CN116231872A - 一种面向乡村用户的智能能量网关及能量调控方法 - Google Patents

一种面向乡村用户的智能能量网关及能量调控方法 Download PDF

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Abstract

一种面向乡村用户的智能能量网关及能量调控方法，该网关包括智能模糊控制器、配电网并网端口、分布式电源接入端口、一般家用电器负荷接入端口、分布式储能接入端口、乡村其他可控负荷接入端口，各端口的直流接口与直流公共母线连接，通讯接口与智能模糊控制器连接，能量调控方法包括，智能模糊控制器基于双层模糊控制对分布式储能以及乡村其他可控负荷进行调控，且在双层模糊控制过程中引入了反映系统当前供需关系以及实时剩余可支配电能的中间模糊变量—能量裕度。本发明不仅实现了分布式电源的就地消纳，提高乡村用户的电能质量及供电可靠性，而且增强了对储能与乡村其它可控负荷的统一控制能力。

Description

一种面向乡村用户的智能能量网关及能量调控方法
技术领域
本发明属于智能配电技术领域，具体涉及一种面向乡村用户的智能能量网关及能量调控方法。
背景技术
目前，乡村电网的网架结构薄弱，配电变压器容量配置不足，现有的乡村电网具体存在以下问题：1）供电半径长，导线截面选择不当，当负荷过重时会出现末端电压过低；2）高渗透率的高不确定性可再生能源直接接入乡村电网，会导致潮流复杂，更有甚者会导致潮流反向，末端电压升高以及保护失效，多地政府及电力公司限制乡村可再生能源装机不得大于总容量的25%；3）乡村用电负荷受季节和节假日影响大，负荷相对集中，负荷峰谷差大，年最大用电负荷利用小时数低。然而，若对乡村配电网进行大范围改造，增加变压器容量和导线截面，成本过高，且利用率低、经济性差，经济效益和供电质量之间的矛盾难以解决。
智能能量网关，又称电能路由器，是由电力电子变压器演变而来，融合了信息和电力电子技术，是未来用户终端实现能量管理功能的核心装置，具备改善用户侧电能质量和供电可靠性的能力。智能能量网关目前已有大量的研究，但仍存在以下不足：1）对于低电压等级的智能能量网关，需要充分考虑用户的需求，由基本的电力电子变换器模块构成拓扑，已有的成果主要针对楼宇住宅和普通家庭，缺少面向乡村用户需求提出的智能能量网关拓扑结构；2）控制策略的被控对象研究，包括电负荷、冷热负荷、电化学储能等，缺少针对乡村用户的其他可控负荷如楼顶蓄水池、抽水灌溉等系统的研究；3）现有智能能量网关的控制策略多采用基于规则的控制策略中的定规则控制，但该方法一般基于蓄电池荷电状态以及光伏实时功率进行控制，可能会反复启停可控负荷或改变储能功率，大大减少储能和可控负荷的使用寿命，且严重依赖定规则中的判断阈值，阈值参数的选取主观性强，在改变端口外接装置时需重新设定参数，适应能力弱且鲁棒性差；4）现有的基于模糊控制的微电网能量管理策略，一般以储能功率或储能功率出力比例系数等作为控制器的输出，被控对象仅为储能系统，过于单一，无法充分调用系统内的其他可控负荷。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种能够充分调用乡村可控负荷和分布式储能的面向乡村用户的智能能量网关及能量调控方法。
为实现以上目的，本发明的技术方案如下：
第一方面，本发明提出一种面向乡村用户的智能能量网关，包括智能模糊控制器、配电网并网端口、分布式电源接入端口、一般家用电器负荷接入端口、分布式储能接入端口、乡村其他可控负荷接入端口，所述配电网并网端口、分布式电源接入端口、一般家用电器负荷接入端口、分布式储能接入端口、乡村其他可控负荷接入端口的直流接口与直流公共母线连接，配电网并网端口、分布式电源接入端口、一般家用电器负荷接入端口、分布式储能接入端口、乡村其他可控负荷接入端口的通讯接口与智能模糊控制器连接，且乡村其他可控负荷接入端口包括供水装置接入端口、温度调节电器接入端口中的至少一种；
