用户侧光储微电网中央控制器研制-第2页-北极星储能网

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既提高了控制的实时性,又保证了底层设备的通信功能,使系统通信性能和经济性取得最优。

2 中央控制器方案设计

采用模块化结构的设计思想,将设备分为人机界面模块、数据存储模块、底层设备通信模块和上层通信模块,其总体结构图如图4所示。

图4 中央控制器总体结构

1)底层设备通信模块设计。

提供底层接口,与设备如光伏并网逆变器、储能逆变器和能量测量装置等进行互联。

由于微网中光伏和储能系统与控制器之间的通信距离较长,接口设计需综合考虑施工难度、通信速率和通信可靠性的要求,采用以太网通信。

DP83848C将stm32F407以太网模块的信号进行电平转换,通过标准的交换机实现通信互联支持介质独立接口(medium independent interface,MII)和远程方法调用(remote method invoke,RMI)接口模式,集成度高,具有全功能、低功耗等性能。

当要求中央控制器就地采集数量信息较少时,则可以采用485通信或者CAN通信。RS485电平转换芯片采用的3差分总线收发器是一款集成式电流隔离器件,适用于多点总线传输线路的双向数据通信。CAN差分电平转换芯片为CAN协议控制器和物理总线间的接口,主要是为高速通讯应用而设计,高达1 Mbp/s。此器件对总线提供差动发送能力,对CAN控制器提供差动接收能力,具有抗瞬间干扰,保护总线能力,抗宽范围的共模干扰,抗电磁干扰。

2)上层通信模块设计。

将以太网模块的信号进行电平转换,通过标准的交换机实现通信互联,实现与上位机通信连接。

3)数据存储模块设计。

该模块主要可存储运行日志和关键数据,以便对系统进行诊断和分析。数据存储模块分为2个部分：串行Flash和大容量安全数字(secure digital,SD)卡。串行Flash主要用于保存液晶显示器(liquid crystal display,LCD)显示屏的图片数据,以及用户的自定义参数设置,具有低功耗和宽温度范围的特性,适用于嵌入式系统小规模数据存储的场合;大容量SD卡用于存储运行日志和运行关键数据。此设计可将SD卡取出读取数据,不影响装置正常运转。

4)人机界面设计。

LCD触摸屏采用第三方独立系统方案,选用器件模块集成了RISC微处理器(advanced RISC machines,ARM)和现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)芯片,对LCD触摸屏进行独立的驱动控制,微电网装置CPU只需通过通信串口与LCD模块进行数据交换,便可完成人机界面交互功能。LCD触摸屏的界面见图5。