(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 208754058 U(45)授权公告日 2019.04.16
(21)申请号 201820774875.0(22)申请日 2018.05.23
(73)专利权人 广东电网有限责任公司电力科学
研究院
地址 510080 广东省广州市越秀区东风东
路水均岗8号(72)发明人 张弛 曾杰 赵伟 钟国彬
郑耀东 阚伟民 张威 徐琪 梅成林 谢宁 陈锦涛 彭嘉俊 周少雄 (74)专利代理机构 广州科峻专利代理事务所
(普通合伙) 44445
代理人 唐海斐(51)Int.Cl.
H02J 13/00(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图3页
(54)实用新型名称
一种适用于海岛微电网的混合储能协调控制器
(57)摘要
本实用新型公开了一种适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其包括主控芯片、人机交互模块、上层通信模块、本地数据存储模块和底层通信模块，所述主控芯片采用以太网通信方式与人机交互模块连接，所述主控芯片采用以太网通信方式与上层通信模块连接，所述主控芯片采用Microwire串行通信方式与本地数据存储模块连接，所述主控芯片采用RS485通信和CAN通信方式与底层通信模块连接。有益效果：本实用新型实现了对混合储能系统的就地控制，可以更加快速地响应海岛微电网对混合储能系统快速充放电能力的要求，维持功率平衡，减少对海岛微电网的冲击，有利于安全稳定运行，具有良好的应用前景。
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权 利 要 求 书
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1.一种适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其特征在于，包括主控芯片、人机交互模块、上层通信模块、本地数据存储模块和底层通信模块，所述主控芯片采用以太网通信方式与人机交互模块连接，所述主控芯片采用以太网通信方式与上层通信模块连接，所述主控芯片采用Microwire串行通信方式与本地数据存储模块连接，所述主控芯片采用RS485通信和CAN通信方式与底层通信模块连接；所述人机交互模块包括与所述主控芯片采用以太网通信方式连接的STM32F429显示主控板,以及与所述STM32F429显示主控板采用UART通信方式连接的液晶显示屏；所述上层通信模块为以太网电平转换芯片，以太网电平转换芯片采用采用以太网通信方式与主控芯片相互连接，所述以太网电平转换芯片还分别与交换机和云服务器相互连接；所述主控芯片为DSP芯片TMS320C5416。
2.根据权利要求1所述的适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其特征在于，所述本地数据存储模块包括与主控芯片连接的高速Flash存储器和大容量快闪存储器卡；所述主控芯片采用Microwire串行通信方式与高速Flash存储器和大容量快闪存储器卡进行通讯。
3.根据权利要求1所述的适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其特征在于,所述底层通信模块包括RS485电平转换芯片以及CAN电平转换芯片，所述RS485电平转换芯片采用RS485通信方式与主控芯片进行通信，所述CAN电平转换芯片采用CAN通信方式与主控芯片进行通信；所述RS485电平转换芯片和CAN电平转换芯片再分别连接底层设备。
4.根据权利要求3所述的适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其特征在于,所述底层设备为能量型储能逆变器和功率型储能逆变器。
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说 明 书
一种适用于海岛微电网的混合储能协调控制器
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技术领域
[0001]本实用新型涉及微电网控制技术领域，具体涉及一种适用于海岛微电网的混合储能协调控制器。
背景技术
