CN208272648U - 适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统，所述多能协调控制系统包括：采集控制单元、总控制单元和通讯交互单元；其中，采集控制单元通过采集控制总线与总控制单元连接，以及采集控制单元与交直流混合分布式系统连接；总控制单元通过采集控制总线控制采集控制单元对交直流混合分布式系统的采集，总控制单元通过通讯交互总线与所述通讯交互单元连接；通讯交互单元与交直流混合分布式系统连接，以及通讯交互单元与外部设备通信连接。通过多能协调控制系统中的采集控制单元和通讯交互单元与交直流混合分布式系统连接，可以对交直流混合分布式系统进行信息采集和控制，实现对交直流混合分布式系统的多能协调控制。

Description

适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统中分布式发电技术领域，尤其涉及一种适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统。

背景技术

传统交流配网中交直流能量变换损耗高、配用电灵活性差、配用电环节匹配性低的问题日益凸现。采用交直流配用电技术能够减少配用电过程中交直流转化的中间环节，提高配用电的经济性、可靠性和灵活性，是国际配用电研究领域的重要发展方向。分布式可再生能源在我国负载密集区域特别是东南沿海具有巨大发展潜力。同时面向分布式可再生能源可靠消纳及直流负载经济用能的重大需求，交直流混合电网在经济性、可靠性及灵活性等方面存在明显优势。

目前，在微电网运行控制领域，存在相关控制技术和控制系统，但未见适用于交直流混合分布式系统的控制技术和控制系统。交直流混合分布式系统存在交流和直流区域，并且两种区域存在多种形式的交互，而在整个运行控制系统中，如何通过协调各种分布式电源、储能设备、负载，主要实现基本的稳定控制，保证系统运行于安全边界以内是亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统，可以对交直流混合分布式系统进行信息采集和控制，实现对交直流混合分布式系统的多能协调控制。

根据本实用新型的一实施例，提供了一种适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统，所述多能协调控制系统包括：采集控制单元、总控制单元和通讯交互单元；其中，

所述采集控制单元通过采集控制总线与所述总控制单元连接，以及所述采集控制单元与所述交直流混合分布式系统连接；

所述总控制单元通过所述采集控制总线控制所述采集控制单元对交直流混合分布式系统的采集，所述总控制单元通过通讯交互总线与所述通讯交互单元连接；

所述通讯交互单元与所述交直流混合分布式系统连接，以及所述通讯交互单元与外部设备通信连接。

在一种可能的实现方式中，所述采集控制单元包括交流直采模块、直流直采模块和开入/开出DIO模块；

总控制单元包括人DSP运算模块、主CPU模块、和FPGA模块；

所述DSP运算模块通过采集控制总线与所述交流直采模块、直流直采模块和DIO模块连接；

所述主CPU模块与所述DSP运算模块连接，所述主CPU模块包括人机交互HMI接口、串行通信接口和网络接口中的一个或多个；

所述FPGA模块与所述DSP运算模块连接，所述FPGA模块支持IEC61850GOOSE快速通讯规约。

在一种可能的实现方式中，所述通讯交互单元包括：无线模块和光纤模块；

所述无线模块与所述主CPU模块连接、并与外部设备通信连接；

所述光纤模块与所述FPGA模块和所述交直流混合分布式系统连接。

在一种可能的实现方式中，所述多能协调控制系统，还包括：电源模块；

所述电源模块通过采集控制总线与采集控制单元和总控制单元连接，为采集控制单元和总控制单元供电；

所述电源模块通过通讯交互总线与通讯交互单元连接，为通讯交互单元供电。

在一种可能的实现方式中，所述交直流混合分布式系统包括一个或多个电力电子变压器、交流区域控制器和直流区域控制器；

所述光纤模块分别与所述一个或多个电力电子变压器、交流区域控制器和直流区域控制器连接。

有益效果

通过多能协调控制系统中的采集控制单元和通讯交互单元与交直流混合分布式系统连接，根据本实用新型的适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统，可以对交直流混合分布式系统进行信息采集和控制，实现对交直流混合分布式系统的多能协调控制。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本实用新型的原理。

