光伏微网内部微源间实时可靠通讯方法
【专利说明】
(一)
技术领域
[0001]本发明专利涉及一种光伏微网内部微源事件服务、通讯响应的算法方案，整套方案适用于光伏微网系统构建及其他类型的工业网络。
(二)
【背景技术】
[0002]光伏微网这一概念是美国电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)在2000年左右提出的，它首先是一种分布式供电模式，其次是多个供电微源结点、储能结点、负荷结点及并网结点组成的一种互助网络拓扑工作形式。微网技术研究成为分布式能源系统研究领域的热点之一，并很有可能成为现有主电网的一种有效补充形式。微网和大电网之间可以进行能量交换，并互为备用，从而提高了供电可靠性;能整合分布式发电的优势，削弱分布式发电对电网的冲击和负面影响，是一种新的分布式能源组织方式和结构。在一个局部区域内它直接将分布式微源单元、电力网络、储能单元和负荷用户联系在一起，可以方便地进行结构配置以及电力调度的优化，提高能源利用效率，减轻能源动力系统对环境的影响，推动分布式电源上网，降低大电网的负担，可改善可靠安全性。
[0003]但微网内部微源间实时可靠通讯一直是难点，本发明专利采用一种全新的通信机制，保证微源间通信的可靠性及实时性。
(三)
【发明内容】
[0004]本发明要克服现有技术的上述缺点，提供一种微网内部微源间实时可靠通讯方法。本发明的微网内部微源间实时可靠通讯方法，包括:
[0005]步骤1、，建立基于多微源节点的光伏微网系统，此系统内部各个微源通过协作，以光伏发电微源为主，使微网系统在不影响输出的情况下，发电的功率消耗比最大。
[0006]微网这种组织方式为增加系统的足够灵活性，在各个微源节点到主干线采用功率开关切换方式，采用微网架构拓扑动态延展、微网结点自主路由的配置策略，满足微网架构的动态优化配置。微网架构动态优化配置是指相邻的微网间其网络结点是可以自主路由到邻近的微网内的。
[0007]2、建立通信机制；
[0008]光伏微网事件服务响应机制构架，由信息采集子系统(ICS)、网络通信子系统(NCS)及系统监控子系统(SMS)三部分组成，其中ICS完成光伏微网各个结点的工作参数与运行状态采集工作，NCS系统负责数据传输、指令发布与会话交互任务及与其他微网通信任务，系统监控子系统SMS则完成对各个结点的控制与管理，同时负责整个光伏微网的运行协调工作。光伏微网的结点(Node)为组成微网所必需的分布式微型电源、各种负荷、储能单元及其必要的控制与连接设备;三个子系统分别依托嵌入式结点控制器、工作组服务器与监控中心计算机等三类实体设备运行，通过网络中间件技术进行信息交互，实现对光伏微网的智能化控制；网络中间件技术(NM)是指工作于光伏网络自适应控制系统硬件平台与用户操作接口之间的通用服务;上述服务具有标准的应用程序结构与数据操作协议，向下屏蔽各个光伏微网结点的异构实体，向上为光伏微网监控用户提供统一服务接口，提高光伏网络控制系统的可移植性与互操作性，提供稳定可靠的高层应用环境。
[0009]为保证通信的实时性，采用Publish设计方法，建立结点与消息的多对多关系，这样使微网内功能单元结点间的通信更加灵活，如附图图3所示。系统中的发布管理器对象(CPM)利用一个可变长链表数组来实现消息和结点(以ID标识)间的多对多依赖关系。同时在嵌入式系统中若应用此种方法可能会消耗比较多的内存资源，为此采用动态内存池的管理技术。动态内存池为一块占用连续内存地址空间的内存，它依据光伏微网内功能结点对象与消息的对应关系来实时动态分配、回收内存，这种动态管理方式可大大减小对实际所用内存的空间要求。
[0010]本发明的优点是:提高信息在结点间传递的实时性和可靠性，保证是微网高效、可靠运行。
(四)
【附图说明】
[0011]图1是本发明的光伏微网系统配置示意图；
[0012]图2是本发明方法的事件服务响应机制构架图；
[0013]图3是单元结点与消息的对应关系动态结构图；
[0014]图4是动态内存池运行时状态。
(五)
【具体实施方式】
[0015]本发明的微网内部微源间实时可靠通讯方法，包括:
[0016]1、如附图1所示，建立基于多微源节点的光伏微网系统，此系统内部各个微源通过协作，以光伏发电微源为主，使微网系统在不影响输出的情况下，发电的功率消耗比最大。
[0017]附图1微网这种组织方式为增加系统的足够灵活性，在各个微源节点到主干线采用功率开关切换方式，采用微网架构拓扑动态延展、微网结点自主路由的配置策略，满足微网架构的动态优化配置。微网架构动态优化配置是指相邻的微网间其网络结点是可以自主路由到邻近的微网内的。这种动态配置方式可以大大提高微网的运行可靠性，在动态配置过程中可以排除故障结点。
[0018]2、通信机制建立
