本文關(guān)鍵詞：交直流混合微網(wǎng)節(jié)點控制器的設(shè)計

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【摘要】：目前,分布式發(fā)電技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟,其應(yīng)用范圍也在不斷擴大,從配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和功率平衡、供電的可靠性和電能質(zhì)量等方面考慮,配電網(wǎng)目前還不能滿足分布式電源大規(guī)模接入的要求。微網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展有效解決了形式多樣、數(shù)量巨大的分布式電源大量并網(wǎng)的諸多難題。交直流混合微網(wǎng)綜合了直流微網(wǎng)和交流微網(wǎng)的優(yōu)點,提高了微網(wǎng)對分布式電源、儲能裝置和負荷的的適應(yīng)性,減少了能量變換環(huán)節(jié)和裝置。通過對交直流混合微網(wǎng)內(nèi)部的有效管理,可大大提高分布式電源接入電網(wǎng)的數(shù)量,并保證配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。針對交直流混合微網(wǎng)的控制和能量管理需求,本文給出了一種可實現(xiàn)交直流混合微網(wǎng)內(nèi)部及多個交直流混合微網(wǎng)之間的能量控制的能量管理系統(tǒng)架構(gòu),該能量管理系統(tǒng)主要包括：上級能量管理單元和微網(wǎng)級能量管理單元。交直流混合微網(wǎng)可看作是配電網(wǎng)中的一種特殊節(jié)點,本文重點進行了“交直流混合微網(wǎng)節(jié)點控制器”即微網(wǎng)級的能量管理單元的研究與設(shè)計。本文采用了嵌入式技術(shù),設(shè)計了交直流混合微網(wǎng)節(jié)點控制的硬件和軟件。其中,節(jié)點控制器的硬件主要由核心控制單元、外設(shè)接口、電源模塊以及基礎(chǔ)電路模塊構(gòu)成,其中核心控制單元是由ARM、DSP和CPLD共同構(gòu)成的多核數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),外設(shè)接口提供了多路且支持多種通信方式和協(xié)議的通信接口、多路模擬量輸入和輸出轉(zhuǎn)換接口以及多路數(shù)字量輸入和輸出接口。該控制器硬件接口豐富、數(shù)據(jù)運算速度快,抗干擾性能好。設(shè)計了基于Linux操作系統(tǒng)下的節(jié)點控制器的軟件,包括：各通信接口的通信協(xié)議、模擬量和數(shù)字量的輸入輸出控制、數(shù)據(jù)采集以及系統(tǒng)整體控制等。節(jié)點控制器的軟件運行在Linux操作系統(tǒng)平臺上,可同步管理和執(zhí)行多個任務(wù),數(shù)據(jù)處理能力強,實時性能好。此外,還搭建了一個含儲能裝置和光伏發(fā)電的交直流混合微網(wǎng)實驗平臺,設(shè)計了上級能量管理系統(tǒng),建立了節(jié)點控制器綜合測試系統(tǒng)。通過相關(guān)實驗測試了節(jié)點控制器的各項性能,實驗結(jié)果表明：該節(jié)點控制器運行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)采集速度快、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、計算結(jié)果精確、能量管理策略執(zhí)行準確,驗證了本設(shè)計的正確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：交直流混合徽網(wǎng) 能量管理 節(jié)點控制器 嵌入式系統(tǒng) Linux
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM727
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-22
• 1.1 研究內(nèi)容的背景及意義12-13
• 1.2 相關(guān)研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 交直流混合微網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲13-15
• 1.2.2 交直流混合微網(wǎng)的運行方式15-16
• 1.2.3 微網(wǎng)的能量管理策略16-17
• 1.2.4 微網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)及裝置17-19
• 1.3 交直流混合微網(wǎng)節(jié)點控制器19-20
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容20-22
• 2 微網(wǎng)節(jié)點控制器系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計22-30
• 2.1 微網(wǎng)節(jié)點的功能22-23
• 2.2 節(jié)點控制器的系統(tǒng)架構(gòu)23-25
• 2.3 節(jié)點控制器的工作原理25-27
• 2.4 能量管理功能及實現(xiàn)方式27-28
• 2.5 節(jié)點控制器的硬件需求28-29
• 2.6 小結(jié)29-30
• 3 微網(wǎng)節(jié)點控制器硬件設(shè)計30-46
• 3.1 硬件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及主控制器設(shè)計30-34