图1示出根据本实用新型一实施例的交直流混合分布式系统的示意图。

图2示出根据本实用新型一实施例的交直流混合分布式系统的架构示意图。

图3示出根据本实用新型一实施例的适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统的示意图。

图4示出根据本实用新型一实施例的多能协调控制系统的控制功能逻辑示意图。

图5示出根据本实用新型一实施例的基于所述多能协调控制系统的多能协调控制方法的流程图。

图6示出根据本实用新型一实施例的基于所述多能协调控制系统的多能协调控制方法的流程图。

图7示出根据本实用新型一实施例的基于所述多能协调控制系统的多能协调控制方法的流程图。

图8示出根据本实用新型一实施例的基于所述多能协调控制系统的多能协调控制方法的流程图。

图9示出根据本实用新型一实施例的电力电子变压器的模式转换示意图。

图10示出根据本实用新型一实施例的电能质量治理的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

图1示出根据本实用新型一实施例的交直流混合分布式系统的示意图。

图2示出根据本实用新型一实施例的交直流混合分布式系统的架构示意图。

在一种可能的实现方式中，所述交直流混合分布式系统可以包括一个或多个电力电子变压器。如图1所示，交直流混合分布式系统包括两个电力电子变压器：SST1和SST2。所述SST1和SST2均具有4个电压等级的端口，SST1和SST2采用背靠背方式连接，SST1和SST2可以为主从运行模式，也可以为对等运行模式。SST1和SST2的10KV AC(10KV交流)端口可以与外部电网连接，例如传统风电网连接。

如图2所示，所述交直流混合分布式系统可以被划分为380V交流(380V AC)区域、±375V直流(±375V DC)区域、10KV直流(10KV DC)区域、10KV交流和SST区域。其中，380V交流区域包括光伏31、储能设备33和交流负载32，所述光伏31、储能设备33和交流负载32可以与交流区域控制器34连接；±375V直流区域包括光伏21、储能设备23和直流负载22，所述光伏21、储能设备23和直流负载22可以与直流区域控制器24连接；10KV直流区域包括光伏11和可调负载12，所述光伏11和可调负载12可以与直流区域控制器14连接；10KV交流和SST区域包括SST1、SST2和10KV交流。

如图2所示，交流区域控制器34、直流区域控制器24、直流区域控制器14、SST1和SST2分别与多能协调控制系统连接。

其中，直流区域控制器24、交流区域控制器14和交流区域控制器34可以接收多能协调控制系统发送的信息，并可以根据接收到的信息对直流区域和交流区域中的光伏、储能设备或负载进行控制。

图3示出根据本实用新型一实施例的适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统的示意图。

如图3所示，所述多能协调控制系统可以包括：采集控制单元1、总控制单元2和通讯交互单元3；其中，所述采集控制单元1可以通过采集控制总线4与所述总控制单元2连接，以及所述采集控制单元1可以与所述交直流混合分布式系统连接；

所述总控制单元2通过所述采集控制总线4控制所述采集控制单元1对交直流混合分布式系统的采集，所述总控制单元2通过通讯交互总线5与所述通讯交互单元3连接；

所述通讯交互单元3与所述交直流混合分布式系统连接，以及所述通讯交互单元3与外部设备通信连接。

其中，所述多能协调控制系统中的总控制单元1、总控制单元2和通讯交互单元3可以基于即插即用技术，所述总控制单元可以是Master控制模块，所述外部设备可以是外部监控设备。

通过多能协调控制系统中的采集控制单元和通讯交互单元与交直流混合分布式系统连接，根据本实用新型的适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统，可以对交直流混合分布式系统进行信息采集和控制，实现对交直流混合分布式系统的多能协调控制。

如图3所示，在一种可能的实现方式中，所述采集控制单元1可以包括交流直采模块101、直流直采模块102和开入/开出DIO模块103；

总控制单元2可以包括DSP运算模块201、主CPU模块202和FPGA模块203；

所述DSP运算模块201可以通过采集控制总线4与所述交流直采模块102、直流直采模块102和DIO模块连接103；

所述主CPU模块202与所述DSP运算模块201连接，所述主CPU模块202可以包括人机交互HMI接口2021、串行通信接口2022和网络接口2023中的一个或多个；

