微电网系统及同步控制方法与流程

本技术涉及能源，特别涉及一种微电网系统及同步控制方法。

背景技术：

1、微电网系统可以包括数千个端侧设备(或称被控设备)，如逆变器、储能变流器、储能电池。为实现这些设备同步工作，需要这些设备同步执行同一控制指令，通常采用如下做法：主控设备通过广播方式下发控制信息到多个被控设备。由于微电网系统的网络拓扑、传输质量等问题，各被控设备收到主控设备下发的控制信息的时间存在一定差异，使得主控设备控制各被控设备执行启动工作存在时间差，从而引起控制启动的时间延长或控制启动失败的问题。

技术实现思路

1、本技术提供了一种微电网系统及同步控制方法，实现对多个被控设备的同步控制，有效减少多个被控设备启动工作的时间差，技术方案如下。

2、第一方面，提供了一种微电网系统，微电网系统包括第一主控设备和多个被控设备，第一主控设备的时钟和多个被控设备的时钟之间的时间保持一致；第一主控设备用于生成第一控制信息，第一控制信息包括控制时间、多个被控设备的标识、多个被控设备中每个被控设备的目标任务和被控设备启动执行目标任务的启动模式；第一主控设备还用于向多个被控设备发送第一控制信息；多个被控设备用于接收第一控制信息；多个被控设备还用于在控制时间到达时，按照启动模式对被控设备对应的目标任务执行启动操作。通过第一主控设备和多个被控设备时间同步，基于此，第一主控设备向多个被控设备发送的信息中携带有控制时间、多个被控设备中每个被控设备的目标任务和被控设备启动执行目标任务的启动模式。这样，在控制时间到达时，按照启动模式对被控设备对应的目标任务执行启动操作，实现对多个被控设备的同步控制，有效减少多个被控设备启动工作的时间差。

3、在一种可能的实现方式中，第一主控设备还用于监测电力线缆上的电信号，在电信号大于阈值的情况下，更新第一控制信息，得到更新后的第一控制信息，更新后的第一控制信息包括更新后的控制时间、更新后的目标任务和更新后的启动模式；第一主控设备还用于向多个被控设备发送更新后的第一控制信息；多个被控设备还用于接收更新后的第一控制信息，并在更新后的控制时间到达时，按照更新后的启动模式对被控设备对应的更新后的目标任务执行启动操作。在多个被控设备被同步控制的过程中，第一主控设备也可以实时监测电力线缆上的电信号，在电信号大于阈值的情况下，更新第一控制信息，以得到更新后的第一控制信息，从而重新控制多个被控设备来实现同步控制，可以根据实时变化进行实时调整，灵活性和实用性更高。

4、在一种可能的实现方式中，第一控制信息用于对故障录波进行控制；第一主控设备还用于监测电力线缆上的电信号，在电信号大于阈值的情况下，生成第一控制信息；或者，第一主控设备还用于接收多个被控设备中至少一个被控设备上报的用于故障录波的请求，并根据请求生成第一控制信息。针对故障录波场景，第一主控设备可以通过监测电力线缆上的电信号的波动异常来触发生成第一控制信息，即故障录波控制信息；或者，第一主控设备可以通过接收下级被控设备中的至少一个被控设备上报的请求来触发生成第一控制信息，即故障录波控制信息。

5、在一种可能的实现方式中，微电网系统还包括第二主控设备，第二主控设备为第一主控设备的上级控制设备，第一控制信息用于对故障录波进行控制；第一主控设备还用于接收第二主控设备发送的第二控制信息，第二控制信息用于触发第一控制设备生成第一控制信息；第二控制信息是第二主控设备监测电力线缆上的电信号，并在电信号大于阈值的情况下生成的；或者，第二控制信息是第二主控设备接收第一主控设备上报的用于故障录波的请求，并根据请求生成的。针对故障录波场景，第一主控设备也可以具有上级控制设备，即第二主控设备，那么，第二主控设备可以通过向第一主控设备发送第二控制信息来触发第一主控设备生成第一控制信息。第二控制信息是第二主控设备通过监测电力线缆上的电信号的波动异常来触发生成的；或者，第二控制信息是第二主控设备通过接收下级第一主控设备上报的请求来触发生成的。

6、在一种可能的实现方式中，微电网系统还包括第三主控设备，第三主控设备为第一主控设备的上级控制设备；第一控制信息用于对黑启动进行控制；第一主控设备还用于接收第三主控设备发送的第三控制信息，第三控制信息用于触发第一控制设备生成第一控制信息。针对黑启动场景，第一主控设备可以通过接收上级控制设备发送的控制信息来触发生成第一控制信息，即黑启动控制信息。