[0019]微网拓扑架构在动态配置过程中或微网在正常运行中，微网结点需要实时传递指令、数据等信息，信息在结点间传递的实时性和可靠性是微网高效、可靠运行的保证，为此建立基于事件服务的结点消息响应机制。
[0020]附图2所示的光伏微网事件服务响应机制构架，由信息采集子系统(ICS)、网络通信子系统(NCS)及系统监控子系统(SMS)三部分组成，其中ICS完成光伏微网各个结点的工作参数与运行状态采集工作，NCS系统负责数据传输、指令发布与会话交互任务及与其他微网通信任务，系统监控子系统SMS则完成对各个结点的控制与管理，同时负责整个光伏微网的运行协调工作。光伏微网的结点(Node)为组成微网所必需的分布式微型电源、各种负荷、储能单元及其必要的控制与连接设备;三个子系统分别依托嵌入式结点控制器、工作组服务器与监控中心计算机等三类实体设备运行，通过网络中间件技术进行信息交互，实现对光伏微网的智能化控制；网络中间件技术(NM)是指工作于光伏网络自适应控制系统硬件平台与用户操作接口之间的通用服务;上述服务具有标准的应用程序结构与数据操作协议，向下屏蔽各个光伏微网结点的异构实体，向上为光伏微网监控用户提供统一服务接口，提高光伏网络控制系统的可移植性与互操作性，提供稳定可靠的高层应用环境。
[0021]为保证通信的实时性，采用Publish设计方法，建立结点与消息的多对多关系，这样使微网内功能单元结点间的通信更加灵活，如附图图3所示。系统中的发布管理器对象(CPM)利用一个可变长链表数组来实现消息和结点(以ID标识)间的多对多依赖关系。同时在嵌入式系统中若应用此种方法可能会消耗比较多的内存资源，为此采用动态内存池的管理技术。附图4所示动态内存池的管理。动态内存池为一块占用连续内存地址空间的内存，它依据光伏微网内功能结点对象与消息的对应关系来实时动态分配、回收内存，这种动态管理方式可大大减小对实际所用内存的空间要求。
【主权项】
1.微网内部微源间实时可靠通讯方法，包括: 步骤1、建立基于多微源节点的光伏微网系统，此系统内部各个微源通过协作，以光伏发电微源为主，使微网系统在不影响输出的情况下，发电的功率消耗比最大； 微网这种组织方式为增加系统的足够灵活性，在各个微源节点到主干线采用功率开关切换方式，采用微网架构拓扑动态延展、微网结点自主路由的配置策略，满足微网架构的动态优化配置;微网架构动态优化配置是指相邻的微网间其网络结点是可以自主路由到邻近的微网内的； 步骤2、建立通信机制； 光伏微网事件服务响应机制构架，由信息采集子系统(ICS)、网络通信子系统(NCS)及系统监控子系统(SMS)三部分组成，其中ICS完成光伏微网各个结点的工作参数与运行状态采集工作，NCS系统负责数据传输、指令发布与会话交互任务及与其他微网通信任务，系统监控子系统SMS则完成对各个结点的控制与管理，同时负责整个光伏微网的运行协调工作；光伏微网的结点(Node)为组成微网所必需的分布式微型电源、各种负荷、储能单元及其必要的控制与连接设备;三个子系统分别依托嵌入式结点控制器、工作组服务器与监控中心计算机等三类实体设备运行，通过网络中间件技术进行信息交互，实现对光伏微网的智能化控制；网络中间件技术(NM)是指工作于光伏网络自适应控制系统硬件平台与用户操作接口之间的通用服务;上述服务具有标准的应用程序结构与数据操作协议，向下屏蔽各个光伏微网结点的异构实体，向上为光伏微网监控用户提供统一服务接口，提高光伏网络控制系统的可移植性与互操作性，提供稳定可靠的高层应用环境； 为保证通信的实时性，采用Publish设计方法，建立结点与消息的多对多关系，这样使微网内功能单元结点间的通信更加灵活;系统中的发布管理器对象(CPM)利用一个可变长链表数组来实现消息和结点(以ID标识)间的多对多依赖关系；同时在嵌入式系统中若应用此种方法可能会消耗比较多的内存资源，为此采用动态内存池的管理技术;动态内存池为一块占用连续内存地址空间的内存，它依据光伏微网内功能结点对象与消息的对应关系来实时动态分配、回收内存，这种动态管理方式可大大减小对实际所用内存的空间要求。
【专利摘要】微网内部微源间实时可靠通讯方法，采用微网架构拓扑动态延展、微网结点自主路由的配置策略，满足微网架构的动态优化配置。微网架构动态优化配置是指相邻的微网间其网络结点是可以自主路由到邻近的微网内的。微网拓扑架构在动态配置过程中或微网在正常运行中，微网结点需要实时传递指令、数据等信息，信息在结点间传递的实时性和可靠性是微网高效、可靠运行的保证，为此建立基于事件服务的结点消息响应机制。可以实现光伏微网内部微源的动态无缝切换，保证在切换过程中微源对微网的输出及性能具有最小的影响。
【IPC分类】H04L29/08
【公开号】CN105554071
【申请号】CN201510894090
【发明人】张洪涛
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月7日