所述智能模糊控制器用于对分布式储能以及乡村其他可控负荷进行能量调控。
所述供水装置接入端口包括主电路、水箱剩余容量检测传感器接口，所述主电路包括依次串联的boost DC-DC变换器、三相三线全桥变换器和断路器，所述boost DC-DC变换器、断路器分别与直流公共母线、供水装置连接；
所述温度调节电器接入端口包括主电路、室温传感器和红外遥控接口，所述主电路包括相互串联的单相全桥DC-AC变流器和断路器，所述单相全桥DC-AC变流器、断路器分别与直流公共母线、温度调节电器连接。
所述配电网并网端口包括相互串联的单相全桥双向变流器和断路器，所述单相全桥双向变流器、断路器分别与直流公共母线、乡村配电线路连接；
所述分布式电源接入端口包括相互串联的boost DC-DC变换器和断路器，所述boost DC-DC变换器、断路器分别与直流公共母线、分布式电源连接；
所述一般家用电器负荷接入端口包括相互串联的单相全桥DC-AC变流器和断路器，所述单相全桥DC-AC变流器、断路器分别与直流公共母线、一般家用电器负荷连接；
所述分布式储能接入端口包括相互串联的非隔离双向buck-boost变换器和断路器，所述非隔离双向buck-boost变换器、断路器分别与直流公共母线、分布式储能设备连接，所述分布式储能可接入电动汽车、电动农业机械。
第二方面，本发明提出一种面向乡村用户的智能能量网关的能量调控方法，包括并网运行下的能量调控方法，所述并网运行下的能量调控方法包括：
S1、分别测量各端口的实时状态数据，得到分布式电源及一般家用电器负荷的实时净功率总和
Figure SMS_1
、分布式储能的剩余电量
Figure SMS_2
、乡村其他可控负荷状态参数，并对这些变量进行模糊化处理；
S2、智能模糊控制器（1）根据模糊化的变量，基于双层模糊控制进行能量调控，得到分布式储能以及乡村其他可控负荷的控制量；
S3、智能模糊控制器（1）对分布式储能、乡村其他可控负荷按对应的控制量进行能量调控，使分布式储能、乡村其他可控负荷达到最佳运行功率。
所述S2包括：
S21、对模糊化的
Figure SMS_3
和
Figure SMS_4
进行第一层模糊推理，得到模糊化的能量裕度
Figure SMS_5
；
S22、将模糊化的
Figure SMS_6
和
Figure SMS_7
、
Figure SMS_8
与模糊化的乡村其他可控负荷状态参数分别进行第二层模糊推理，得到分布式储能、乡村其他可控负荷的模糊化控制量；
S23、对分布式储能、乡村其他可控负荷的模糊化控制量进行反模糊化，得到分布式储能、乡村其他可控负荷的具体控制量。
所述S21中，第一层模糊推理的推理规则包括：
当模糊化的
Figure SMS_9
＞0时，若模糊化的
Figure SMS_10
为大或中等，则
Figure SMS_11
为高；若模糊化的
Figure SMS_12
为小，则
Figure SMS_13
为中等；
当模糊化的
Figure SMS_14
=0时，
Figure SMS_15
为中等；
当模糊化的
Figure SMS_16
＜0时，若模糊化的
Figure SMS_17
为大或中等，则
Figure SMS_18
为中等；若模糊化的
Figure SMS_19
为小，则
Figure SMS_20
为低。
所述S22中，乡村其他可控负荷状态参数包括水箱剩余水量
Figure SMS_21
、温度差
Figure SMS_22
中的至少一种；
第二层模糊推理的推理规则包括分布式储能功率的推理规则、乡村其他可控负荷的推理规则，所述乡村其他可控负荷的推理规则包括水泵功率的推理规则、空调功率的推理规则中的至少一种；
所述分布式储能功率的推理规则包括：
当模糊化的
Figure SMS_23
≥0时，若模糊化的
Figure SMS_24
大或中等，则分布式储能维持现状；若模糊化的
Figure SMS_25