[0002]海岛具有重要的经济和战略意义，我国海岛数量众多，风光等清洁能源十分丰富，但与此同时，由于海岛与大陆隔离的特殊地理环境，多数海岛电力供应紧张，供电可靠性不高，如何解决传统能源危机，成为海岛保护、开发的热点。[0003]微电网是智能电网的重要组成部分，一般由分布式电源、储能装置、能量转换装置等组成，是一个能够实现自我控制和管理的小型电力系统，可以有效提升分布式能源运行和利用效率，实现其友好和灵活并网，提高供电可靠性和电能质量，满足用户多样性需求。因而，海岛微电网的建设能够充分利用海岛丰富的风能、光能等可再生能源，通过对分布式电源的优化调度，实现各种能源的综合出力最优化，为海岛提供清洁、稳定、安全的电力。[0004]由于风力、光伏发电的随机性和间歇性，可再生能源的渗透率非常低，因此海岛微电网通常需要配置混合储能装置来协调负荷和平抑波动，从而充分利用可再生能源的优势，提高供电可靠性。微电网混合储能协调控制器能够实现对混合储能装置的就地控制，提高装置的响应速度，意义重大。但是，目前的微电网储能协调控制器仍存在着不足之处，一是缺少有效提高控制器通信可靠性的方法研究；二是更加注重控制策略的研究，对控制器的软硬件设计开发细节关注不够。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于避免现有技术的不足而提供一种适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，实现对混合储能系统的就地控制，可以更加快速地响应海岛微电网对混合储能系统快速充放电能力的要求，维持功率平衡，减少对海岛微电网的冲击，有利于安全稳定运行，具有良好的应用前景。[0006]为实现上述目的，本实用新型公开的技术方案是：一种适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其包括主控芯片、人机交互模块、上层通信模块、本地数据存储模块和底层通信模块，所述主控芯片采用以太网通信方式与人机交互模块连接，所述主控芯片采用以太网通信方式与上层通信模块连接，所述主控芯片采用Microwire串行通信方式与本地数据存储模块连接，所述主控芯片采用RS485通信和CAN通信方式与底层通信模块连接。[0007]所述的适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其中,所述人机交互模块包括与所述主控芯片采用以太网通信方式连接的STM32F429显示主控板,以及与所述STM32F429显示主控板采用UART通信方式连接的液晶显示屏。
[0008]所述的适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其中,所述上层通信模块为以太网电平转换芯片，以太网电平转换芯片采用采用以太网通信方式与主控芯片相互连接，所述以太网电平转换芯片还分别与交换机和云服务器相互连接。
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所述的适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其中，所述本地数据存储模块
包括与主控芯片连接的高速Flash存储器和大容量快闪存储器卡；所述主控芯片采用Microwire串行通信方式与高速Flash存储器和大容量快闪存储器卡进行通讯。[0010]所述的适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其中,所述底层通信模块包括RS485电平转换芯片以及CAN电平转换芯片，所述RS485电平转换芯片采用RS485通信方式与主控芯片进行通信，所述CAN电平转换芯片采用CAN通信方式与主控芯片进行通信；所述RS485电平转换芯片和CAN电平转换芯片再分别连接底层设备。[0011]所述的可适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其中,所述底层设备为能量型储能逆变器和功率型储能逆变器
[0012]所述的适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其中，所述主控芯片为DSP芯片TMS320C5416。
[0013]本实用新型的有益效果：本实用新型实现了对混合储能系统的就地控制，可以更加快速地响应海岛微电网对混合储能系统快速充放电能力的要求，维持功率平衡，减少对海岛微电网的冲击，有利于安全稳定运行，具有良好的应用前景。附图说明[0014]利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0015]图1是本实用新型的一种结构框图。
[0016]图2本实用新型的液晶显示器的蓄电池实时监控主要对蓄电池进行工作模式和设备状态的控制界面图。
[0017]图3是本实用新型的液晶显示器的超级电容实时监控主要对超级电容进行工作模式和设备状态的控制的界面图。
具体实施方式
[0018]为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。[0019]如图1所示，本实用新型公开了一种适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其包括主控芯片1、人机交互模块2、上层通信模块3、本地数据存储模块4和底层通信模块5，所述主控芯片1采用以太网通信方式与人机交互模块2连接，所述主控芯片1采用以太网通信方式与上层通信模块3连接，所述主控芯片1采用Microwire串行通信方式与本地数据存储模块4连接，所述主控芯片1采用RS485通信和CAN通信方式与底层通信模块5连接。[0020]所述的适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其中,所述人机交互模块2包括与所述主控芯片采用以太网通信方式连接的STM32F429显示主控板21,以及与所述STM32F429显示主控板采用UART通信方式连接的液晶显示屏22。[0021]所述的适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其中,所述上层通信模块3为以太网电平转换芯片31，以太网电平转换芯片31采用采用以太网通信方式与主控芯片1相互
