CN111600382B - 一种电网功率调度系统、方法、装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电网功率调度系统、方法、装置及存储介质，所述系统：包括上位机和储能变流器，所述上位机通过RS485/以太网与储能变流器双向通信连接，所述上位机还通过并行通信总线与所述储能变流器双向通信连接；当RS485/以太网通信异常且超过预设时间未恢复正常时，启用并行通信总线；当RS485/以太网通信恢复正常时，退出并行通信总线，重新启用RS485/以太网。本发明中RS485/以太网和并行通信总线一用一备，实现了上位机与储能变流器之间的冗余通信设计，即便在RS485/以太网故障的情况下，依然能够通过并行通信总线保证上位机与储能变流器之间的可靠通信，提高了系统运行的稳定性。

Description

一种电网功率调度系统、方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及一种电网功率调度系统、方法、装置及存储介质，属于电网调度技术领域。
背景技术
近年来新能源发电蓬勃发展，通过储能变流器的配合规避了可再生能源发电间歇性特点，实现了平抑新能源发电、削峰填谷，应急供电等。
目前储能变流器普遍采用的电网功率调度控制方法为：上位机通过RS485或以太网通信下发控制指令到储能变流器，储能变流器响应控制命令，执行响应的动作，从而实现电网与储能装置之间的能量双向流动。但是，如果储能变流器与上位机之间通信中断，就会影响系统的稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电网功率调度系统、方法、装置及存储介质，能够提高系统运行的稳定性。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种电网功率调度系统，包括上位机和储能变流器，所述上位机通过RS485/以太网与储能变流器双向通信连接，所述上位机还通过并行通信总线与所述储能变流器双向通信连接；当上位机检测到RS485/以太网通信异常且超过预设时间未恢复正常时，启用并行通信总线；当上位机检测到RS485/以太网通信恢复正常时，退出并行通信总线，重新启用RS485/以太网。
结合第一方面，进一步的，当RS485/以太网和并行通信总线均处于通信正常状态时，所述RS485/以太网的启用优先级高于所述并行通信总线。
结合第一方面，进一步的，所述并行通信总线包括控制总线、读数据总线和写数据总线；当所述储能变流器为多个时，各储能变流器均配置有各自的控制总线，以实现各储能变流器的投退；各储能变流器共用同一读数据总线和同一写数据总线，以实现各储能变流器与上位机之间的数据交互。
第二方面，本发明提供了一种第一方面任一项所述电网功率调度系统的功率调度方法，所述方法包括如下步骤：
对RS485/以太网进行通信检测：若检测到RS485/以太网通信异常，且超过预设时间未恢复正常，则启用所述并行通信总线，通过并行通信总线与储能变流器进行数据交互，实现电网功率调度；
若检测到RS485/以太网通信恢复正常，则退出并行通信总线，重新启用RS485/以太网，通过RS485/以太网与储能变流器进行数据交互，实现电网功率调度。
结合第二方面，进一步的，所述预设时间不大于10秒。
结合第二方面，进一步的，通过并行通信总线与储能变流器进行数据交互的方法包括如下步骤：
将控制指令写入并行通信总线的写数据总线；
将与相应储能变流器连接的并行通信总线的控制总线置为低电平，以使储能变流器能够接入并行通信网络；
将所述控制指令发送至储能变流器，以使储能变流器能够根据所述控制指令调整输出功率；
待储能变流器将用于调整输出功率的运行数据写入读数据总线后，将并行通信总线的控制总线置为高电平，以使储能变流器退出并行通信网络；
从读数据总线读取所述运行数据，根据所述运行数据结合运行控制策略进行电网功率调度。
第三方面，本发明提供了一种电网功率调度装置，所述装置包括如下模块：
检测模块：用于对RS485/以太网进行通信检测；
并行通信总线启用模块：用于当检测模块检测到RS485/以太网通信异常，且超过预设时间未恢复正常时，启用所述并行通信总线；
RS485/以太网重启模块：用于当检测模块检测到RS485/以太网通信恢复正常时，退出并行通信总线，重新启用RS485/以太网；