小，则分布式储能充电；
当模糊化的
Figure SMS_26
＜0时，若模糊化的
Figure SMS_27
大，则分布式储能放电，若模糊化的
Figure SMS_28
小或中等，则分布式储能维持现状；
所述水泵功率的推理规则包括：
当
Figure SMS_29
为高时，若模糊化的
Figure SMS_30
为多，则水泵停止运行；若模糊化的
Figure SMS_31
为中等，则水泵以中等功率运行；若模糊化的
Figure SMS_32
为低，则水泵以大功率运行；
当
Figure SMS_33
为中等时，若模糊化的
Figure SMS_34
为多或中等，则水泵停止运行；若模糊化的
Figure SMS_35
为低，则水泵以中等功率运行；
当
Figure SMS_36
为低时，若模糊化的
Figure SMS_37
为多或中等，则水泵停止运行，若模糊化的
Figure SMS_38
为低，则水泵以中等功率运行；
所述空调功率的推理规则包括：
当
Figure SMS_39
为高时，若模糊化的
Figure SMS_40
为大或中等，则空调以大功率运行；若模糊化的
Figure SMS_41
为小，则空调以中等功率运行；
当
Figure SMS_42
为中等时，空调以中等功率运行；
当
Figure SMS_43
为低时，若模糊化的
Figure SMS_44
为大或中等，则空调以中等功率运行；若模糊化的
Figure SMS_45
为小，则空调以小功率运行。
所述分布式储能可接入电动汽车、电动农业机械；
所述S1中，模糊化处理包括：
通过隶属度函数确定各变量对应的3个模糊子集N、Z、P，且在农忙季对
Figure SMS_46
的隶属度函数进行如下修正：
增大模糊子集N的范围；增大模糊子集Z的核；减小模糊子集P的范围。
所述能量调控方法还包括孤岛运行下的能量调控方法，所述孤岛运行下的能量调控方法包括：
智能模糊控制器控制切断配电网并网端口与配电网的连接，并进入最小化运行方式，在该运行方式下，乡村其他可控负荷接入端口切断与乡村其他可控负荷的连接，分布式电源接入端口对分布式电源进行最大功率点跟踪，一般家用电器负荷接入端口和分布式储能接入端口继续维持恒定电压输出。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明提出的面向乡村用户的智能能量网关包括智能模糊控制器、配电网并网端口、分布式电源接入端口、一般家用电器负荷接入端口、分布式储能接入端口、乡村其他可控负荷接入端口，配电网并网端口、分布式电源接入端口、一般家用电器负荷接入端口、分布式储能接入端口、乡村其他可控负荷接入端口的直流接口与直流公共母线连接，通讯接口与智能模糊控制器连接，通过智能模糊控制器实现对分布式储能以及乡村其他可控负荷的能量调控，该设计充分利用乡村资源禀赋，调用乡村可控负荷以及潜在的分布式储能，以降低乡村用户与电网之间的交换功率和对大电网的依赖程度，减少功率倒送至电网情况的发生，更好实现分布式电源的就地消纳，提高乡村用户的电能质量及供电可靠性。
2、本发明提出的面向乡村用户的智能能量网关的能量调控方法一方面基于双层模糊控制进行分布式储能以及乡村其他可控负荷的能量调控，同时保证了控制器结构的简单明了和合理可靠；另一方面，该方法在双层模糊控制中引入了反映系统当前供需关系以及实时剩余可支配电能的中间模糊变量—能量裕度，有效降低了模糊控制器对于不同类型控制对象的控制复杂度，增强了对储能与乡村其它可控负荷的统一控制能力。
3、本发明提出的面向乡村用户的智能能量网关的能量调控方法中，农忙季可以对模糊化处理中
Figure SMS_47
的隶属度函数进行修正，包括增大模糊子集N的范围、增大模糊子集Z的核、减小模糊子集P的范围，通过该修正可有效降低储能电池参与调峰的程度，保持较高的剩余电量用于耕作实，从而在满足农耕需要的同时充分调用闲置蓄电池的储能作用。
附图说明