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连接，所述以太网电平转换芯片31还分别与交换机6和云服务器7相互连接。[0022]所述的适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其中，所述本地数据存储模块4包括与主控芯片1连接的高速Flash存储器41和大容量快闪存储器卡（即是TF卡）42；所述主控芯片1采用Microwire串行通信方式与高速Flash存储器41和大容量快闪存储器卡42进行通讯。
[0023]由于本地数据存储模块通过采用高速Flash存储器和大容量快闪存储器卡进行存储，所以本地数据存储模块存储1~5天的最新数据。此外，与主控芯片采用以太网通信方式连接的云服务器实现一年内所有历史数据的存储。
[0024]所述的适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其中,所述底层通信模块5包括RS485电平转换芯片51以及CAN电平转换芯片52，所述RS485电平转换芯片51采用RS485通信方式与主控芯片进行通信，所述CAN电平转换芯片52采用CAN通信方式与主控芯片1进行通信；所述RS485电平转换芯片51和CAN电平转换芯片52再分别连接底层设备8。[0025]所以在混合储能协调控制器需就地采集的信息数量较少时，采用RS485通信和CAN通信相结合的方式，可有效降低成本，并且提高通信可靠性。[0026]所述的可适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其中,所述底层设备8为能量型储能逆变器81和功率型储能逆变器82。在实际生产中优选的能量型储能逆变器为蓄电池逆变器，而功率储能逆变器优选的是超级电容逆变器。
[0027]所述的适用于海岛微电网的混合储能协调控制器，其中，所述主控芯片为DSP芯片TMS320C5416。
[0028]由于本实用新型选择的DSP芯片TMS320C5416具有功耗低、运算速度快、成本低、外部通信接口丰富等特点，所以采用TMS320C5416设计的混合储能协调控制器通过对混合储能系统的就地控制，有利于实现对海岛微电网的运行监测和协调控制，有效提高微电网供电的安全可靠性。
[0029]本实用新型实现了对混合储能系统的就地控制，可以更加快速地响应海岛微电网对混合储能系统快速充放电能力的要求，维持功率平衡，减少对海岛微电网的冲击，有利于安全稳定运行，具有良好的应用前景。[0030]请参阅图2，液晶显示器的蓄电池实时监控主要对蓄电池进行工作模式和设备状态的控制，在允许实时监控的情况下用户可自行选择手动控制或者自动控制模式，设备状态包括投入运行和停止运行，界面可显示蓄电池的直流侧电压、电流、有功和无功功率、蓄电池的荷电量、温度和工作状态、交流侧电压、电流、有功和无功功率、频率、日充电量和放电量、总充电量和放电量、总充电时长和放电时长，同时可绘制每日蓄电池的有功和无功功率的实时曲线，界面下方可查询正常记录、故障记录、运行日志等历史数据。[0031]请参阅图3，液晶显示器的超级电容实时监控主要对超级电容进行工作模式和设备状态的控制，在允许实时监控的情况下用户可自行选择手动控制或者自动控制模式，设备状态包括投入运行和停止运行，界面可显示蓄电池的直流侧电压、电流、有功和无功功率、超级电容的荷电量、温度和工作状态、交流侧电压、电流、有功和无功功率、频率、日充电量和放电量、总充电量和放电量、总充电时长和放电时长、同时可绘制每日超级电容的有功和无功功率的实时曲线，界面下方可查询正常记录、故障记录、运行日志等历史数据。
[0032]本实用新型适用于海岛微电网的混合储能协调控制器可以通过人机交互模块的
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液晶显示屏对蓄电池和超级电容进行操作控制、查看运行参数和历史数据；可以通过数据存储模块进行蓄电池和超级电容正常记录、故障记录、运行日志等历史数据和实时状态运行数据的存储；可以通过上层通信模块与上层设备进行相互通信；可以通过底层通信模块与蓄电池和超级电容进行互联。综上所述，本实用新型具有丰富的通信接口，多设备通信方式提高了微电网混合储能协调控制的通信可靠性，充分满足海岛微电网对混合储能系统的运行控制要求。
[0033]根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
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说 明 书 附 图
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