[发明专利]基于无线传感器网络的能源微网分布式功率控制系统

说明书

本发明公开了一种基于无线传感器网络的能源微网分布式功率控制系统，包括下层能量传输网络和上层无线传感器通讯网络；所述下层能量传输网络包括负载和分布式电源，所述可控节点则用于收集其所对应的可控分布式电源和负载的功率及负荷等信息、接受周围的可控或半可控节点传递的信息，并根据收集到的信息对系统整体进行输出功率和负载平衡的协调控制。本发明在保证控制系统稳定性运行的情况下通过引入无线传感器网络，以光伏发电、风力发电和电池储能装置为主要受控对象，并搭建基于无线传感器网络的能源微网分布式控制系统，使其适用于任意拓扑结构，并具备高灵活性和可拓展性。

技术领域

本发明涉及一种基于无线传感器网络的能源微网分布式功率控制系统。

背景技术

对能源微网中各分布式电源、储能装置及负载进行协调控制，保证系统功率平衡和功率均分，从而保证能源微网的电压与频率稳定，既有助于清洁可再生能源的高效利用，同时又能提高能源微网在运行时的稳定性、可靠性和经济性。而传统的能源微网集中式控制系统主要通过有线通信网络对设备进行控制，虽能取得一定的控制效果，但是当能源微网中的设备较多且地理位置分布较广时，其存在着可靠性较低、网络复杂化、建设成本高和可拓展性差等问题，并且在能源微网和通信网络拓扑结构发生变化时，需要对算法进行重新设计，普适性和灵活性也有待加强。

传统的集中式控制系统与能源微网分布式发电的本质相冲突，当能源微网中的设备较多且地理位置分布较广时，集中式控制存在着可靠性较低、网络复杂化、建设成本高和可拓展性差等问题，不能契合能源微网的分布式特性。

本发明将结合无线传感器网络，设计出一种围绕任意拓扑结构下能源微网的通用分布式功率控制系统，使其具备更好的灵活性、普适性、可拓展性和可靠性。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种基于无线传感器网络的能源微网分布式功率控制系统，在保证控制系统稳定性运行的情况下通过引入无线传感器网络，以光伏发电、风力发电和电池储能装置为主要受控对象，并搭建基于无线传感器网络的能源微网分布式控制系统，使其适用于任意拓扑结构，并具备高灵活性和可拓展性。

本发明所采用的技术方案是：一种基于无线传感器网络的能源微网分布式功率控制系统，包括下层能量传输网络和上层无线传感器通讯网络；所述下层能量传输网络包括负载和分布式电源，所述上层无线传感器通讯网络包括可控节点和半可控节点；所述半可控节点用于收集其所对应的半可控分布式电源和负载的功率及负荷信息，并将所收集到的信息传递给周围的可控节点；所述可控节点用于收集其所对应的可控分布式电源和负载的功率及负荷信息、接收周围的可控或半可控节点传递的信息，并根据收集到的信息对分布式电源和负载进行输出功率和负载平衡的协调控制。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：同现有能源微网控制系统相比，本发明具备以下优势：

1、采用无线传感器网络作为系统控制的通信方式，节点位置灵活，适应任意拓扑结构，使系统具备更好的灵活性和可拓展性；

2、通过对功率平衡和无功功率均分直接进行分布式实时控制，保证能源微网运行过程中电压频率保持稳定，使系统具备更好的稳定性和可靠性；

3、无线传感器网络节点在对数据进行传输前会通过压缩感知算法对数据进行压缩，能有效降低传输数据量，减少冗余数据，减少传输延迟，使系统具备更好的实时性和能效性。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为基于无线传感器网络的能源微网分布式功率控制系统的拓扑结构示意图；

图2为基于无线传感器网络的能源微网分布式功率控制系统的控制流程图；

图3为压缩感知和传统采样的信号处理过程对比；

图4为压缩感知算法的数据压缩过程。

具体实施方式