所述FPGA模块203与所述DSP运算模块201连接，所述FPGA模块203支持IEC61850GOOSE快速通讯规约。

其中，交流直采模块101可以包括交流PT、CT传感器，可以用于采集交直流混合分布式系统的交流区域的电压和电流。直流直采模块102可以包括霍尔传感器，可以用于采集交直流混合分布式系统的直流区域的电压和电流。开入/开出DIO(digital input/output)模块103可以检测和控制交直流混合分布式系统中设备(例如储能设备、光伏等)的运行状态。交流直采模块101和直流直采模块102可以分别配置相应的开入/开出DIO模块103，也可以根据实际工程需要配置，本实用新型对此不作限定。

所述DSP运算模块201主要用于多能协调控制系统的运算以及控制指令的输出。所述主CPU模块202主要用于信息交互，还可以包括TF Flash卡，可用于存取关键历史信息，例如历史运行信息、历史控制输出指令、事件记录等。所述FPGA模块203用于信息传输以实现对交直流混合分布式系统的多能协调控制。人机交互HMI接口2021可以与HMI液晶设备7连接。串行通讯接口2022可支持RS232和RS485，用于连接光伏。网络接口2023可以为标准RJ45网络接口，可以支持常见通讯规约，例如IEC 101、IEC 104、Modbus等，可以用于连接以太网光伏等。

如图3所示，在一种可能的实现方式中，所述通讯交互单元3可以包括：无线模块301和光纤模块302；

所述无线模块301与所述主CPU202连接、并与外部设备通信连接；

所述光纤模块302与所述FPGA模块203和所述交直流混合分布式系统连接。

其中，无线模块301可以包括多种无线模块接口，例如可以包括4G无线接口、NB-iot接口、LoRa接口等，还可以根据实际需求灵活配置无线模块接口。

所述光纤模块302可以包括专用ST或LC接口。所述光纤模块302还可以包括IRGB对时接口，用于实现光纤准确对时。

所述外部设备可以是监控设备，多能协调控制系统可以将向监控设备传输控制结果，也可以从监控设备接收指令，根据该指令进行多能协调控制。

在交直流混合分布式系统包括一个或多个电力电子变压器、交流区域控制器和直流区域控制器时，在一种可能的实现方式中，所述光纤模块302可以分别与所述一个或多个电力电子变压器、交流区域控制器和直流区域控制器连接。

所述多能协调控制系统可以适用于含有电力电子变压器的交直流混合分布式系统，并且通过光纤模块与电力电子变压器、交流区域控制器和直流区域控制器连接，使得多能协调控制系统对交直流混合分布式系统的多能协调控制更加迅速。

如图3所示，在一种可能的实现方式中，所述多能协调控制系统，还包括：电源模块6；

所述电源模块6通过采集控制总线4与采集控制单元1和总控制单元2连接，为采集控制单元1和总控制单元2供电；

所述电源模块6通过通讯交互总线5与通讯交互单元3连接，为通讯交互单元3供电。

需要说明的是，该多能协调控制系统中的单元和模块可以集成为一个设备，形成多能协调控制设备。

图4示出根据本实用新型一实施例的多能协调控制系统的控制功能逻辑示意图。如图4所示，多能协调控制系统的控制方法可以包括稳定运行控制方法(图5和图6的方法)、储能设备的多时空尺度控制方法(图7和图8的方法)、模式切换控制方法(图9的方法)、电能质量治理控制方法(图10的方法)。

其中，多能协调控制系统的控制方法可以分为两层逻辑结构，储能设备的多时空尺度控制、模式切换控制、电能质量治理的控制在上层，稳定运行控制在下层，所述稳定运行控制是储能设备的多时空尺度控制、模式切换控制、电能质量治理控制的基础，即多时空尺度控制、模式切换控制、电能质量治理控制都应该经过所述稳定运行控制的验证。

本实用新型实施例针对含有电力电子变压器的交直流混合分布式系统，提出了稳定运行控制、储能设备的多时空尺度控制、模式切换控制、电能质量治理控制的多种控制方法，所述多种控制方法相对于微电网的协调控制方法存在较大差异，根据本实用新型实施例的多能协调控制方法，可以实现交直流区域的稳定运行，以及交直流混合分布式系统整体高效运行，解决了交直流混合分布式系统多个区域协调控制的技术难点，提高了含有电力电子变压器的交直流混合分布式系统运行的稳定性和可靠性。

