基于ip和多代理技术的微电网测控系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及基于IP和多代理技术的微电网测控系统，属微电网系统控制与通信【技术领域】。微电网测控系统包括配网代理DMA、微网代理MGA、设备代理DA组成的分层多代理微电网控制系统，它们通过工业以太网组成IP通信网络，采用Modbus/UDP协议进行数据通信。配网代理主要管理微网代理，为主电网提供微电网实时运行参数及多个微电网的能量协调；微网代理负责监控微电网中各个设备的运行状态、根据控制策略在微电网内部进行能量调度；各设备代理根据微网代理命令和自身情况进行判断和决策。本发明通过工业以太网实现微电网中各设备互连互通，具有实时性好、通信效率高和可靠性强的优点，满足微网系统快速反应、安全稳定的要求。
【专利说明】基于IP和多代理技术的微电网测控系统
【技术领域】
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[0001]本发明涉及基于IP和多代理技术的微电网测控系统，属微电网系统控制与通信【技术领域】。
【背景技术】
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[0002]随着分布式能源的兴起，太阳能、风能等可再生能源将大量接入低压配电网。由于这些新能源具有不稳定性、控制困难等特点，简单的接入大电网势必会对现有的电网造成较大影响，为了协调大电网与分布式电源的矛盾，需要建立微电网将分布式发电源、储能装置、控制装置结合在一起，采取相应的控制策略为负载供电。
[0003]传统的集中式控制难以满足微网分布式特性、大量的控制数据以及灵活多变的控制方式，在此趋势下，提出了基于多代理技术的控制系统。通过将控制权分散到各微电网元件，由各元件根据微电网的调度自行改变运行状态的分布式协调控制方式将有效解决这些问题。
[0004]目前，微网控制系统中大部分采用Modbus/TCP协议作为以太网口的通信协议进行数据传输。由于Modbus/TCP协议进行数据传输时需要连接进行三次握手，数据传输实时性不强。
【发明内容】
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[0005]本发明针对微网系统中对分布式发电设备控制的不足、数据传输实时性不强的问题，提出一种基于IP和多代理技术的微电网测控系统。
[0006]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0007]一种基于IP和多代理技术的微电网测控系统，包括配网代理DMA (Distribut1nStat1n Agent)、微网代理 MGA (Microgrid Agent)、设备代理 DA (Device Agent)组成的分层多代理微电网控制结构，它们通过工业以太网组成IP通信网络。
[0008]配网代理和微网代理、微网代理和设备代理之间采用Modbus/UDP协议通过工业以太网进行数据通信。Modbus/UDP协议指的是在UDP/IP协议的基础上应用层使用Modbus数据，传输层采用UDP协议。采用Modbus/UDP作为以太网口的通信协议。
[0009]配网代理采用Modbus/UDP协议通过工业以太网接收微网代理发送的数据，对数据进行分析后做出决策。若需进行多个微电网的能量协调，则发送控制命令给配网断路器agent (DCBA, Distribut1n circuit breaker agent),控制相应的配网断路器闭合或断开以及给微网代理发送命令；若只需采集和控制单个微网的运行参数和状态，则向对应微网代理发送命令。
[0010]微网代理作为微电网的控制中心包括数据处理模块、数据存储模块、显示模块、以太网模块。数据处理模块分别与数据存储模块、显示模块、以太网模块连接通信。数据处理模块采用型号为S3C2440的ARM9芯片，存储模块为两片128M的NANDFLASH芯片，显示模块为14寸的液晶触摸屏，以太网模块采用型号为DM9000的以太网芯片。
[0011]微网代理采用Modbus/UDP协议通过工业以太网采集设备代理的运行情况和状态信息，对这些数据进行分析，判断是否修改分布式电源的运行状态或断开/闭合光伏逆变器agent、风机逆变器agent、储能agent、负荷agent之间的断路器。如果需要修改分布式电源的运行状态，则向分布式电源发送修改命令。如果需要闭合/断开断路器，则向微网断路器agent发送控制命令。