图1为实施例1所述智能能量网关的通用拓扑结构图。
图2为实施例2所述能量调控方法的流程图。
图3为实施例2中双层模糊控制的控制框图。
图4为实施例2中模糊化处理采用的模糊隶属度函数。
图5为实施例2中第一层模糊推理则。
图6为实施例2中分布式储能功率的模糊推理规则。
图7为实施例2中水泵功率的模糊推理规则。
图8为实施例2中空调功率的模糊推理规则。
图9为实施例3中修正后的模糊隶属度函数。
具体实施方式
下面结合具体实施方式以及附图对本发明作进一步详细的说明。
智能模糊控制器是实现本发明功能的核心，控制器接收各端口反馈的电和非电信息后，根据预设的控制策略对各端口进行控制。由于本发明针对乡村单个用户，负载规模小，负载相对变化率高，基于优化的控制策略实时性差，不适用于本发明的应用场景。而基于规则的控制策略中，基于定规则的多被控对象控制策略在系统状态变化时，可能会反复启停可控负荷或改变储能功率，大大减少可控负荷和储能的使用寿命，且当被控对象增加时控制复杂度将呈指数提升，因此难以应对本发明中多被控对象的场景。现有基于模糊逻辑的微电网控制策略，多为单输出能量管理策略，被控对象是单一的储能系统，不具备合理调动系统内其他可控负荷的能力，不适用于乡村这种多种被控对象的应用场景。因此，本发明针对多被控对象的乡村智能能量网关，提出了一种新型的基于双层模糊控制的多被控对象能量调控方法，该方法充分调动储水装置、空调等乡村可控负荷参与调峰，并充分发挥电动汽车、电动农业机械中蓄电池的储能作用，降低了乡村用户与电网之间的交换功率以及对乡村配电网的依赖，减少功率倒送至电网情况的发生，提高了乡村配网对当地可再生能源的消纳能力。
本发明所提的能量管理策略应用场景为含有储能和乡村可控负荷的智能能量网关。被控对象包括了储能和不同的可控负荷，且在可控负荷扩展、增加或减少时仍具备控制能力。其中，通过智能能量网关对供水装置的合理控制，在满足用户用水需求的同时，可以实现类似储能电池对能量进行存储的功能，以对可再生能源进行更好的消纳；智能能量网关根据电能的充裕程度对温度调节电器进行适当的调节，可以以实现环境温度舒适程度和经济性之间进行平衡；根据不同季度乡村用户对农业机械的使用需求，采用不同策略对农业机械进行控制，可在满足农耕需要的同时，充分调用闲置蓄电池的储能作用。
实施例1：
参见图1，一种面向乡村用户的智能能量网关，考虑乡村电网以单相方式为用户供电，参考国家标准GB/T 156-2017中直流电压优选值，并结合以上对典型乡村用电情况的分析，设计拓扑结构由直流公共母线7、配电网并网端口2、分布式电源接入端口3、一般家用电器负荷接入端口4、分布式储能接入端口5、乡村其他可控负荷接入端口6共六类模块化端口以及智能模糊控制器1组成，具体如下：
直流公共母线7的额定电压设置为400V，起到汇集和分配各端口之间功率的作用，运行时由一个接至母线上的端口作为平衡端口，负责维持其电压的稳定，其他端口在智能模糊控制器的指令控制下进行功率交换。
参见图1，上述六类端口分别连接220V单相乡村配电线路、屋顶光伏、一般家用电器负荷、空调、水泵、接入电动汽车和电动农用机械的分布式储能，可根据用户实际需求接入智能能量网关，端口与直流公共母线7和智能模糊控制器1相对独立，各端口接入智能能量网关时，其直流接口均接入直流公共母线7，通讯接口接入智能模糊控制器1，即可实现端口的接入或扩充。
所述配电网并网端口2包括相互串联的单相全桥双向变流器和断路器，所述单相全桥双向变流器、断路器分别与直流公共母线7、220V乡村配电线路连接。该端口具备并网运行时接收有功功率和发出有功功率能力，此时由该端口维持直流母线电压；离网运行时断开该端口断路器，将智能能量网关与乡村配网隔离。
所述分布式电源接入端口3包括相互串联的boost DC-DC变换器和断路器，所述boost DC-DC变换器、断路器分别与直流公共母线7、光伏电源的中间级直流电连接。