图5示出根据本实用新型一实施例的基于所述多能协调控制系统的多能协调控制方法的流程图。该方法可以由如图3所示的多能协调控制系统执行。如图5所示，该方法可以包括：

S11，总控制单元控制所述采集控制单元对交直流混合分布式系统进行采集，以获取交流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息，以及所述直流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息；

S12，所述总控制单元根据获取的所述交流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息，生成交流区域的稳定控制信息；根据获取的所述直流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息，生成直流区域的稳定控制信息。

例如，总控制单元2中的DSP模块201可以通过交流直采模块101采集交流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息。所述交流区域的分布式电源信息可以包括交流区域的电压值和电流值，所述储能设备信息可以包括储能设备的模式和储能设备的能量，所述储能设备的模式可以是VF模式、PQ模式和交流下垂中的一种，所述负载信息可以包括负载功率、负载个数等。

所述DSP模块201可以根据获取的所述交流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息，生成交流区域的稳定控制信息。所述交流区域的稳定控制信息可以包括交流区域的分布式电源的目标电压值和/或电流的目标值、储能设备需要释放的能量值或需要存储的能量值、负载的最大总功率值或需要切断的负载信息中的一种或多种。举例来说，如果获取的交流区域的分布式电源的电压有波动，例如，电压降低，所述交流区域的稳定控制信息可以包括交流区域的分布式电源的目标电压值、储能设备需要释放的能量值。

DSP运算模块201可以将所述交流区域的稳定控制信息依次通过FPGA203、通讯交互总线5和光纤模块302传输至交流区域控制器。

总控制单元2中的DSP模块201可以通过直流直采模块102采集直流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息。所述直流区域的分布式电源信息可以包括直流区域的电压值和电流值，所述储能设备信息可以包括储能设备的模式和储能设备的能量，所述储能设备模式可以是恒压模式、恒功率模式和直流下垂中的一种，所述负载信息可以包括负载功率、负载个数等。

所述DSP模块201可以根据获取的所述直流区域的分布式电源信息、储能设备信息和负载信息，生成直流区域的稳定控制信息。所述直流区域的稳定控制信息可以包括直流区域的分布式电源的目标电压值和/或电流的目标值、储能设备需要释放的能量值或需要存储的能量值、负载的最大总功率值或需要切断的负载信息中的一种或多种。举例来说，如果获取的直流区域的分布式电源的电压有波动，例如，电压降低，所述直流区域的稳定控制信息可以包括直流区域的分布式电源的目标电压值、储能设备需要释放的能量值或需要切断的负载信息。

DSP运算模块201可以将所述直流区域的稳定控制信息依次通过FPGA203、通讯交互总线5和光纤模块302传输至直流区域控制器。

S13，所述总控制单元通过通讯交互单元发送交流区域的稳定控制信息和直流区域的稳定控制信息，以根据所述交流区域的稳定控制信息，对所述交流区域内的分布式电源、储能设备、负载进行控制；根据所述直流区域的稳定控制信息，对所述直流区域内的分布式电源、储能设备、负载进行控制。

交流区域控制器可以接收所述交流区域的稳定控制信息，对所述交流区域内的分布式电源、储能设备、负载进行控制，使得交流区域的电压能够稳定。

直流区域控制器可以接收所述直流区域的稳定控制信息，对所述直流区域内的分布式电源、储能设备、负载进行控制，使得直流区域的电压能够稳定。

对于所述交流区域内的分布式电源、储能设备、负载的控制、所述直流区域内的分布式电源、储能设备、负载的控制的具体方式，本实用新型对此不作限定。

通过多能协调控制系统中的采集控制单元和通讯交互单元与交直流混合分布式系统连接，根据本实用新型的适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制方法，可以对交直流混合分布式系统进行信息采集和控制，使得交直流混合分布式系统能够稳定运行，实现对交直流混合分布式系统的多能协调控制。

图6示出根据本实用新型一实施例的基于所述多能协调控制系统的多能协调控制方法的流程图。所述交直流混合分布式系统包括电力电子变压器，所述电力电子变压器可以为多端口电力电子变压器，如图6所示，在一种可能的实现方式中，该方法还可以包括：