7、在一种可能的实现方式中，微电网系统为光伏系统，微电网系统还包括箱式变压器，多个被控设备接在箱式变压器的同一个导体上；第一主控设备还用于根据第三控制信息，收集多个被控设备中每个被控设备的直流输入信息、天气光照预测信息、额定功率、视在功率或内部功率拓扑模型中至少一项；第一主控设备还用于根据直流输入信息、天气光照预测信息、额定功率、视在功率或内部功率拓扑模型中至少一项，确定多个被控设备中每个被控设备的输出能力；第一主控设备还用于根据微电网系统中的设备数量、每个被控设备的输出能力和箱式变压器的负载，确定控制时间、多个被控设备的标识、多个被控设备中每个被控设备的目标任务和被控设备启动执行目标任务的启动模式，以生成第一控制信息。

8、针对光伏系统场景，第一主控设备可以收集多个被控设备中每个被控设备的直流输入信息、天气光照预测信息、额定功率、视在功率或内部功率拓扑模型中至少一项。并且，根据上述信息确定多个被控设备中每个被控设备的输出能力。之后，再根据微电网系统中的设备数量、每个被控设备的输出能力和箱式变压器的负载，确定第一控制信息。这样，第一控制信息的生成结合了光伏系统中各被控设备的信息来确定的，使得第一控制信息可以根据实际情况进行调整，灵活性和实用性更高。另外，结合了光伏系统中各被控设备的信息也可以选择目标被控设备执行黑启动，有效确保多个目标被控设备同时执行黑启动。

9、在一种可能的实现方式中，微电网系统为储能系统，微电网系统还包括箱式变压器，多个被控设备接在箱式变压器的同一个导体上；第一主控设备还用于根据第三控制信息，收集多个被控设备中每个被控设备的电压、频率、额定功率、下垂系数或荷电状态中至少一项；第一主控设备还用于根据每个被控设备的电压、频率、额定功率、下垂系数或荷电状态中至少一项，确定多个被控设备中每个被控设备的输出能力；第一主控设备还用于根据微电网系统中的设备数量、每个被控设备的输出能力和箱式变压器的负载，确定控制时间、多个被控设备的标识、多个被控设备中每个被控设备的目标任务和被控设备启动执行目标任务的启动模式，以生成第一控制信息。

10、针对储能系统场景，第一主控设备可以收集多个被控设备中每个被控设备的电压、频率、额定功率、下垂系数或荷电状态中至少一项。并且，根据上述信息确定多个被控设备中每个被控设备的输出能力。之后，再根据微电网系统中的设备数量、每个被控设备的输出能力和箱式变压器的负载，确定第一控制信息。这样，第一控制信息的生成结合了储能系统中各被控设备的信息来确定的，使得第一控制信息可以根据实际情况进行调整，灵活性和实用性更高。另外，结合了充能系统中各被控设备的信息也可以选择目标被控设备执行黑启动，有效确保多个目标被控设备同时执行黑启动。

11、在一种可能的实现方式中，在交流电的情况下，第一控制信息还包括触发被控设备执行启动操作的阈值电压或阈值电流。第一控制信息还包括触发所述被控设备执行启动操作的阈值电压或阈值电流。这样，多个被控设备的同步控制不但基于控制时间实现，还附加了相位同步，使得多个被控设备的同步控制更精准，一致性更高。

12、在一种可能的实现方式中，第一主控设备和多个被控设备通过电力线载波通信(power line communication，plc)进行网络连接；第一主控设备还用于向多个被控设备发送第一报文，第一报文中携带协调世界时(coordinated universal time，utc)标准时间和在第一时刻多个被控设备的网络时间基准(network time base，ntb)值的时间差值；多个被控设备中每个被控设备还用于接收第一报文，并根据时间差值和在第二时刻被控设备上的ntb值，调整被控设备的utc标准时间。在第一主控设备和多个被控设备通过电力线载波通信plc进行网络连接的情况下，第一主控设备通过向多个被控设备发送携带有协调世界时utc标准时间和在第一时刻多个被控设备的网络时间基准ntb值的时间差值的报文，这样，多个被控设备在接收到该报文之后，即可基于时间差值调整被控设备的utc标准时间，达到时间同步的目的。

