现互相支持，多台设备采用本方法共同构成了一个兼容性强、扩展性强、鲁棒性强的运行控制方法。
工作原理：该基于电力物联网的配电台区分布式储能系统，调度终端9可根据需求对配电台区的功率调节需求进行计算，并通过有线和/或无线与调度终端9通信并将功率控制指令下发至配电台区的的融合终端1，融合终端1可采集本地配电变压器4低压侧的运行数据信息，并根据调度终端9下发的功率控制指令，综合后生成需调节功率需求，并通过HPLC载波通信网络8进行传输，分布式储能设备3连接的分控终端2可接收融合终端1的需调节功率需求并通过HPLC载波通信网络8，并对其他分布式储能设备3的运行数据信息进行结合，并根据优化算法(可运用多目标优化算法功率输出指令，在本发明中不予以特殊限定，可采用蚁群算法、遗传算法、粒子群算法、聚类算法等方法来实现)，综合生成功率输出指令，控制分布式储能设备3的功率输出。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于电力物联网的配电台区分布式储能系统，包括融合终端(1)、分控终端(2)、分布式储能设备(3)、配电变压器(4)、HPLC通信模块(5)、电力线(6)及通信线缆(7)，其特征在于：
所述融合终端(1)固定设置于配电变压器(4)侧边，且所述融合终端(1)内部设置有HPLC通信模块(5)；
所述分控终端(2)设置于分布式储能设备(3)上，且所述分控终端(2)内部设置有HPLC通信模块(5)；
所述分控终端(2)可通过通信线缆(7)与分布式储能设备(3)进行通信；
所述配电变压器(4)与若干分布式储能设备(3)通过电力线(6)连接；
所述HPLC通信模块(5)及电力线(6)可通过电力线载波通信技术组成HPLC载波通信网络(8)，且所述融合终端(1)、若干所述分控终端(2)及所述分布式储能设备(3)可通过HPLC载波通信网络(8)进行信息交互；
所述融合终端(1)可通过有线和/或无线与调度终端(9)通信，且所述融合终端(1)可通过检测回路(10)检测并计算配电变压器(4)低压侧的运行信息。
2.根据权利要求1所述的基于电力物联网的配电台区分布式储能系统，其特征在于：所述融合终端(1)可通过HPLC载波通信网络(8)与若干所述分控终端(2)进行通信，去所述分控终端(2)可通过HPLC载波通信网络(8)与其他所述分控终端(2)及融合终端(1)进行通信。
3.根据权利要求1所述的基于电力物联网的配电台区分布式储能系统，其特征在于：所述HPLC通信模块(5)可对信号进行调制与解调。
4.根据权利要求1所述的基于电力物联网的配电台区分布式储能系统，其特征在于：所述分控终端(2)与所述分布式储能设备(3)相互对应设置。
5.根据权利要求1所述的基于电力物联网的配电台区分布式储能系统，其特征在于：所述分控终端(2)上设置有通信接口，且所述分控终端(2)可通过通信接口与分布式储能设备(3)连接。
6.根据权利要求1所述的基于电力物联网的配电台区分布式储能系统，其特征在于：所述分控终端(2)的安装方式可采用外挂式安装、嵌入式安装或板载式安装。
7.根据权利要求1-6述的基于电力物联网的配电台区分布式储能系统的运行方法，其特征在于，具体步骤包括如下：
S1：调度终端(9)根据系统需求计算配电台区的功率调节需求，并下发至配电台区融合终端(1)；
S2：配电台区融合终端(1)可对配电变压器(4)低压侧运行数据信息进行采集，并根据调度终端(9)指令，综合后生成需调节功率需求，并通过HPLC载波通信网络(8)进行发布；
S3：分布式储能设备(3)连接的分控终端(2)，接收融合终端(1)的需调节功率需求，并根据HPLC载波通信网络(8)中其它分布式储能设备(3)共享的运行数据信息，结合自身接入点的功率调节需求，根据优化算法，综合生成功率输出指令，控制自身功率输出。
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