S14，总控制单元获取电力电子变压器的一个或多个端口的功率。

如图3所示，多能协调控制系统中的光纤模块302可以与电力电子变压器连接，从而使总控制单元获取电力电子变压器的一个或多个端口的功率。

S15，总控制单元根据电力电子变压器的一个或多个端口的功率，生成交直流功率交互控制信息。

如图3所示，多能协调控制系统中的总控制单元的DSP运算模块可根据电力电子变压器的一个或多个端口的功率，生成交直流功率交互控制信息。

多能协调控制系统可以判断电力电子变压器的一个或多个端口的功率是否需要调整，如果需要调整，可以生成交直流功率交互控制信息，交直流功率交互控制信息种可以包括电力电子变压器的一个或多个端口的功率调整值，或者也可以包括电力电子变压器的一个或多个端口的功率目标值。

多能协调控制系统可以将交直流功率交互控制信息通过光纤模块302传输至电力电子变压器。

S16，所述总控制单元根据所述交直流功率交互控制信息控制所述电力电子变压器的一个或多个端口的功率。

电力电子变压器可以根据接收到的交直流功率控制信息，控制其一个或多个端口的功率。

储能设备的多时空尺度控制可以包括根据短时平滑公式对储能设备的周期性有功功率输出或输入的控制，以及根据阶梯电价的滚动经济优化公式对储能设备的周期性有功功率输出或输入的控制，储能设备的多时空尺度控制的具体内容可以参见图7和图8。

图7示出根据本实用新型一实施例的基于所述多能协调控制系统的多能协调控制方法的流程图。在一种可能的实现方式中，所述多能协调控制方法还可以包括：

S17，所述总控制单元根据第一目标周期的电源输出有功功率、电源输出有功功率参考值和第一目标周期的上一周期的电源输出有功功率参考值，计算储能设备在第一目标周期的下一周期的有功功率目标值；

DSP运算模块可以从主CPU存储的历史信息中，获取所述第一目标周期的电源输出有功功率、电源输出有功功率参考值和第一目标周期的上一周期的电源输出有功功率参考值。

在一个示例中，可以根据短时平滑公式，计算储能设备在第一目标周期的下一周期的有功功率目标值，所述短时平滑公式如式(1)所示：

其中，P_w(k)表示光伏电源第k周期输出的有功功率；P_{w_ref}(k-1)表示光伏电源第k-1周期输出的有功功率参考值(即平滑后的目标值)；P_{w_ref}(k)表示光伏电源第k周期输出的有功功率参考值(即平滑后的目标值)；P_{b_set}(k+1)表示储能设备在第k+1周期(第一目标周期的下一周期)的有功功率目标值；T_exe表示离散化后的短时平滑的执行周期(即第一目标周期的时长)；T_smooth(SOC)表示平滑滤波可变系数，T_smooth(SOC)的范围为10-500。

公式(1)中的k为所述第一目标周期，k-1为第一目标周期的上一周期，k+1为第一目标周期的下一周期。

S18，所述总控制单元通过通讯交互单元发送所述有功功率目标值，以根据所述有功功率目标值，控制储能设备在第一目标周期的下一周期的有功功率输出或输入。

可以通过总控制单元中的所述DSP运算模块201将计算的P_{b_set}(k+1)传输至主CPU模块202，由主CPU模块202进行存储，并且所述DSP运算模块201可以将计算的P_{b_set}(k+1)通过FPGA模块203和光纤模块302传输至所述储能设备。

储能设备可以根据有功目标值P_{b_set}(k+1)，在k+1周期控制储能设备的输出有功功率，例如，所述储能设备在k+1周期的输出有功功率可以为P_{b_set}(k+1)。需要说明的是，储能设备在k+1周期的输出有功功率可以与P_{b_set}(k+1)有所偏差，该偏差可以是允许范围内的。

其中，所述多能协调控制系统根据第一控制周期对交直流混合分布式系统的储能设备进行周期性控制，所述第一目标周期为多个第一控制周期中的任意一个周期。所述电源和储能设备处于相同的交流区域或直流区域。所述第一控制周期可以为2-7秒。

图8示出根据本实用新型一实施例的基于所述多能协调控制系统的多能协调控制方法的流程图。如图8所示，在一种可能的实现方式中，所述多能协调控制方法还可以包括：

S19，所述总控制单元根据第二目标周期的时长、第二目标周期的预测电源平均输出有功功率和预测负载平均有功功率、第二目标周期的上一周期的电源平均输出有功功率、负载平均有功功率，计算储能设备在第二目标周期的储能设备平均有功功率，其中，所述第二目标周期的时长大于第一目标周期的时长。