所述一般家用电器负荷接入端口4包括相互串联的单相全桥DC-AC变流器和断路器，所述单相全桥DC-AC变流器、断路器分别与直流公共母线7、一般家用电器负荷连接，为负载提供标准单相220V的工频交流电。当配网出现电压过高或过低，频率不达标或停电等情况时，该端口仍可保持输出220V标准单相工频交流电，具备隔离功能。
所述分布式储能接入端口5的主电路由相互串联的非隔离双向buck-boost变换器和断路器构成，所述非隔离双向buck-boost变换器、断路器分别与直流公共母线7、分布式储能设备连接，另可配电池荷电状态检测器直接检测蓄电池荷电状态或从BMS处获取电池荷电状态。
所述乡村其他可控负荷接入端口6包括供水装置接入端口61、温度调节电器接入端口62。所述供水装置接入端口61包括主电路、水箱剩余容量检测传感器接口，所述主电路包括依次串联的boost DC-DC变换器、三相三线全桥变换器和断路器，所述boost DC-DC变换器、断路器分别与直流公共母线7、供水装置连接，实现对海水淡化装置、水净化装置、灌溉水池、集中供水装置等具备蓄水能力装置的控制。所述温度调节电器接入端口62包括主电路、室温传感器和红外遥控接口，所述主电路包括相互串联的单相全桥DC-AC变流器和断路器，所述单相全桥DC-AC变流器、断路器分别与直流公共母线7、温度调节电器连接，实现对用于冻库、恒温大棚、恒温养殖棚等温控设备的控制。
实施例2：
参见图2-图3，实施例1所述面向乡村用户的智能能量网关的能量调控方法，依次按照以下步骤进行：
1、实时测量配电网并网端口2的电压，并判断配电网并网端口2所连接的配电网电压是否在正常范围内，若不在，则进入步骤2进行孤岛运行下的能量调控；若在，则进入步骤3进行并网运行下的能量调控；特别的，当出现短暂的电压闪变时，具备故障穿越能力，仍进入步骤3。
2、智能模糊控制器1控制切断配电网并网端口2与配电网的连接，并进入最小化运行方式，在该运行方式下，乡村其他可控负荷接入端口6切断与乡村其他可控负荷的连接；分布式电源接入端口3对分布式电源进行最大功率点跟踪，以提供更多的电能，尽可能延长孤岛运行时间；一般家用电器负荷接入端口4继续维持恒定电压输出，保证一般负荷的正常供电，提高供电可靠性；直流公共母线7由分布式储能接入端口5进行电压维持。
3、分别测量各端口的实时状态数据，得到分布式电源及一般家用电器负荷的实时净功率总和
Figure SMS_48
、分布式储能的剩余电量
Figure SMS_49
、水箱剩余水量
Figure SMS_50
、温度差
Figure SMS_51
共四种变量，并对其进行标幺化处理，其中，
Figure SMS_52
、
Figure SMS_53
均为当前余量和总容量的比值，
Figure SMS_54
采用以下公式计算得到：
Figure SMS_55
上式中，
Figure SMS_56
为预设温度，
Figure SMS_57
为室内当前温度，当计算得到
Figure SMS_58
＞1时，
Figure SMS_59
取1。
4、通过隶属度函数对上述变量进行模糊化处理，所有变量均对应3个模糊子集N、Z、P，模糊隶属度函数如图4所示。
5、智能模糊控制器1根据模糊化的变量，基于双层模糊控制进行能量调控，得到分布式储能以及乡村其他可控负荷的控制量，具体包括：
5.1、采用“取大-取小（扎得法）”的推理合成算法，对模糊化的
Figure SMS_60
和
Figure SMS_61
进行第一层模糊推理，得到模糊化的能量裕度
Figure SMS_62
，该变量也分为3个模糊子集，分别是N、Z、P，模糊规则如图5所示，包括：
当模糊化的
Figure SMS_63
＞0时，若模糊化的
Figure SMS_64
为大或中等，则
Figure SMS_65
为高；若模糊化的
Figure SMS_66
为小，则
Figure SMS_67
为中等；
当模糊化的
Figure SMS_68
=0时，