电网功率调度模块：用于当启用并行通信总线时，通过并行通信总线与储能变流器进行数据交互，实现电网功率调度；当启用RS485/以太网时，通过RS485/以太网与储能变流器进行数据交互，实现电网功率调度。
结合第三方面，进一步的，所述电网功率调度模块包括：
写入模块：用于将控制指令写入并行通信总线的写数据总线；
低电平置位模块：用于将与相应储能变流器连接的并行通信总线的控制总线置为低电平，以使储能变流器能够接入并行通信网络；
发送模块：用于将所述控制指令发送至储能变流器，以使储能变流器能够根据所述控制指令调整输出功率；
高电平置位模块：用于待储能变流器将用于调整输出功率的运行数据写入读数据总线后，将并行通信总线的控制总线置为高电平，以使储能变流器退出并行通信网络；
读取模块：用于从读数据总线读取所述运行数据；
执行模块：用于根据所述运行数据结合运行控制策略进行电网功率调度。
第四方面，本发明提供了一种电网功率调度装置，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行第二方面任一项所述方法的步骤。
第五方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第二方面任一项所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明至少能够达到如下有益效果：所述上位机能够通过并行通信总线和RS485/以太网中的任一种与储能变流器双向通信连接，RS485/以太网和并行通信总线一用一备，实现了上位机与储能变流器之间的冗余通信设计，即便在RS485/以太网故障的情况下，依然能够通过并行通信总线保证上位机与储能变流器之间的可靠通信，提高了系统运行的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种电网功率调度系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的上位机与储能变流器一对一通过并行通信总线连接的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的上位机与储能变流器一对多通过并行通信总线连接的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的并网通信总线投退方法流程图；
图5是本发明实施例提供的上位机通过并行通信总线与储能变流器进行数据交互的时序图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，是本发明实施例提供的一种电网功率调度系统的结构示意图，包括上位机和储能变流器，所述上位机和储能变流器之间能够通过RS485/以太网双向通信连接，也能够通过并行通信总线双向通信连接，RS485/以太网和并行通信总线一用一备，更具体的说：当上位机检测到RS485/以太网通信异常且超过预设时间未恢复正常时，启用并行通信总线；当上位机检测到RS485/以太网通信恢复正常时，退出并行通信总线，重新启用RS485/以太网。
本发明实施例在上位机和储能变流器之间增设了并行通信总线，并行通信总线和RS485/以太网构成了上位机和储能变流器之间冗余通信设计，即便在RS485/以太网故障的情况下，依然能够通过并行通信总线保证上位机与储能变流器之间的可靠通信，提高了系统运行的稳定性。
需要说明的是，由于并行通信总线属于冗余设计，其数据传输位数相对RS485/以太网偏低，为保证系统具有更高的数据传输精度，当RS485/以太网和并行通信总线均处于通信正常状态时，RS485/以太网的启用优先级高于所述并行通信总线。
本发明实施例中所采用的并行通信总线包括控制总线、写数据总线和读数据总线。如图2所示，当上位机与储能变流器为一对一通信连接时，控制总线连接上位机和储能变流器的相应控制端口，用于控制储能变流器的投退；写数据总线连接了上位机的写数据端口与储能变流器的读数据端口，上位机可以通过写数据总线向储能变流器写入控制指令，控制指令包括参数设置等指令；读数据总线连接了上位机的读数据端口与储能变流器的写数据端口，上位机可以通过读数据总线读取储能变流器的运行数据，如：储能变流器的频率、电压等电气参数。