[0012]光伏逆变器agent和风机逆变器agent包括:数据处理模块、以太网模块、数据采集模块、断路器。数据处理模块分别与以太网模块、数据采集模块、断路器连接通信。数据处理模块采用型号为TMS28335的DSP芯片，以太网模块采用型号为DM9000的以太网芯片，数据采集模块采用型号为QBC和QBV系列的电流和电压霍尔传感器和AD7656模数转换芯片、TMP37温度传感器。光伏逆变器agent和风机逆变器agent通过采集电流、电压、温度传感器上的数据判断自身运行状态和电网是否出现故障。
[0013]配网断路器agent和微网断路器agent包括:数据处理模块、断路器；数据处理模块采用型号为PIC18f66j60的具有以太网功能的PIC芯片；配网断路器agent通过工业以太网接收配网代理命令，控制配网与微电网连接的断路器闭合或断开；微网断路器agent通过工业以太网接收微网代理的控制命令，控制分布式电源、蓄电池和负荷之间断路器的闭合或断开；储能agent通过工业以太网接收微网代理命令控制蓄电池充放电；负荷agent包括智能电表、可断电负载和不可断电负载，智能电表通过工业以太网向微网代理提供负荷的实时用电量。
[0014]本发明基于IP和多代理技术的微电网测控系统的特点在于:
[0015]1、本发明基于IP和多代理理论，通过工业以太网建立基于IP的微电网测控系统分层控制结构。将微电网系统控制权限下放给各级代理，由于各级代理职能不同，能够很好的适应微电网分布式、控制方式灵活多变的特点。
[0016]2、本发明采用Modbus/UDP协议作为微电网设备间的通信协议，UDP协议相比于TCP协议少了三次握手，传输效率高、实时性强；与Modbus/TCP相比，Modbus/UDP通信协议应用在微网控制系统中能更好地满足微电网控制系统数据传输速率、实时性、可靠性的要求。
【专利附图】
【附图说明】
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[0017]图1为基于IP和多代理技术的微电网测控系统的结构框图。图中:DMA配网代理，MGA微网代理，DA设备代理，DCBA配网断路器agent，MCBA微网断路器agent，SGA智能电表agent，DCB配网断路器，MCB微网断路器。
[0018]图2为基于IP和多代理技术的微电网测控系统的通信示意图。图中:DMSA配网代理，MGA微网代理，DA设备代理，DCBA配网断路器agent，DERA分布式发电源agent，MCBA微网断路器agent, SEA储能agent, LA负荷agent。
[0019]图3为微网代理硬件架构实施例示意图。
[0020]图4为光伏逆变器、风机逆变器硬件架构实施例示意图。
[0021]图5为服务器端和客户端数据收发流程图。
【具体实施方式】
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[0022]下面结合附图对本发明作进一步的详述。
[0023]基于IP和多代理技术的微电网测控系统由配网代理、微网代理、设备代理组成，它们通过工业以太网组成IP通信网络，在工业以太网上采用Modbus/UDP协议进行数据通信。由于UDP/IP协议提供的数据传输是不可靠的，故在以下的软件设计中均通过引入超时重传机制来保证通信的可靠性。图1和图2分别给出了本发明的系统结构框图和通信示意图。
[0024]针对图1的系统结构框图采用服务器作为配网代理，采用服务器自带的网卡作为配网代理的以太网模块，配网代理功能通过软件实现。软件部分包括人机交互界面、主控程序和通信程序，它们均使用QT编写完成。主控程序包括数据采集模块、多个微网的能量协调策略模块、各个微网运行状态曲线模块、操作人员级别模块、配网和微网断路器闭合/断开模块等。配网代理和微网代理通过交换机相连，配网代理的端口号设置为5566。
[0025]配网代理采用Modbus/UDP协议通过工业以太网接收微网代理发送的数据，对数据进行分析后做出决策。若需进行多个微电网的能量协调，则发送控制命令给配网断路器agent控制相应的配网断路器闭合或断开以及给微网代理发送命令；若只需采集和控制单个微网的运行参数和状态，则向对应微网代理发送命令。
[0026]微网代理包括数据处理模块、数据存储模块、显示模块、以太网模块。数据处理模块分别与数据存储模块、显示模块、以太网模块连接通信。数据处理模块采用的是型号为S3C2440的ARM9芯片，存储模块为两片128M的NANDFLASH芯片，显示模块为7寸的液晶触摸屏，以太网模块采用的是型号为DM9000的以太网芯片，微网代理硬件结构框图如图3所
