電能路由器的基本架構和功能需求

當時配網結構的脆弱性不足以支撐大量可再生動力的接入,且節點自治能力差、自由度低的間題愈加嚴峻。

首先,散布式發電具有高不確定性、高不可控性、散布廣、地處遠、運轉環境惡劣、設備可靠性低、運維工作量大等特點。跟著未來散布式發電數量的增多,目前的監控、運維計劃,無論是經過監控系統還是經過專用的并網接口裝置上傳信息,上級電網調度中心均需要具備與一切散布式發電或現場控制器進行通訊和調度的能力。這不只加大了上級電網對散布式發電的管控難度,并且信帶寬度、通訊數據壓縮等技術的局限性也嚴峻影響了調度的實時性和可靠性。

其次,散布式發電系統、儲能系統以及交直流負荷等接入配網均需要不同類型的電能轉化設備。這些裝置往往依據不同使用場景專門規劃,對外接口無統一標準,接入電壓無統一標準,也無法覆蓋一切功率段,導致電能轉化設備種類繁復,使用雜亂,后續維護困難乃至影響配網的電能質量。

作為一種高度集成的具備通用性、開放性、兼容性的備,電能路由器能夠承當家庭、園區、電力主干網等不同量級的能量監管、調度和分配工作,能夠同時滿足動力就地消納、并網或同享需要,真正完成“源-網-荷-儲”的歸納利用。電能路由器一般認為由歸納使用模塊、運轉控制模塊、通訊模塊和物理模塊組成。

歸納使用模塊的相關軟件直接定義了電能路由器的各類功用,同時該模塊還擔任人機交互、故障處理、動力交易和大數據服務等。運轉控制模塊需要處理各種狀態信息,進行動態的系統管理和能量路由;還需要針對多能互補耦合的動態特性差異和多用戶和諧互動的不確定性等,監測或許存在的重負荷、能量傳輸擁塞等問題。

通訊模塊對內擔任各模塊之間的信息交互,對外擔任與接入設備、其他電能路由器和能量管理中心通訊銜接。該過程需滿足以下要求:

(1)不同設備通訊的網絡延遲;

(2)遇故障時快速重傳丟包信息和繞過故障途徑繼續通訊;

(3)防止未授權用戶閱讀、修正信息和辨別并丟棄惡意偽造信息。

物理模塊包括現場控制器、維護驅動模塊、電力電子模塊和即插即用端口。電力電子模塊需要完成高低壓、交直流轉化以及必要的電氣阻隔。即插即用端口要能夠快速辨認接入設備的電氣特性,并經過合理的插接結構和發動措施,完成快速接入或切除。生物質能風能、天然氣、水能、太陽能等一次動力均可經過動力轉化設備轉化為電能直接接入電能路由器,多種儲電設備、交直流負荷亦可直接接入。