中國儲能網(wǎng)訊：續(xù)接上文，源網(wǎng)荷儲四要素電氣設(shè)備之間的連接都需要找到匯聚點(diǎn)，不論是交流方式還是直流方式，能量的匯聚都需要一個母線。
這條母線也是用戶表后小型配網(wǎng)的母線，雖然母線的英文是BUS，但翻譯過來卻叫做“節(jié)點(diǎn)”，所以相當(dāng)于說通過母線的形式把源網(wǎng)荷儲接到了同一個點(diǎn)上。
所以哪怕是在表后分布式的場景，但同樣也有中心化的結(jié)構(gòu)，而對應(yīng)這些電氣設(shè)備的運(yùn)行，也理應(yīng)有一個控制大腦。
就猶如調(diào)控中心之于大電網(wǎng)一樣，微電網(wǎng)的各元素也要有一個核心的管理系統(tǒng)來進(jìn)行統(tǒng)一的管理和調(diào)度。
這就涉及到組網(wǎng)的另一方面，信息層面的組網(wǎng)，也就是與控制系統(tǒng)相關(guān)的信息網(wǎng)絡(luò)的搭建。
五要素與三層級
先說點(diǎn)有關(guān)信息論的事兒，一個完整的信息傳遞過程需要包含五個部分，分別是信源、編碼、信道、解碼和信宿。
對應(yīng)到微電網(wǎng)這個場景，主站能量管理系統(tǒng)和終端設(shè)備之間因?yàn)樾畔⒖梢噪p向傳遞，故均可兼具信源以及信宿的身份。
而二者之間可以通訊的前提是雙方早已確定好了通訊協(xié)議，這樣編碼和解碼之間就不會存在偏差。
剩余一個信道，也就是信息傳遞的媒介，無非就是有線和無線這兩種。
如果說某個微電網(wǎng)僅局限在某個工商業(yè)用戶的表后范圍，那么位于這個小系統(tǒng)的本地能量管理系統(tǒng)和終端源網(wǎng)荷儲設(shè)備之間也就形成了信息通信關(guān)系。
當(dāng)把這個范圍放大到聚合若干類似微電網(wǎng)的虛擬電廠中，那么必然需要一個更大的中控平臺來和每一個微電網(wǎng)單元進(jìn)行信息傳遞。
而此時某個微電網(wǎng)的控制系統(tǒng)成為了下級，整個虛擬電廠也就形成了三級的通訊結(jié)構(gòu)，我們也可以用一個更加時髦的詞兒，叫“云邊端”三層級結(jié)構(gòu)。
而云和邊之間的通訊，用有線的方式不現(xiàn)實(shí)，所以都是無線通信。
而邊和端之間的通訊，有條件的話還是以有線的方式為最佳，畢竟多數(shù)控制指令都是在這兩者之間，那么通訊的可靠性來說有線的方式還是要優(yōu)于無線的。
把通訊方式也就是信道也考量進(jìn)來的話，云邊端就成了云管邊端。
這是一個通用于任何信息化和數(shù)字化系統(tǒng)的模型。
邊對端的采集
這種三層級結(jié)構(gòu)，看似最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)在上位的云端中控，但我一直覺得中間這個邊層級的本地控制系統(tǒng)才更加重要。
本地控制器對終端設(shè)備信息的采集需要做到全面且有效。這些數(shù)據(jù)信息的采集，最主要方式就是通訊。
可以是主站定時下發(fā)指令然后終端集體上送，也可以是主站根據(jù)終端的物理地址進(jìn)行輪詢，然后終端逐一進(jìn)行應(yīng)答。
多數(shù)情況下，終端設(shè)備上送的數(shù)據(jù)說啥是啥，也就是主站并不會主動去辨別終端送上來的每個數(shù)據(jù)到底是否合理，不過一些關(guān)鍵點(diǎn)位的信息還是有必要做一些冗余，用來進(jìn)行橫向比對。
比如說某臺逆變器的電氣功率等信息，如果逆變器出口側(cè)加裝了電能表或者具備數(shù)據(jù)測量功能的斷路器，那么是可以用這兩組數(shù)據(jù)之間做比對的。
這也有些類似電網(wǎng)在對一些發(fā)電廠或者大專線用戶設(shè)置計(jì)量表和考核表的道理。
除了這些設(shè)備提供的運(yùn)行狀態(tài)以及實(shí)際參數(shù)等數(shù)據(jù)外，一些有關(guān)溫濕度和當(dāng)前氣象的環(huán)境數(shù)據(jù)，一些關(guān)于開關(guān)的通斷狀態(tài)等，也應(yīng)該納入到控制系統(tǒng)的采集范圍。
除了通訊數(shù)據(jù)外，有些數(shù)據(jù)需要用0-1干節(jié)點(diǎn)的方式來提供，比如說開關(guān)的狀態(tài)，會通過斷路器的DO狀態(tài)位傳遞給控制系統(tǒng)，那么系統(tǒng)采集到的并非是一組通訊編碼，而是簡單的高低電平，用來區(qū)分0和1，也就是分與合。
這種方式就需要控制系統(tǒng)不僅要有通訊接口，也要有對應(yīng)的DI/DO接口，便于接受這些非零即一的狀態(tài)量。
