發(fā)布時間：2017-09-12 00:25

  本文關鍵詞：基于CAN總線和ZigBee技術的小型風光互補型微電網通信構架研究

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【摘要】：全球經濟的不斷發(fā)展,促使電力需求也快速增長。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)費用高、運行難度大的弊端日漸突出,已不能滿足用戶對電能質量安全性和穩(wěn)定性的要求,因此,尋求和探索新型發(fā)電模式勢在必行。微電網技術作為智能電網的重要技術,將分布式電源有效組織起來,成為解決傳統(tǒng)電力系統(tǒng)眾多問題的重要手段。然而,微電網中分布式發(fā)電種類繁多,負荷多種多樣,控制難度非常大。因此,研究和實現高效、可靠、靈活、智能的微電網控制系統(tǒng)對微電網的發(fā)展和應用至關重要�；诖�,本文設計了基于CAN總線和ZigBee技術的小型風光互補型微電網控制系統(tǒng),具體從以下幾個方面進行研究。(1)針對微電網中分布式發(fā)電種類日益繁多、分布隨機、控制難度不斷增大的問題,提出采用MAS技術設計和實現微電網控制系統(tǒng),并分析了MAS技術的性能特點,在此基礎上,設計了由配網代理、微網代理和設備代理組成的三級小型風光互補型微電網控制系統(tǒng)。(2)為有效協(xié)調和充分利用微電網中各分布式發(fā)電,實現微電網的實時高效控制,本文將微電網的控制運行模式劃分為并網控制模式、孤島控制模式以及應急控制模式,詳細介紹了三種運行模式及其相互間的轉換條件。并基于此,我們提出了小型風光互補型微電網控制系統(tǒng)在三種運行模式下的控制策略。(3)針對微電網系統(tǒng)對實時性和可靠性的要求,本文在微網代理和設備代理之間采用CAN總線替代原有RS485總線實現數據采集和控制命令的傳輸,設計RS485-CAN轉換器,并在實驗平臺下對CAN通信性能進行測試,實驗表明,CAN能夠有效實現數據采集任務。(4)為實現微電網中各微網Agent之間能量的相互調度和供給,本文采用ZigBee無線通信技術在微網Agent之間搭建了ZigBee傳輸網絡,依據微網代理采集到的設備代理工作參數,進行門限判決,并通過ZigBee網絡來實現微網代理層能量調度策略。
【關鍵詞】：微電網 MAS技術 CAN總線 ZigBee
【學位授予單位】：云南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM73;TP273;TN92
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內外微電網研究現狀和發(fā)展趨勢10-14
• 1.2.1 國內外微電網研究現狀11-12
• 1.2.2 微電網通信研究現狀12
• 1.2.3 MAS系統(tǒng)在微電網控制中的研究現狀12-13
• 1.2.4 CAN-bus技術和ZigBee技術在電力系統(tǒng)中的應用13-14
• 1.3 本文的主要內容及其組成14-15
• 1.4 本文的創(chuàng)新點15-16
• 第2章 基于CAN總線和ZigBee技術的多代理微網控制系統(tǒng)設計16-26
• 2.1 引言16
• 2.2 多代理技術及其特性16-17
• 2.3 CAN總線技術及其優(yōu)勢17-18
• 2.4 ZigBee技術及其特點18-19
• 2.5 微電網控制系統(tǒng)19-21
• 2.5.1 微電網控制系統(tǒng)結構19-20
• 2.5.2 風光互補型微電網控制系統(tǒng)設計方案20-21
• 2.6 微電網協(xié)調控制策略21-24
• 2.6.1 微電網的運行模式21-22
• 2.6.2 并網模式下微電網的控制策略22-23
• 2.6.3 孤島模式下微電網的控制策略23-24
• 2.6.4 應急模式下的控制策略24
• 2.7 本章小結24-26
• 第3章 系統(tǒng)硬件設計方案26-37
• 3.1 引言26
• 3.2 系統(tǒng)整體硬件設計方案26-28
• 3.2.1 微網層與設備層通信硬件設計26-27
• 3.2.2 微網層互通信模塊硬件設計27-28
• 3.3 RS485-CAN轉換器總體設計方案28-32
• 3.3.1 CAN接口模塊28-30
• 3.3.2 RS485接口模塊30-31
• 3.3.3 微處理器模塊31-32
• 3.4 微網層通信模塊設計32-36
• 3.4.1 微網代理層通信模塊核心板電路設計33-34
• 1. CC2530F256處理器33
• 2. 核心板塊設計33-34
• 3.4.2 微網代理層通信模塊底板電路設計34-36
• 1. PL2303芯片介紹34-35
• 2. 底板電路設計35-36
• 3.5 本章小結36-37
• 第4章 微電網控制系統(tǒng)軟件設計與測試37-55
• 4.1 引言37
• 4.2 系統(tǒng)軟件設計方案37-38
• 4.2.1 RS485-CAN模塊38
• 4.2.2 ZigBee通信模塊設計38
• 4.2.3 能量協(xié)調模塊38
• 4.3 RS485-CAN模塊軟件設計38-43
• 4.3.1 CAN總線通信模塊設計38-39
• 4.3.2 RS485通信模塊設計39-40
• 4.3.3 RS485-CAN通信協(xié)議轉換40-43
• 4.4 微網代理層通信模塊軟件設計43-47
• 4.4.1 ZigBee開發(fā)環(huán)境簡介43
• 4.4.2 ZigBee協(xié)議與ZigBee協(xié)議棧43-44
• 4.4.3 Zigbee設備類型及其網絡拓撲結構44-45
• 4.4.4 基于Zigbee的無線通信程序設計45-46
• 4.4.5 終端節(jié)點應用程序設計46-47
• 4.4.6 協(xié)調器節(jié)點應用程序設計47
• 4.5 能量協(xié)調模塊軟件設計47-50
• 4.5.1 并網模式能量協(xié)調策略設計48-49
• 4.5.2 孤島模式能量協(xié)調策略設計49-50
• 4.6 系統(tǒng)測試50-53
• 4.6.1 微電網實驗平臺搭建50-51
• 4.6.2 RS485—CAN模塊通信測試51-52
• 4.6.3 微網Agent互通信測試52-53
• 4.6.4 微電網孤島控制策略測試53
• 4.7 本章小結53-55
• 第5章 總結與展望55-57
• 5.1 工作總結55
• 5.2 下一步工作及展望55-57
• 5.2.1 下一步工作55-56
• 5.2.2 展望56-57
• 參考文獻57-61
• 碩士期間參與的工作61-62
• 致謝62

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本文編號：833979