适用于区域多微网的分层级多时间尺度通信硬件系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微电网通信领域，具体涉及一种适用于区域多微网的分层级多时间尺 度通信系统及方法。
【背景技术】
[0002] 微电网系统将分布式电源、负荷、储能装置以及控制系统结合在一起，形成一个小 型的电力系统，通过控制策略降低了分布式电源并网对大电网的影响。微电网的运行控制 和管理模式不同于常规电网，它更加依赖于信息的采集与传输，同时微电网设备的响应特 性对通信的实时性和可靠性要求更高，通信系统是微电网运行控制与管理的基础环节。
[0003] 微电网的通信系统按适用范围可分为微电网监控通信网络和微电网与常规配电 网调控中心的通信网络两部分。微电网监控通信网络主要解决电力调度、电力设备在线实 时监测、电能信息采集现场作业管理等问题，其采用的电力通信方式主要有光纤通信、PTN (Packet Transport Network，分组传输网）网络和无线局域网。微电网与常规配电网调控 中心的通信网络一般参照智能配电网的通信网络架构进行构建，将微电网作为一个有源可 控客户端来处理。
[0004] 经对现有技术文献的检索发现，（微电网群协调控制通信系统，中国专利号： 201420075915.4)提出了一种微电网群协调控制通信系统，该通信系统以电力线载波为基 础，不需要重新架设网络，显著降低了系统成本同时能够实现有效的通信，但该系统数据传 输速率较低，容易受到干扰、信道间交叉调制的影响；（微网接入配电网的通信系统，中国专 利号：201320600252.9)提出了一种微网接入配电网的通信系统，该通信系统采用群级协调 控制器对多微网中的微电网进行协调控制，没有考虑设备层与终端层之间的通信。
[0005] 本发明提出了一种适用于区域多微网的分层级多时间尺度通信系统及方法，区域 型中央控制器与调度机构EMS(Energy Management System，能量管理系统）之间、区域型中 央控制器与一体化终端之间、一体化终端与光伏、储能之间采用以太网通信，一体化终端与 负荷、开关之间采用RS485或CAN(Controller Area Network，控制局域网总线)通信，既提 高了控制的实时性，又保证了底层设备的通信功能，使区域多微网系统通信性能和经济性 取得最优。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对区域多微网，提供一种适用于区域多微网的分层级多时间尺 度通信系统及方法，本发明提出了适用于区域多微网的通信系统和基于分层级多时间尺度 的通信方法。
[0007] -种适用于区域多微网的分层级多时间尺度通信系统，包括调度层、终端层和底 层即设备层，各层之间通过以太网、RS485或CAN通信相互通信;终端层由区域型中央控制器 和一体化终端组成，底层由负荷、开关、光伏和储能组成；区域型中央控制器与调度机构EMS 之间、区域型中央控制器与一体化终端之间、一体化终端与光伏、储能之间采用以太网通 信；一体化终端与负荷、开关之间采用RS485或CAN(Controller Area Network，控制局域网 总线)通信。
[0008] 进一步地，底层负责将包括电流、电压、功率、开关状态的测量数据向一体化终端 传输，以及接收一体化终端下发的包括运行方式控制、开关闭合关断指令;区域中央控制器 接收一体化终端采集的信息与调度层的决策信息，并下发控制命令给一体化终端；调度层 负责接收区域中央控制器发出的微电网运行状态数据，并进行汇总分析、作出决策，对区域 多微网系统进行调控。
[0009] 利用所述分层级多时间尺度通信系统的分层级多时间尺度通信方法，包括以下通 信模式： (a) 调度层与终端层采用短时间尺度的以太网通信方式通信； (b) 终端层内部的区域型中央控制器与一体化终端采用以太网通信方式通信； (c) 终端层与底层根据不同的底层设备选择以太网通信或RS485/CAN通信。
[0010]进一步地，模式(c)的通信方式具体的选择策略是:光伏、储能这两类底层设备与 终端层采用以太网通信，负荷、开关这两类底层设备与终端层采用长时间尺度的RS485/CAN 通信。
[0011] 进一步地，数据大于设定量的实时通信，采用以太网通信，采集数量信息少于设定 量时则可以采用485通信或者CAN通信，且部分底层设不具备以太网通信功能，采用现场总 线通信方式。
[0012] 在本发明的分层级多时间尺度通信方法中，区域型中央控制器与调度机构EMS之 间、区域型中央控制器与一体化终端之间、一体化终端与光伏、储能之间采用以太网通信； 一体化终端与负荷、开关之间采用RS485或CAN通信。采用以太网通信进行实时数据的收发 和控制，效果最好，RS485通信次之，CAN通信速度最慢。为了保证控制的实时性，要求中央控 制器对下层设备的通信采用以太网通信。当要求中央控制器就地采集数量信息较少时，则 可以采用485通信或者CAN通信。部分底层设备(负荷、开关)不具备以太网通信功能，常采用 现场总线通信方式。
[0013] 与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果:CAN总线传输可靠性很高、系 统结构简单、性价比高，RS485接口具有良好的抗噪声干扰性、传输距离长，以太网传输速率 高、成本低、易组网，一种适用于区域多微网的分层级多时间尺度通信系统及方法，在满足 技术性要求的情况下，根据经济性指标对各层的通信方式进行选择，使系统经济性取得最 优。
【附图说明】
[0014] 图1是一种适用于区域多微网的分层级多时间尺度通信系统架构图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实例以及附图，对本发明作进一步的说明，但本发明的实施保护不限于 此，需指出的是，以下若有未特别详细说明之处，均是本领域技术人员可参照现有技术理解 或实现的。
[0016] 如图1所示是一种适用于区域多微网的分层级多时间尺度通信系统架构图，具体 通信系统及方法分析如下所示： 本发明的通信系统由调度层、终端层和底层(设备层)组成，各层之间通过通信装置相 互通信。
[0017] 底层由负荷、开关、光伏和储能组成，负责将测量所得到的数据向一体化终端传 输，以及接收一体化终端的指令;终端层由区域型中央控制器和一体化终端组成，区域中央 控制器接收一体化终端采集的信息与调度层的决策信息，并下发控制命令给一体化终端； 调度层由