CN208013733U - 微网中央控制器和微网分层控制系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了MGCC和微网分层控制系统，以实现对MGCC的硬件架构开发设计。该MGCC的I/O接口包括两个RJ45接口，一个RJ45接口连接可控物理层，另一RJ45接口连接分析决策层，每个RJ45接口都使用独立网卡；其I/O接口还包括串行硬件驱动器接口，用于接入存储有Windows操作系统的硬盘；其I/O接口还包括USB接口，用于插接存储有升级程序的优盘；其I/O接口还包括用于插接鼠标和键盘的接口；其I/O接口还包括显示器接口；其I/O接口还包括Micro SD卡插槽，所述Micro SD卡用作数据掉电保持存储区；其I/O接口还包括光纤接口；其I/O接口还包括FPGA扩展的特殊协议通讯接口。
Description
技术领域
本实用新型涉及微网分层技术领域，更具体地说，涉及微网中央控制器和微网分层控制系统。
背景技术
微网分层控制是指采用一个中央控制器来统一协调管理本地各个分布式电源、负荷以及储能系统，实现微网安全、可靠、稳定的运行。目前普遍采用的是三层控制架构，如图1所示，通常分为可控物理层(底层)、微网执行层(中间层)和分析决策层(顶层)。
具体的，将微网划分成多个子微网，每个子微网中的分布式电源、负荷以及储能系统分别由微源控制器、负荷控制器以及储能控制器进行本地控制；每个MGCC(MicrogridCentr Controller，微网中央控制器)管理控制一个子微网；CAMC(Central autonomousmanagement controller，中央自主管理控制器)负责各子微网之间的协调控制。其中，各微源控制器、负荷控制器以及储能控制器统称为可控物理层，各MGCC称为微网执行层，CAMC、EMS(energy management system，微网能量管理平台)以及SCADA(Supervisory ControlAnd Data Acquisition，数据采集与监视控制系统)统称为分析决策层。
在上述三层控制架构中，MGCC的作用承上启下，但目前对于MGCC的研究还一直停留在理论研究和仿真建模阶段，欠缺实际物理实体研究。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了MGCC和微网分层控制系统，以实现对MGCC的硬件架构开发设计。
一种微网中央控制器，包括中央处理器，以及用于实现所述中央处理器和外设间信息交换的I/O接口，其中：
所述I/O接口包括两个RJ45接口，一个RJ45接口连接可控物理层，另一RJ45接口连接分析决策层，每个RJ45接口都使用独立网卡；
所述I/O接口还包括串行硬件驱动器接口，用于接入存储有Windows操作系统的硬盘；
所述I/O接口还包括USB接口，用于插接存储有升级程序的优盘；
所述I/O接口还包括用于插接鼠标和键盘的接口；
所述I/O接口还包括显示器接口，用于连接操作面板显示器；
所述I/O接口还包括Micro SD卡插槽，所述Micro SD卡用作数据掉电保持存储区；
所述I/O接口还包括光纤接口，对应的，所述微网中央控制器还包括连接在所述中央处理器与所述光纤接口之间的光电转换器
所述I/O接口还包括FPGA扩展的特殊协议通讯接口。
可选地，所述独立网卡采用高速串行点对点双通道高带宽传输。
可选地，所述串行硬件驱动器接口为串行高级技术附件SATA。
可选地，所述用于插接鼠标和键盘的接口均采用USB接口。
可选地，所述显示器接口采用DVI-I接口，兼容VGA和DVI-D。
可选地，所述特殊协议通讯接口为工业实时以太网EtherCAT协议通讯接口。
可选地，所述I/O接口还包括若干个备用接口。
可选地，所述备用接口为USB接口、RS232接口、485接口、CAN总线接口、Profibus接口以及Ethernet网口中的一个或任意几个。
一种微网分层控制系统，包括：如上述公开的任一种微网中央控制器。
从上述的技术方案可以看出，本实用新型公开的MGCC支持串口、网口、光口、USB接口、Micro SD卡插槽等多种接口，并支持特殊协议通讯接口拓展，满足了用户对多类型接口的兼容需求，大大提高了MGCC在实际应用过程中的广泛兼容性。本实用新型对MGCC的硬件架构上做了详细阐述，为以后的设计开发提供了借鉴作用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术公开的一种微网分层控制架构示意图；
图2为本实用新型实施例公开的一种MGCC硬件结构示意图；
图3为本实用新型实施例公开的一种MGCC软件架构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图2所示，本实用新型实施例公开了一种MGCC，包括CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)以及用于实现所述CPU和外设间信息交换的I/O接口，所述MGCC的硬件构造具体描述如下：
所述I/O接口包括两个RJ45接口，一个RJ45接口连接可控物理层，另一RJ45接口连接分析决策层，每个RJ45接口都使用独立网卡。具体的，所述独立网卡可采用高速串行点对点双通道高带宽传输，速度上可支持10/100/1000M bit/s自适应，但并不局限。
所述I/O接口还包括串行硬件驱动器接口，例如SATA(Serial AdvancedTechnology Attachment，串行高级技术附件)。所述串行硬件驱动器接口可采用卡槽形式，用于接入存储有Windows操作系统的硬盘，可选容量大小例如为4G、8G、16G、32G或64G等。可选地，所述Windows操作系统支持嵌入式WinCE、Win7以及Win10等。
所述I/O接口还包括USB接口，用于插接存储有升级程序的优盘，方便软件升级。
所述I/O接口还包括用于插接鼠标和键盘的接口，在插接鼠标和键盘后，MGCC可直接作为PC(personal computer，个人计算机)机使用，方便后期运维人员不带电脑即可操作。具体的，所述用于插接鼠标和键盘的接口通常采用USB接口，此时MGCC中至少包含三个USB接口，图2仅示出一个USB接口作为示例。