Figure SMS_69
为中等；
当模糊化的
Figure SMS_70
＜0时，若模糊化的
Figure SMS_71
为大或中等，则
Figure SMS_72
为中等；若模糊化的
Figure SMS_73
为小，则
Figure SMS_74
为低。
5.2、将模糊化的
Figure SMS_75
和
Figure SMS_76
、
Figure SMS_77
与模糊化的
Figure SMS_78
、
Figure SMS_79
与模糊化的
Figure SMS_80
分别进行第二层模糊推理，得到分布式储能功率、水泵功率、空调功率的模糊化控制量，其中，所述分布式储能功率的推理规则如图6所示，包括：
当模糊化的
Figure SMS_81
≥0时，若模糊化的
Figure SMS_82
大或中等，则分布式储能维持现状；若模糊化的
Figure SMS_83
小，则分布式储能充电；
当模糊化的
Figure SMS_84
＜0时，若模糊化的
Figure SMS_85
大，则分布式储能放电，若模糊化的
Figure SMS_86
小或中等，则分布式储能维持现状；
所述水泵功率的推理规则如图7所示，包括：
当
Figure SMS_87
为高时，若模糊化的
Figure SMS_88
为多，则水泵停止运行；若模糊化的
Figure SMS_89
为中等，则水泵以中等功率运行；若模糊化的
Figure SMS_90
为低，则水泵以大功率运行；
当
Figure SMS_91
为中等时，若模糊化的
Figure SMS_92
为多或中等，则水泵停止运行；若模糊化的
Figure SMS_93
为低，则水泵以中等功率运行；
当
Figure SMS_94
为低时，若模糊化的
Figure SMS_95
为多或中等，则水泵停止运行，若模糊化的
Figure SMS_96
为低，则水泵以中等功率运行；
所述空调功率的推理规则如图8所示，包括：
当
Figure SMS_97
为高时，若模糊化的
Figure SMS_98
为大或中等，则空调以大功率运行；若模糊化的
Figure SMS_99
为小，则空调以中等功率运行；
当
Figure SMS_100
为中等时，空调以中等功率运行；
当
Figure SMS_101
为低时，若模糊化的
Figure SMS_102
为大或中等，则空调以中等功率运行；若模糊化的
Figure SMS_103
为小，则空调以小功率运行。
S23、对分布式储能功率、水泵功率、空调功率的模糊化控制量进行反模糊化，得到分布式储能、水泵功率、空调功率的具体控制量。本实施例中，反模糊化得到的控制量包括分布式储能的功率
Figure SMS_104
，其取值范围为[-1,1]，线性映射至分布式储能最小至最大充电功率
Figure SMS_105
；空调功率
Figure SMS_106
的取值范围为[0,1]，映射至空调停机至空调制冷或制热量的最大值
Figure SMS_107
，水泵功率
Figure SMS_108
的取值范围为[0,1]，映射至水泵停止工作至水泵功率的最大值
Figure SMS_109
。
6、智能模糊控制器1对分布式储能、水泵功率、空调功率按对应的控制量进行能量调控，使分布式储能、水泵功率、空调功率达到最佳运行功率。
实施例3：
与实施例2的不同之处在于：
所述步骤4中，在农忙季对
Figure SMS_110
的隶属度函数进行如下修正：
增大模糊子集N的范围；增大模糊子集Z的核；减小模糊子集P的范围。
修正后的隶属度函数如图9所示。

Claims (9)

1.一种面向乡村用户的智能能量网关，其特征在于，