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[0027]在ARM9上运行嵌入式Iinux操作系统，微网代理的软件部分由人机交互界面、主控程序和通信程序组成，它们使用QT编写完成。主控程序包括数据采集模块、微电网内部能量调度模块、控制微网断路器agent模块等。微网代理通过交换机与设备代理相连，使用两个套接字完成以太网通信。当与配网代理进行数据通信时，端口号设置为502 ;当与设备代理进行数据通信时，端口号设置为6655。
[0028]微网代理采用Modbus/UDP协议通过工业以太网接收设备代理发送的数据，对数据进行分析后做出决策。当处于孤岛运行模式时，若分布式电源发出的电不能满足负荷的需求，则微网代理发送控制命令给微网断路器agent，断开可断电负荷线路上的断路器；若分布式电源发出的电超过负荷的需求，则微网代理发送控制命令给微网断路器agent，闭合储能agent线路上的断路器。
[0029]设备代理包括光伏逆变器agent、风机逆变器agent、储能agent、断路器agent、负荷agent，它们通过交换机与微网代理相连，端口号设置为502，采用Modbus/UDP协议通过工业以太网接收微网代理发送的数据。
[0030]光伏/风机逆变器agent包括数据处理模块、以太网模块、数据采集模块、断路器。数据处理模块分别与以太网模块、数据采集模块、断路器连接通信。数据处理模块采用的是型号为TMS28335的DSP芯片，以太网模块采用的是型号为DM9000的以太网芯片，数据采集模块采用的是型号为QBC和QBV系列的电流和电压霍尔传感器和AD7656模数转换芯片、TMP37温度传感器，光伏/风机逆变器agent硬件结构框图如图4所示。
[0031]光伏/风机逆变器agent作为一个智能体，具有自我判断和决策能力。它们通过采集电流、电压、温度传感器上的数据判断自身运行状态和主电网是否出现故障，当它们检测到自身处在过流、欠压、过压、欠频、过频时会启动自我保护、并且与大电网断开。
[0032]配网断路器agent和微网断路器agent包括数据处理模块、断路器。数据处理模块采用的是型号为PIC18f66j60的具有以太网功能的PIC芯片。配网断路器agent通过工业以太网接收配网代理命令控制配网与微电网连接的断路器闭合或断开；微网断路器agent通过工业以太网接收微网代理的控制命令，控制分布式电源、蓄电池和负荷之间断路器的闭合或断开。
[0033]服务器端和客户端数据收发流程图如图5所示，客户端向服务器端传送数据，月艮务器端收到数据后反馈信息。
【权利要求】
1.基于IP和多代理技术的微电网测控系统，其特征在于该微电网测控系统包括:配网代理、微网代理、设备代理组成的分层多代理微电网测控系统；配网代理与微网代理、微网代理与设备代理之间通过工业以太网组成IP通信网络，采用Modbus/UDP协议进行数据通Ih ;其中: 所述的配网代理采用Modbus/UDP协议通过工业以太网接收微网代理发送的数据，对数据进行分析后做出决策；若需进行多个微电网的能量协调，则发送控制命令给配网断路器agent，控制相应的配网断路器闭合或断开以及给微网代理发送命令；若只需采集和控制单个微网的运行参数和状态，则向对应微网代理发送命令； 所述的微网代理采用Modbus/UDP协议通过工业以太网采集设备代理的运行参数和状态信息，根据配网代理命令和自身运行情况，向设备代理发送控制命令，并将数据通过工业以太网发送给配网代理；微网代理由数据处理模块、数据存储模块、显示模块、以太网模块组成；数据处理模块采用型号为S3C2440的ARM9芯片，数据存储模块采用两片128M的NANDFLASH芯片，显示模块采用14寸的液晶触摸屏，以太网模块采用型号为DM9000的以太网芯片； 所述的设备代理通过工业以太网接收微网代理命令控制各种设备，具备数据采集、决策、控制功能；设备代理包括:光伏逆变器agent、风机逆变器agent,储能agent,断路器agent,负荷agent ;光伏逆变器agent、风机逆变器agent由数据处理模块、以太网模块、数据采集模块、断路器组成；数据处理模块采用型号为TMS28335的DSP芯片，以太网模块采用型号为DM9000的以太网芯片，数据采集模块采用型号为QBC和QBV系列的电流和电压霍尔传感器和AD7656模数转换芯片、TMP37温度传感器；断路器agent由数据处理模块、断路器组成，数据处理模块采用型号为PIC18f66j60的具有以太网功能的PIC芯片；储能agent通过工业以太网接收微网代理命令控制蓄电池充放电；负荷agent包括智能电表、可断电负载和不可断电负载。
【文档编号】H04L29/08GK104362636SQ201410631206
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】余江, 詹建东, 宗容, 施继红, 常俊, 蔡光卉 申请人:云南大学