DSP运算模块201可以从主CPU存储的历史信息中，获取第二目标周期的上一周期的电源平均输出有功功率、负载平均有功功率和储能设备平均有功功率。DSP运算模块还可以根据获取的第二目标周期的上一周期的电源平均输出有功、负载平均有功功率，获得第二目标周期的预测电源平均输出有功功率和预测负载平均有功功率。

其中，所述多能协调控制系统根据第二控制周期对交直流混合分布式系统的储能设备进行周期性控制，所述第二目标周期为多个第二控制周期中的任意一个周期；所述电源和储能设备处于相同的交流区域或直流区域。

在一个示例中，可以根据阶梯电价的滚动经济优化公式，储能设备在第二目标周期的平均储能设备有功功率，所述阶梯电价的滚动经济优化公式如式(2)所示：

F＝(∑P_RE(n)+∑β(n+1))P_{RE_pre}(n+1)γΔT-∑(P_L(n)-P_b(n))λ(n)+∑(P_{L_pre}(n+1)-P_{b_pre}(n+1))λ(n+1)ΔT (2)

其中，ΔT为第二目标周期的时长；P_RE(n)为第n周期的电源平均输出有功功率；P_{RE_pre}(n+1)为第n+1周期预测的电源平均输出有功；β(t)表示对应P_{RE_pre}(n+1)的预测准确度函数，值为1；γ表示光伏电源电价；P_L(n)为第n周期的负载平均有功功率；P_{L_pre}(n+1)为第n+1周期预测的负载平均有功功率；δ(t)表示对应P_{L_pre}(n+1)的预测准确度函数，值为1；λ(t)为负载实时阶梯电价；P_b(n)为第n周期的储能设备平均有功功率；P_{b_pre}(n+1)为第n+1周期的储能设备平均有功功率。

其中，第n周期可以为第二目标周期的上一周期，第n+1周期可以为第二目标周期。

DSP运算模块201可以采用粒子群优化算法进行求解，得出储能设备在第n+1周期的储能设备平均有功功率，例如，使F为最大值时，计算得到第n+1周期的储能设备平均有功功率。

S20，所述总控制单元通过通讯交互单元发送所述第二目标周期的储能设备平均有功功率，以根据第二目标周期的储能设备平均有功和/或所述有功功率目标值，控制储能设备在第二目标周期的有功功率输出或输入。

可以通过总控制单元中的所述DSP运算模块201将计算的P_{b_pre}(n+1)传输至主CPU模块202，由主CPU模块202进行存储，并且所述DSP运算模块201可以将计算的P_{b_pre}(n+1)通过FPGA模块203和光纤模块302传输至所述储能设备。

储能设备可以根据储能设备平均有功功率P_{b_pre}(n+1)，控制储能设备在第二目标周期的有功输出。也可以对储能设备平均有功功率P_{b_pre}(n+1)和有功功率目标值Pb_{_set}(k+1)作代数和运算，可以根据该运算结果，控制储能设备在第二目标周期的有功输出。

以上仅仅是对储能设备的多时空尺度控制的示例，本实用新型对此不作限定。

图9示出根据本实用新型一实施例的电力电子变压器的模式转换示意图。在一种可能的实现方式中，如图9所示，所述电力电子变压器包括主从运行模式和对等运行模式，所述方法可以包括：所述总控制单元可根据所述电力电子变压器的状态，控制所述电力电子变压器在主从运行模式与对等运行模式之间转换。

电力电子变压器SST处于主从运行模式时，主SST的直流端口可以是恒压模式，主SST的交流端口可以是VF模式；从SST的直流端口可以是恒功率模式，从SST的交流端口可以是PQ模式。

电力电子变压器SST处于对等运行模式时，交直流混合分布式系统中的电力电子变压的所有端口均为直流下垂或交流下垂中的一种。

需要说明的是，储能设备模式不受电力电子变压器运行模式的限制，电力电子变压器在主从运行模式与对等运行模式时，储能设备模式可以是PQ模式、交流下垂、恒功率模式和交流下垂中的一种。