所述智能能量网关包括智能模糊控制器（1）、配电网并网端口（2）、分布式电源接入端口（3）、一般家用电器负荷接入端口（4）、分布式储能接入端口（5）、乡村其他可控负荷接入端口（6），所述配电网并网端口（2）、分布式电源接入端口（3）、一般家用电器负荷接入端口（4）、分布式储能接入端口（5）、乡村其他可控负荷接入端口（6）的直流接口与直流公共母线（7）连接，配电网并网端口（2）、分布式电源接入端口（3）、一般家用电器负荷接入端口（4）、分布式储能接入端口（5）、乡村其他可控负荷接入端口（6）的通讯接口与智能模糊控制器（1）连接，且乡村其他可控负荷接入端口（6）包括供水装置接入端口（61）、温度调节电器接入端口（62）中的至少一种；
所述智能模糊控制器（1）用于对分布式储能以及乡村其他可控负荷进行能量调控。
2.根据权利要求1所述的一种面向乡村用户的智能能量网关，其特征在于，
所述供水装置接入端口（61）包括主电路、水箱剩余容量检测传感器接口，所述主电路包括依次串联的boost DC-DC变换器、三相三线全桥变换器和断路器，所述boost DC-DC变换器、断路器分别与直流公共母线（7）、供水装置连接；
所述温度调节电器接入端口（62）包括主电路、室温传感器和红外遥控接口，所述主电路包括相互串联的单相全桥DC-AC变流器和断路器，所述单相全桥DC-AC变流器、断路器分别与直流公共母线（7）、温度调节电器连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种面向乡村用户的智能能量网关，其特征在于，
所述配电网并网端口（2）包括相互串联的单相全桥双向变流器和断路器，所述单相全桥双向变流器、断路器分别与直流公共母线（7）、乡村配电线路连接；
所述分布式电源接入端口（3）包括相互串联的boost DC-DC变换器和断路器，所述boost DC-DC变换器、断路器分别与直流公共母线（7）、分布式电源连接；
所述一般家用电器负荷接入端口（4）包括相互串联的单相全桥DC-AC变流器和断路器，所述单相全桥DC-AC变流器、断路器分别与直流公共母线（7）、一般家用电器负荷连接；
所述分布式储能接入端口（5）包括相互串联的非隔离双向buck-boost变换器和断路器，所述非隔离双向buck-boost变换器、断路器分别与直流公共母线（7）、分布式储能设备连接，所述分布式储能可接入电动汽车、电动农业机械。
4.一种如权利要求1所述的面向乡村用户的智能能量网关的能量调控方法，其特征在于，
所述能量调控方法包括并网运行下的能量调控方法，所述并网运行下的能量调控方法包括：
S1、分别测量各端口的实时状态数据，得到分布式电源及一般家用电器负荷的实时净功率总和
Figure QLYQS_1
、分布式储能的剩余电量
Figure QLYQS_2
、乡村其他可控负荷状态参数，并对这些变量进行模糊化处理；
S2、智能模糊控制器（1）根据模糊化的变量，基于双层模糊控制进行能量调控，得到分布式储能以及乡村其他可控负荷的控制量；
S3、智能模糊控制器（1）对分布式储能、乡村其他可控负荷按对应的控制量进行能量调控，使分布式储能、乡村其他可控负荷达到最佳运行功率。
5.根据权利要求4所述的一种面向乡村用户的智能能量网关的能量调控方法，其特征在于，
所述S2包括：
S21、对模糊化的
Figure QLYQS_3
和
Figure QLYQS_4
进行第一层模糊推理，得到模糊化的能量裕度
Figure QLYQS_5
；
S22、将模糊化的
Figure QLYQS_6
和
Figure QLYQS_7
、
Figure QLYQS_8
与模糊化的乡村其他可控负荷状态参数分别进行第二层模糊推理，得到分布式储能、乡村其他可控负荷的模糊化控制量；
S23、对分布式储能、乡村其他可控负荷的模糊化控制量进行反模糊化，得到分布式储能、乡村其他可控负荷的具体控制量。
6.根据权利要求5所述的一种面向乡村用户的智能能量网关的能量调控方法，其特征在于，
所述S21中，第一层模糊推理的推理规则包括：
当模糊化的
Figure QLYQS_9
＞0时，若模糊化的
Figure QLYQS_10
为大或中等，则
Figure QLYQS_11
为高；若模糊化的