如图3所示，一个上位机也可以对应连接多个储能变流器，但每个储能变流器均应配置有各自的控制总线，各控制总线均与上位机的控制端口对应连接。上位机可以通过控制端口下发带有控制总线识别信息的控制信号，根据该控制信号能够选择目标控制总线，从而使对应储能变流器接入。为节约上位机的引脚资源，各储能变流器可以共用一组写数据总线和一组读数据总线，同一时刻，仅允许有一个储能变流器占用写数据总线和读数据总线，其他储能变流器保持退出状态，不占用读/写数据总线。各储能变流器根据控制总线获悉上位机的投退需求，上位机通过写数据总线和读数据总线分别完成储能变流器的写数据和读数据操作，有利于通信的有序进行，通信时无严格的时间要求，时序更加宽松，能够避免多个储能变流器控制逻辑冲突的发生。
本发明实施例还提供了一种功率调度方法，能够采用本发明实施例任一项所述的电网功率调度系统实现，所述方法包括如下步骤：
对RS485/以太网进行通信检测：若检测到RS485/以太网通信异常，且超过预设时间未恢复正常，则启用所述并行通信总线，通过并行通信总线与储能变流器进行数据交互，以实现电网功率调度；
若检测到RS485/以太网通信恢复正常，则退出并行通信总线，重新启用RS485/以太网，通过RS485/以太网与储能变流器进行数据交互，以实现电网功率调度。
可见，本发明实施例所提供的功率调度方法存在RS485/以太网和并行通信总线的冗余通信设计，即便RS485/以太网通信异常，也能够通过并行通信总线实现与储能变流器的数据交互，从而实现电网功率调度，能够提高系统运行的稳定性。
在本发明实施例中，并网通信总线的投退可以采用如图4所示的方法步骤：
首先判断RS485/以太网通信是否正常：若RS485/以太网通信正常，则退出并网通信总线；否则，继续判断RS485/以太网通信异常是否超时：若是，则启动并行通信总线；否则，重新返回判断RS485/以太网通信是否正常。
由于RS485/以太网比并行通信总线拥有更多的数据传输位数，能够保证更高的数据传输精度，因此，在并行通信总线投入使用期间，需要循环判断RS485/以太网通信是否正常，一旦RS485/以太网恢复正常，则立即退出并行通信总线。
结合通信过程中的数据帧周期，一般连续10次左右未收到应答数据，就判断RS485/以太网通信异常超时或设备离线，因此，在本发明实施例中，预设时间不大于10秒，该值为经验值。
参照图5所示的时序图，当并行通信总线投入使用，上位机通过并行通信总线与储能变流器进行数据交互的方法主要包括如下步骤：
T0时刻，上位机准备写储能变流器的控制指令或读储能变流器的运行数据，控制指令可以是参数设置指令；于上位机一侧而言，上位机先将储能变流器的控制指令置于写数据总线；
T1时刻，上位机将并行通信总线的控制总线置为低电平，以使储能变流器能够接入并行通信网络；应当明白，当储能变流器为多个时，被置为低电平的控制总线应当是与待接入储能变流器连接的控制总线；
T2时刻，将所述控制指令发送至储能变流器，以使储能变流器能够根据所述控制指令调整输出功率；同时，储能变流器将用于调整输出功率的运行数据写入读数据总线；
T3时刻，上位机将并行通信总线的控制总线置为高电平，以使储能变流器退出并行通信网络；
T4时刻，上位机从读数据总线读取所述运行数据，根据所述运行数据结合运行控制策略进行电网功率调度。
根据图5所示的时序图，可以看出：上位机可以在一个控制周期内完成对储能变流器的读写，时序环节较少，读写速度快，有利于上位机和储能变流器之间的数据交互。
本发明实施例还提供了一种电网功率调度装置，能够用于实现前述的功率控制方法，所述装置包括如下模块：
检测模块：用于对RS485/以太网进行通信检测；
并行通信总线启用模块：用于当检测模块检测到RS485/以太网通信异常，且超过预设时间未恢复正常时，启用所述并行通信总线；
RS485/以太网重启模块：用于当检测模块检测到RS485/以太网通信恢复正常时，退出并行通信总线，重新启用RS485/以太网；
电网功率调度模块：用于当启用并行通信总线时，通过并行通信总线与储能变流器进行数据交互，实现电网功率调度；当启用RS485/以太网时，通过RS485/以太网与储能变流器进行数据交互，实现电网功率调度。
其中，所述电网功率调度模块包括：
写入模块：用于将控制指令写入并行通信总线的写数据总线；