总控制单元可以根据电力电子变压器的状态，控制所述电力电子变压器在主从运行模式与对等运行模式之间转换。例如，主SST运行不稳定时，总控制单元可以控制从SST首先转换为下垂模式，然后控制主SST转换为下垂模式；则SST运行于对等模式。或者，电力电子变压器处于对等运行模式下，SST端口的功率一致性很难实现或有误，可以首先控制其中一台SST转换为主SST，然后控制另一台SST转换为从SST，使得SST进入更加成熟稳定的主从运行模式。

在一种可能的实现方式中，所述交直流混合分布式系统还可以包括电能质量治理模式和系统失电模式。

其中，电能质量治理模式是可选的模式，可以控制交直流混合分布式系统开启电能质量治理模式，也可以控制交直流混合分布式系统关闭电能质量治理模式，在关闭时，所述交直流混合分布式系统可以在SST主从运行模式、SST对等运行模式、系统失电模式之间互相转换。在所述电能质量治理模式开启时，所述交直流混合分布式系统可以在SST主从运行模式、SST对等运行模式、系统失电模式之间互相转换，以及在SST主从运行模式、SST对等运行模式、电能质量治理模式之间互相转换。

举例来说，总控制单元2获取交直流混合分布式系统故障、系统处于SST主从运行模式，则可以控制交直流混合分布式系统从SST主从运行模式转换为系统失电模式；如果主控设备检测到系统故障解除，可以控制交直流混合分布式系统从系统失电模式转换为SST主从运行模式，以SST主从运行模式启动所述交直流混合分布式系统。

图10示出根据本实用新型一实施例的电能质量治理示意图。如图10所示，在一种可能的实现方式中，所述电力电子变压器包括有源滤波器APF，当电能质量治理模式开启时，所述总控制单元可控制所述电力电子变压器利用所述APF，对交直流混合分布式系统接入配电网处的谐波进行控制。

电力电子变压器可以利用所述APF的功能，控制交直流混合分布式系统接入配电网处的谐波输出，从而改善交直流混合分布式系统接入配电网处的电能质量。

电力电子变压器自身具有APF功能，则交直流混合分布式系统不需要另外设置有源滤波器APF，简化系统结构。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统，其特征在于，所述多能协调控制系统包括：采集控制单元、总控制单元和通讯交互单元；其中，

所述采集控制单元通过采集控制总线与所述总控制单元连接，以及所述采集控制单元与所述交直流混合分布式系统连接；

所述总控制单元通过所述采集控制总线控制所述采集控制单元对交直流混合分布式系统的采集，所述总控制单元通过通讯交互总线与所述通讯交互单元连接；

所述通讯交互单元与所述交直流混合分布式系统连接，以及所述通讯交互单元与外部设备通信连接。

2.根据权利要求1所述的多能协调控制系统，其特征在于，

所述采集控制单元包括交流直采模块、直流直采模块和开入/开出DIO模块；

总控制单元包括人DSP运算模块、主CPU模块、和FPGA模块；

所述DSP运算模块通过采集控制总线与所述交流直采模块、直流直采模块和DIO模块连接；

所述主CPU模块与所述DSP运算模块连接，所述主CPU模块包括人机交互HMI接口、串行通信接口和网络接口中的一个或多个；

所述FPGA模块与所述DSP运算模块连接，所述FPGA模块支持IEC61850 GOOSE快速通讯规约。

3.根据权利要求2所述的适用于交直流混合分布式系统的多能协调控制系统，其特征在于，

所述通讯交互单元包括：无线模块和光纤模块；

所述无线模块与所述主CPU模块连接、并与外部设备通信连接；

所述光纤模块与所述FPGA模块和所述交直流混合分布式系统连接。

4.根据权利要求1所述的多能协调控制系统，其特征在于，所述多能协调控制系统，还包括：电源模块；

所述电源模块通过采集控制总线与采集控制单元和总控制单元连接，为采集控制单元和总控制单元供电；

所述电源模块通过通讯交互总线与通讯交互单元连接，为通讯交互单元供电。

5.根据权利要求3所述的多能协调控制系统，其特征在于，所述交直流混合分布式系统包括一个或多个电力电子变压器、交流区域控制器和直流区域控制器；

所述光纤模块分别与所述一个或多个电力电子变压器、交流区域控制器和直流区域控制器连接。