所述I/O接口还包括显示器接口，用于连接操作面板显示器，方便直接显示或操控MGCC。具体的，所述显示器接口可采用DVI-I接口，兼容VGA(Video Graphics Array，视频图形阵列)和DVI-D，但并不局限。
所述I/O接口还包括Micro SD卡插槽，所述Micro SD卡用作数据掉电保持存储区，其可选容量大小例如为512MB、1G、2G、4G或8G等。具体的，Micro SD卡是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它具有体积小、数据传输速度快、可热插拔等优良的特性，在小型化、大容量、高速率数据存储中具有无可替代的作用。
所述I/O接口还包括光纤接口，对应的，MGCC还包括连接在CPU与所述光纤接口之间的光电转换器，由于MGCC内置光电转换器，因此在使用时不需要外扩光纤转换器就可以进行远距离光纤传输。
所述I/O接口还包括FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)扩展的特殊协议通讯接口，目的是支持某些特定合作方的特定通讯，比如德国倍福的工业实时以太网EtherCAT协议等，以提高MGCC在实际应用过程中的广泛兼容性。
由以上描述可知，本实施例公开的MGCC支持串口、网口、光口、USB接口、Micro SD卡插槽等多种接口，并支持特殊协议通讯接口拓展，满足了用户对多类型接口的兼容需求，大大提高了MGCC在实际应用过程中的广泛兼容性。本实施例对MGCC的硬件架构上做了详细阐述，为以后的设计开发提供了借鉴作用。
可选地，仍参见图2，所述I/O接口还包括若干个备用接口，例如USB接口、RS232接口、485接口、CAN总线接口、Profibus接口以及Ethernet网口等常用接口中的一个或任意几个。
其中，所述CPU可支持处理器—新一代多核，其中包括Atom、Celeron以及Core等性能各异的处理器。与CPU直接交换数据的内部存储器，可以是DDR3RAM，如图2所示。
下面，再对所述MGCC的软件架构做简单说明。
如图3所示，所述MGCC的Windows操作系统主要分为两块。一块为Windows实时内核区，主要功能是利用微网高级功能模块、实时数据库、数据同步单元之间的交互，进行实时任务的读写。所述微网高级功能模块包括削峰填谷控制模块、二次调压调频控制模块、并离网切换控制模块，另外还有一些其他微网功能模块如有功/无功控制(P/Q)模块、电压/频率控制(U/F)模块等，本文不再一一阐述。另一块为Windows应用区，主要功能是利用数据同步单元、关系数据库SQLite、WEB模块之间的交互，进行关系数据库SQLite的读写以及WEB页面的上行信息展示和传送下行配置信息。
所述MGCC支持标准电力规约，图3中展示了支持IEC104通讯示意图。其中，微网高级功能的实现主要基于可编程控制逻辑，控制逻辑运行需要的数据信息包括模拟量、开关量以及数字量都来自于对实时数据库的读写，而实时数据库的信息主要来自可控物理层的微源控制器、负荷控制器以及储能控制器，通过网口，走标准电力规约IEC104通讯总线上传下发。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种微网中央控制器，其特征在于，包括中央处理器，以及用于实现所述中央处理器和外设间信息交换的I/O接口，其中：
所述I/O接口包括两个RJ45接口，一个RJ45接口连接可控物理层，另一RJ45接口连接分析决策层，每个RJ45接口都使用独立网卡；
所述I/O接口还包括串行硬件驱动器接口，用于接入存储有Windows操作系统的硬盘；
所述I/O接口还包括USB接口，用于插接存储有升级程序的优盘；
所述I/O接口还包括用于插接鼠标和键盘的接口；
所述I/O接口还包括显示器接口，用于连接操作面板显示器；
所述I/O接口还包括Micro SD卡插槽，所述Micro SD卡用作数据掉电保持存储区；
所述I/O接口还包括光纤接口，对应的，所述微网中央控制器还包括连接在所述中央处理器与所述光纤接口之间的光电转换器；
所述I/O接口还包括FPGA扩展的特殊协议通讯接口。
2.根据权利要求1所述的微网中央控制器，其特征在于，所述独立网卡采用高速串行点对点双通道高带宽传输。
3.根据权利要求1所述的微网中央控制器，其特征在于，所述串行硬件驱动器接口为串行高级技术附件SATA。
4.根据权利要求1所述的微网中央控制器，其特征在于，所述用于插接鼠标和键盘的接口均采用USB接口。
5.根据权利要求1所述的微网中央控制器，其特征在于，所述显示器接口采用DVI-I接口，兼容VGA和DVI-D。
6.根据权利要求1所述的微网中央控制器，其特征在于，所述特殊协议通讯接口为工业实时以太网EtherCAT协议通讯接口。
7.根据权利要求1所述的微网中央控制器，其特征在于，所述I/O接口还包括若干个备用接口。
8.根据权利要求7所述的微网中央控制器，其特征在于，所述备用接口为USB接口、RS232接口、485接口、CAN总线接口、Profibus接口以及Ethernet网口中的一个或任意几个。
9.一种微网分层控制系统，其特征在于，包括：如权利要求1-8中任一项所述的微网中央控制器。
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| CN201820374448.3U CN208013733U (zh) | 2018-03-19 | 2018-03-19 | 微网中央控制器和微网分层控制系统 |
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| CN112610419A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-06 | 南京工程学院 | 一种基于plc和mscⅱ控制的液压型风电机组 |
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2018
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| CN112610419B (zh) * | 2020-12-16 | 2022-04-29 | 南京工程学院 | 一种基于plc和mscⅱ控制的液压型风电机组 |
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