Figure QLYQS_12
为小，则
Figure QLYQS_13
为中等；
当模糊化的
Figure QLYQS_14
=0时，
Figure QLYQS_15
为中等；
当模糊化的
Figure QLYQS_16
＜0时，若模糊化的
Figure QLYQS_17
为大或中等，则
Figure QLYQS_18
为中等；若模糊化的
Figure QLYQS_19
为小，则
Figure QLYQS_20
为低。
7.根据权利要求6所述的一种面向乡村用户的智能能量网关的能量调控方法，其特征在于，
所述S22中，乡村其他可控负荷状态参数包括水箱剩余水量
Figure QLYQS_21
、温度差
Figure QLYQS_22
中的至少一种；
第二层模糊推理的推理规则包括分布式储能功率的推理规则、乡村其他可控负荷的推理规则，所述乡村其他可控负荷的推理规则包括水泵功率的推理规则、空调功率的推理规则中的至少一种；
所述分布式储能功率的推理规则包括：
当模糊化的
Figure QLYQS_23
≥0时，若模糊化的
Figure QLYQS_24
为大或中等，则分布式储能维持现状；若模糊化的
Figure QLYQS_25
为小，则分布式储能充电；
当模糊化的
Figure QLYQS_26
＜0时，若模糊化的
Figure QLYQS_27
为大，则分布式储能放电，若模糊化的
Figure QLYQS_28
为小或中等，则分布式储能维持现状；
所述水泵功率的推理规则包括：
当
Figure QLYQS_29
为高时，若模糊化的
Figure QLYQS_30
为多，则水泵停止运行；若模糊化的
Figure QLYQS_31
为中等，则水泵以中等功率运行；若模糊化的
Figure QLYQS_32
为低，则水泵以大功率运行；
当
Figure QLYQS_33
为中等时，若模糊化的
Figure QLYQS_34
为多或中等，则水泵停止运行；若模糊化的
Figure QLYQS_35
为低，则水泵以中等功率运行；
当
Figure QLYQS_36
为低时，若模糊化的
Figure QLYQS_37
为多或中等，则水泵停止运行，若模糊化的
Figure QLYQS_38
为低，则水泵以中等功率运行；
所述空调功率的推理规则包括：
当
Figure QLYQS_39
为高时，若模糊化的
Figure QLYQS_40
为大或中等，则空调以大功率运行；若模糊化的
Figure QLYQS_41
为小，则空调以中等功率运行；
当
Figure QLYQS_42
为中等时，空调以中等功率运行；
当
Figure QLYQS_43
为低时，若模糊化的
Figure QLYQS_44
为大或中等，则空调以中等功率运行；若模糊化的
Figure QLYQS_45
为小，则空调以小功率运行。
8.根据权利要求4所述的一种面向乡村用户的智能能量网关的能量调控方法，其特征在于，
所述分布式储能可接入电动汽车、电动农业机械；
所述S1中，模糊化处理包括：
通过隶属度函数确定各变量对应的3个模糊子集N、Z、P，且在农忙季对
Figure QLYQS_46
的隶属度函数进行如下修正：
增大模糊子集N的范围；增大模糊子集Z的核；减小模糊子集P的范围。
9.根据权利要求4所述的一种面向乡村用户的智能能量网关的能量调控方法，其特征在于，
所述能量调控方法还包括孤岛运行下的能量调控方法，所述孤岛运行下的能量调控方法包括：
智能模糊控制器（1）控制切断配电网并网端口（2）与配电网的连接，并进入最小化运行方式，在该运行方式下，乡村其他可控负荷接入端口（6）切断与乡村其他可控负荷的连接，分布式电源接入端口（3）对分布式电源进行最大功率点跟踪，一般家用电器负荷接入端口（4）和分布式储能接入端口（5）继续维持恒定电压输出。
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