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基于EtherCAT通讯的微电网控制系统的研究

严诗恬  
【摘要】:近年来,由于传统大电网系统的局限性以及可再生能源利用和环保的需求等原因,使得分布式能源发电受到了广泛的关注。然而对于大电网来说,分布式电源属于不可控系统,为了协调分布式电源与大电网之间的矛盾,微电网的概念应运而生了。 微电网工程实现中遇到的问题主要有:分布式电源的种类繁多,系统结构复杂;微电网存在并网和孤网两种运行模式,要求平滑切换;微电网控制系统通信要求信息量大,速度快等。本文基于北京市某微电网示范工程,针对以上问题开展研究。首先,通过对微电网系统的功能细化分析,提出了一种具有分层特点的微电网系统结构,并对各层进行了详细设计;其次,针对微电网系统在孤网和并网两种状态下的不同运行特点,设计了微电网并/孤双向转换的控制策略;再次,针对微电网系统的通信要求,在实验室搭建了基于EtherCAT技术的通信实验平台,经过实验验证了该技术的有效性,在此基础上,将该通信平台成功应用在北京市某微电网示范工程中,并设计了基于EtherCAT的控制策略实现软件与通信控制软件。 最后,本文通过实验验证了EtherCAT通信技术的实时性和可靠性。基于该技术,采用相应的控制策略进行了微电网并网与孤网之间的切换实验。本文所述方法能够使微电网系统在300ms内实现并网与孤网之间的平滑切换。实验证明了本文所设计的微电网控制策略的合理性;同时也说明比较现有微电网通信技术,EtherCAT通讯方式可以大大提高微电网系统运行的可靠性和稳定性。


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