低电平置位模块：用于将与相应储能变流器连接的并行通信总线的控制总线置为低电平，以使储能变流器能够接入并行通信网络；
发送模块：用于将所述控制指令发送至储能变流器，以使储能变流器能够根据所述控制指令调整输出功率；
高电平置位模块：用于待储能变流器将用于调整输出功率的运行数据写入读数据总线后，将并行通信总线的控制总线置为高电平，以使储能变流器退出并行通信网络；
读取模块：用于从读数据总线读取所述运行数据；
执行模块：用于根据所述运行数据进行电网功率调度。
本发明实施例还提供了一种电网功率调度装置，该装置包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行前述任一项功率控制方法的步骤。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述任一项功率控制方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电网功率调度系统的功率调度方法，其特征在于，所述电网功率调度系统包括上位机和储能变流器，所述上位机通过RS485/以太网与储能变流器双向通信连接，所述上位机还通过并行通信总线与所述储能变流器双向通信连接；当上位机检测到RS485/以太网通信异常且超过预设时间未恢复正常时，启用并行通信总线；当上位机检测到RS485/以太网通信恢复正常时，退出并行通信总线，重新启用RS485/以太网；
所述方法包括如下步骤：
对RS485/以太网进行通信检测：若检测到RS485/以太网通信异常，且超过预设时间未恢复正常，则启用所述并行通信总线，通过并行通信总线与储能变流器进行数据交互，以实现电网功率调度；
若检测到RS485/以太网通信恢复正常，则退出并行通信总线，重新启用RS485/以太网，通过RS485/以太网与储能变流器进行数据交互，以实现电网功率调度；
通过并行通信总线与储能变流器进行数据交互的方法包括如下步骤：
将控制指令写入并行通信总线的写数据总线；
将与相应储能变流器连接的并行通信总线的控制总线置为低电平，以使储能变流器能够接入并行通信网络；
将所述控制指令发送至储能变流器，以使储能变流器能够根据所述控制指令调整输出功率；
待储能变流器将用于调整输出功率的运行数据写入读数据总线后，将并行通信总线的控制总线置为高电平，以使储能变流器退出并行通信网络；
从读数据总线读取所述运行数据，并结合运行控制策略进行电网功率调度。
2.根据权利要求1所述的功率调度方法，其特征在于，所述预设时间不大于10秒。
3.一种电网功率调度装置，其特征在于，所述装置包括如下模块：
检测模块：用于对RS485/以太网进行通信检测；
并行通信总线启用模块：用于当检测模块检测到RS485/以太网通信异常，且超过预设时间未恢复正常时，启用并行通信总线；
RS485/以太网重启模块：用于当检测模块检测到RS485/以太网通信恢复正常时，退出并行通信总线，重新启用RS485/以太网；
电网功率调度模块：用于当启用并行通信总线时，通过并行通信总线与储能变流器进行数据交互，实现电网功率调度；当启用RS485/以太网时，通过RS485/以太网与储能变流器进行数据交互，实现电网功率调度；所述电网功率调度模块包括：
写入模块：用于将控制指令写入并行通信总线的写数据总线；
低电平置位模块：用于将与相应储能变流器连接的并行通信总线的控制总线置为低电平，以使储能变流器能够接入并行通信网络；
发送模块：用于将所述控制指令发送至储能变流器，以使储能变流器能够根据所述控制指令调整输出功率；
高电平置位模块：用于待储能变流器将用于调整输出功率的运行数据写入读数据总线后，将并行通信总线的控制总线置为高电平，以使储能变流器退出并行通信网络；
读取模块：用于从读数据总线读取所述运行数据；
执行模块：用于根据所述运行数据结合运行控制策略进行电网功率调度。
4.一种电网功率调度装置，其特征在于，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1~2任一项所述方法的步骤。
5.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1~2任一项所述方法的步骤。
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