云與邊的互動
本地控制系統(tǒng)與更為上級的中控系統(tǒng)之間的互動，主要還是重要數(shù)據(jù)的上送，這樣更加便于集中存儲和展示。
本地控制器的存儲空間有限，想要保留大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)還是要借助于資源更加廣泛的云端系統(tǒng)。
而云端系統(tǒng)也喜歡以數(shù)據(jù)看板的形式呈現(xiàn)各個微電網(wǎng)的運(yùn)行情況，那么也必然需要實(shí)時更新的數(shù)據(jù)。
我們之前的文章也提及了微電網(wǎng)和虛擬電廠之間的關(guān)系，亦如硬幣的兩面。
呈現(xiàn)微電網(wǎng)形態(tài)時主要是本地運(yùn)營，目標(biāo)是控制下網(wǎng)電量，降低用電成本。
呈現(xiàn)虛擬電廠形態(tài)時主要是參與交易，目標(biāo)是控制上網(wǎng)電量，增加發(fā)電收益。
而這些控制邏輯的成立，都需要引入價(jià)格信號。這些信號或是已經(jīng)內(nèi)置在本地控制系統(tǒng)中，或者是由云端中控系統(tǒng)即時下發(fā)。
所以從這個層面上來說，云端的集控需要給邊緣進(jìn)行“賦能”，而這些非電氣和環(huán)境數(shù)據(jù)的獲取需要云端系統(tǒng)來統(tǒng)一完成。
雙方之間的互動關(guān)系就是信息的共享和共通，邊緣有的給云端用來存儲和展示，以及做更大范圍的協(xié)調(diào)，云端有的給邊緣用來制定本地運(yùn)行策略。
而云端和邊端都需要具備數(shù)據(jù)分析能力，前者的分析主要在宏觀層面，旨在預(yù)測整個電力市場的價(jià)格情況，后者的分析主要在微觀層面，旨在輸出可行的運(yùn)行方案，達(dá)到控制終端設(shè)備獲取控制目標(biāo)的目的。
關(guān)于控制
而關(guān)于終端設(shè)備的受控，目前存在兩種方案，一種是終端對接邊端，接受本地控制系統(tǒng)的控制指令；另一種是繞過邊端，直接接受云端控制系統(tǒng)來控制。
繞過邊端并不是取消邊端，而是邊端從一個監(jiān)控系統(tǒng)變成了只監(jiān)不控的系統(tǒng)或者純當(dāng)一個數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)來使用，只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收發(fā)。
我是比較傾向于做實(shí)本地控制器的，因?yàn)橥ㄟ^云端直控終端，對通信的可靠性以及有效性都會帶來更大的難題。
通過有線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，相比于無線形式更加安全可靠，而且電氣現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集也講究即時性，所以本地還是具備一定優(yōu)勢。
而如果把控制策略的制定和指令下發(fā)都放在云端，那么現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集先通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端主站，主站計(jì)算后再通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給終端設(shè)備執(zhí)行，這一來二去的時效性和安全性有待商榷。
所以在電氣運(yùn)行這個場景，涉及到控制的，還是有線的方式為更優(yōu)，那么自然就不能繞開本地控制系統(tǒng)的控制功能，這也比較負(fù)荷云邊雙計(jì)算的架構(gòu)。
并非是云端算力不足，而是邊緣計(jì)算的時效性更優(yōu)，對設(shè)備的控制也可以更加有效。
小結(jié)
以上是建立在微電網(wǎng)源網(wǎng)荷儲四要素設(shè)備組網(wǎng)基礎(chǔ)上關(guān)于控制系統(tǒng)組網(wǎng)的一些經(jīng)驗(yàn)分享。
上一篇的設(shè)備組網(wǎng)和本篇的通信組網(wǎng)完畢后，有關(guān)微電網(wǎng)的物理基礎(chǔ)就搭建好了，但這些也僅僅是個開端，更重要的是控制系統(tǒng)的那個邏輯，也就是涉及到軟件的部分該怎么做。
這是一個比較大的話題，當(dāng)然也會是微電網(wǎng)與虛擬電廠這個標(biāo)簽下系列文章的要點(diǎn)。
下一篇大致先談?wù)勅绾尾拍芩闶且粋€好的能量管理系統(tǒng)。