13、第二方面，提供了一种同步控制方法，其方法应用于微电网系统，微电网系统包括第一主控设备和多个被控设备，第一主控设备的时钟和多个被控设备的时钟之间的时间保持一致；方法包括：第一主控设备生成第一控制信息，第一控制信息包括控制时间、多个被控设备的标识、多个被控设备中每个被控设备的目标任务和被控设备启动执行目标任务的启动模式；第一主控设备向多个被控设备发送第一控制信息；多个被控设备接收第一控制信息；多个被控设备在控制时间到达时，按照启动模式对被控设备对应的目标任务执行启动操作。

14、在一种可能的实现方式中，方法还包括：第一主控设备监测电力线缆上的电信号，在电信号大于阈值的情况下，更新第一控制信息，得到更新后的第一控制信息，更新后的第一控制信息包括更新后的控制时间、更新后的目标任务和更新后的启动模式；第一主控设备向多个被控设备发送更新后的第一控制信息；多个被控设备接收更新后的第一控制信息，并在更新后的控制时间到达时，按照更新后的启动模式对被控设备对应的更新后的目标任务执行启动操作。

15、在一种可能的实现方式中，第一控制信息用于对故障录波进行控制；第一主控设备生成第一控制信息，包括：第一主控设备监测电力线缆上的电信号，在电信号大于阈值的情况下，生成第一控制信息；或者，第一主控设备接收多个被控设备中至少一个被控设备上报的用于故障录波的请求，并根据请求生成第一控制信息。

16、在一种可能的实现方式中，微电网系统还包括第二主控设备，第二主控设备为第一主控设备的上级控制设备，第一控制信息用于对故障录波进行控制；第一主控设备接收第二主控设备发送的第二控制信息，第二控制信息用于触发第一控制设备生成第一控制信息；第二控制信息是第二主控设备监测电力线缆上的电信号，并在电信号大于阈值的情况下生成的；或者，第二控制信息是第二主控设备接收第一主控设备上报的用于故障录波的请求，并根据请求生成的。

17、在一种可能的实现方式中，微电网系统还包括第三主控设备，第三主控设备为第一主控设备的上级控制设备；第一控制信息用于对黑启动进行控制；第一主控设备生成第一控制信息，包括：通过第一主控设备接收第三主控设备发送的第三控制信息，第三控制信息用于触发第一控制设备生成第一控制信息。

18、在一种可能的实现方式中，微电网系统为光伏系统，微电网系统还包括箱式变压器，多个被控设备接在箱式变压器的同一个导体上；第一主控设备接收第三主控设备发送的第三控制信息之后，方法还包括：第一主控设备根据第三控制信息，收集多个被控设备中每个被控设备的直流输入信息、天气光照预测信息、额定功率、视在功率或内部功率拓扑模型中至少一项；第一主控设备根据直流输入信息、天气光照预测信息、额定功率、视在功率或内部功率拓扑模型中至少一项，确定多个被控设备中每个被控设备的输出能力；第一主控设备根据微电网系统中的设备数量、每个被控设备的输出能力和箱式变压器的负载，确定控制时间、多个被控设备的标识、多个被控设备中每个被控设备的目标任务和被控设备启动执行目标任务的启动模式，以生成第一控制信息。

19、在一种可能的实现方式中，微电网系统为储能系统，微电网系统还包括箱式变压器，多个被控设备接在箱式变压器的同一个导体上；第一主控设备接收第三主控设备发送的第三控制信息之后，方法还包括：第一主控设备根据第三控制信息，收集多个被控设备中每个被控设备的电压、频率、额定功率、下垂系数或荷电状态中至少一项；第一主控设备根据每个被控设备的电压、频率、额定功率、下垂系数或荷电状态中至少一项，确定多个被控设备中每个被控设备的输出能力；第一主控设备根据微电网系统中的设备数量、每个被控设备的输出能力和箱式变压器的负载，确定控制时间、多个被控设备的标识、多个被控设备中每个被控设备的目标任务和被控设备启动执行目标任务的启动模式，以生成第一控制信息。

20、在一种可能的实现方式中，在交流电的情况下，第一控制信息还包括触发被控设备执行启动操作的阈值电压或阈值电流。

21、在一种可能的实现方式中，第一主控设备和多个被控设备通过电力线载波通信plc进行网络连接；第一主控设备和多个被控设备时间同步，包括：第一主控设备向多个被控设备发送第一报文，第一报文中携带协调世界时utc标准时间和在第一时刻多个被控设备的网络时间基准ntb值的时间差值；多个被控设备中每个被控设备接收第一报文，并根据时间差值和在第二时刻被控设备上的ntb值，调整被控设备的utc标准时间。

22、应当理解的是，本技术的第二方面的技术方案及对应的可能的实现方式所取得的有益效果，可以参见上述对第一方面及其对应的可能的实现方式的技术效果，此处不再赘述。