• 3.1.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)30-32
• 3.1.2 主控制器性能32-33
• 3.1.3 ARM、DSP、CPLD相互數(shù)據(jù)交換方式33-34
• 3.2 通信接口設(shè)計34-37
• 3.2.1 總線通信接口設(shè)計34-35
• 3.2.2 以太網(wǎng)通信接口設(shè)計35-36
• 3.2.3 串行通信接口設(shè)計36-37
• 3.3 模擬量、數(shù)字量輸入輸出接口設(shè)計37-41
• 3.3.1 AD/DA接口設(shè)計37-39
• 3.3.2 DI/DO接口設(shè)計39-41
• 3.4 基礎(chǔ)模塊設(shè)計41-45
• 3.4.1 外部存儲模塊設(shè)計41-42
• 3.4.2 電源模塊設(shè)計42-43
• 3.4.3 復(fù)位模塊設(shè)計43-44
• 3.4.4 時鐘模塊設(shè)計44-45
• 3.4.5 調(diào)試模塊設(shè)計45
• 3.5 小結(jié)45-46
• 4 微網(wǎng)節(jié)點控制器軟件設(shè)計46-76
• 4.1 節(jié)點控制器軟件總體任務(wù)46-50
• 4.1.1 軟件任務(wù)分配46-47
• 4.1.2 軟件的整體結(jié)構(gòu)47-49
• 4.1.3 軟件的工作原理49-50
• 4.2 節(jié)點控制器的LINUX操作系統(tǒng)移植50-54
• 4.2.1 嵌入式LINUX操作系統(tǒng)50-52
• 4.2.2 LINux自舉程序U-BOOT配置52
• 4.2.3 LINux內(nèi)核文件制作52-53
• 4.2.4 LINUX文件系統(tǒng)制作53-54
• 4.3 節(jié)點控制器通信協(xié)議54-59
• 4.3.1 ARM與DSP的通信54-56
• 4.3.2 DSP與CPLD的通信56-57
• 4.3.3 RS485總線通信57-58
• 4.3.4 以太網(wǎng)通信58-59
• 4.4 系統(tǒng)子進程的程序設(shè)計59-70
• 4.4.1 基于LINUX操作系統(tǒng)的驅(qū)動及應(yīng)用程序工作原理59-61
• 4.4.2 RS485總線驅(qū)動及應(yīng)用程序設(shè)計61-62
• 4.4.3 以太網(wǎng)通信驅(qū)動及應(yīng)用程序設(shè)計62-65
• 4.4.4 本地數(shù)據(jù)監(jiān)測終端通信驅(qū)動及應(yīng)用程序設(shè)計65-66
• 4.4.5 ARM與DSP通信驅(qū)動及應(yīng)用程序設(shè)計66-68
• 4.4.6 DSP28335程序設(shè)計68-69
• 4.4.7 CPLD-XC95288XL程序設(shè)計69-70
• 4.5 系統(tǒng)主進程的程序設(shè)計70-75
• 4.5.1 LINUX進程間通信70-71
• 4.5.2 本地能量管理策略71-73
• 4.5.3 系統(tǒng)主進程73-74
• 4.5.4 其他能量管理策略與系統(tǒng)軟件的接口74-75
• 4.6 小結(jié)75-76
• 5 微網(wǎng)節(jié)點控制器的實驗測試76-96
• 5.1 交直流混合微網(wǎng)實驗平臺76-80
• 5.1.1 實驗平臺中各模塊性能76-77
• 5.1.2 實驗平臺測量與控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)77-78
• 5.1.3 交直流混合微網(wǎng)實驗平臺實物78-80
• 5.2 上級EMS系統(tǒng)80-83
• 5.2.1 上級EMS系統(tǒng)功能80-81
• 5.2.2 上級EMS系統(tǒng)軟件設(shè)計81-82
• 5.2.3 上級EMS系統(tǒng)軟件界面82-83
• 5.3 節(jié)點控制器83
• 5.4 實驗及其結(jié)果分析83-95
• 5.4.1 節(jié)點控制器啟動運行實驗84-86
• 5.4.2 交直流混合微網(wǎng)實驗平臺運行數(shù)據(jù)采集實驗86-91
• 5.4.3 本地數(shù)據(jù)監(jiān)測實驗91-92
• 5.4.4 上級EMS數(shù)據(jù)監(jiān)測與指令發(fā)送實驗92-93
• 5.4.5 儲能平抑光伏輸出功率波動93-95
• 5.4.6 實驗結(jié)果綜合分析95
• 5.5 小結(jié)95-96
• 6 結(jié)論與展望96-98
• 6.1 結(jié)論96
• 6.2 展望96-98
• 參考文獻98-102
• 附錄A102-104
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果104-108
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集108

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2 韓奕;張東霞;胡學(xué)浩;梁才浩;程軍照;梁惠施;;中國微網(wǎng)標準體系研究[J];電力系統(tǒng)自動化;2010年01期

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7 牛銘;黃偉;郭佳歡;蘇玲;;微網(wǎng)并網(wǎng)時的經(jīng)濟運行研究[J];電網(wǎng)技術(shù);2010年11期

8 馬力;;混合系統(tǒng)微網(wǎng)控制策略分析[J];電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報;2010年06期

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10 歐陽，

本文編號：834777