一种并网逆变器的并网控制方法与流程

本发明涉及通信与网络，特别是一种并网逆变器的并网控制方法。

背景技术：

1、在新能源革命的推动下，分布式发电系统已成为全球能源结构转型的关键组成部分，并网逆变器作为连接这些可再生能源系统与电网的桥梁，其控制技术的成熟度与效率直接影响着能源转换效率与电网的稳定性，尽管并网逆变器技术取得了显著进步，现有方案仍面临几项挑战限制了其效能与应用范围，首先，多数现有控制策略过于集中于单点优化，单纯追求功率输出最大化，却忽视了在多变器间的协同与电网稳定性平衡，尤其是在分布式系统中；其次，网络通信协议与控制策略的集成尚不统一，缺乏标准化，导致互操作性与兼容性问题，影响了大规模部署；最后，现有系统对复杂电网条件适应性不足，频率波动与电压不稳定，难以实时精确调控，影响逆变器稳定并网性能。

技术实现思路

1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明提供了一种并网逆变器的并网控制方法解决并网逆变器在复杂分布式能源网络中自动配置与高效协同控制的难题，特别是在动态网络环境下，如何快速自组织、优化资源配置与信息共享，确保并网稳定高效同步运行的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明实施例提供了一种并网逆变器的并网控制方法，其包括，将逆变器通电后，加载预设的网络配置文件；

5、网络初始化时，配置逆变器节点，将逆变器节点进行聚类，得到逆变器候选节点；

6、将所有逆变器候选节点进行选举，通过竞选逻辑选取出一个集群头节点；

7、集群头节点汇总本集群内逆变器的所有信息，按照统一的数据格式封装成数据包；

8、动态建立多跳路由，将统一格式后的数据包从集群头节点传至其他集群头节点，各集群头节点将接收到的数据包进行解析；

9、根据解析后的数据内容调整本地逆变器的控制策略，形成并网同步。

10、作为本发明所述并网逆变器的并网控制方法的一种优选方案，其中：加载预设的网络配置文件包括读取网络id、频道编号、密钥、安全策略，将读取的配置参数分别加载至对应的网络协议栈并进行加密引擎启动，将读取的密钥参数配置至加密引擎，确保通信即刻启用时加密，保护数据安全。

11、作为本发明所述并网逆变器的并网控制方法的一种优选方案，其中：配置逆变器节点包括设备id嵌入、gps模块集成、位置校准、信号强度评估、设备类型和性能参数配置。

12、作为本发明所述并网逆变器的并网控制方法的一种优选方案，其中：将逆变器节点进行聚类，得到逆变器候选节点，具体如下：

13、定义每个尚未被选为质心的逆变器为i，使用欧几里得距离公式计算尚未被选为质心的逆变器到已选为质心的逆变器的最短距离d(i)；

14、计算选取下一个质心的概率；

15、根据计算出的概率选择下一个质心，直至选够m个质心，将m个质心作为逆变器i的候选节点，对于每个逆变器i，再次计算到所有质心的最短距离，将每个逆变器i分配给最近的质心所属候选节点，生成最终聚类结果，得到逆变器候选节点。

16、作为本发明所述并网逆变器的并网控制方法的一种优选方案，其中：将所有逆变器候选节点进行选举，通过竞选逻辑选取出一个集群头节点，具体如下：

17、收集每个候选节点的实时数据，包括信号强度、剩余储能和计算能力指标；

18、对实时数据进行归一化处理，转换为标准化分数，设定权重系数，通过逆变器执行公式进行加权计算权值；

19、基于计算出的权值，逆变器向候选节点内其他逆变器进行权值筛选，汇总收到的权值筛选结果，权值总和最高的逆变器被选举为集群头节点，若有多节点权值总和相同，则依据信号强度再次排序决定，信号最强者当选为集群头节点。

20、作为本发明所述并网逆变器的并网控制方法的一种优选方案，其中：将集群头节点汇总本集群内逆变器的详细信息，按照统一的数据格式封装成数据包，具体如下：

21、集群头节点通过制定信息收集请求格式收集最新的状态信息，通过广播发至本集群内所有逆变器，附带请求参数与时间戳，要求响应时间窗口，逆变器候选节点收到请求，快速检查自身状态，提取所需详细信息，回传至集群头节点，集群头节点收集所有逆变器响应，核对数据完整性，按照统一的数据格式封装成数据包。

22、作为本发明所述并网逆变器的并网控制方法的一种优选方案，其中：通过动态建立多跳路由，将统一格式后的数据从集群头节点传至其他集群头节点，具体如下：

23、在每个节点初始化本地路由表，记录直接邻居和已知路径信息，当集群头节点需要与其他集群头节点通信时，发起路由请求消息，携带目标地址和源地址，接收路由请求的节点检查本地路由表，如果存在有效路径则转发；否则，它会生成一个新的路由请求并扩散，直到达到目标集群头节点，目标集群头节点接收到路由请求后，发送路由回答路由请求消息，沿途节点建立或更新路由表，形成从源到目的的路径。

24、作为本发明所述并网逆变器的并网控制方法的一种优选方案，其中：各集群头节点将接收到的数据包进行解析，根据数据内容调整本地逆变器的控制策略，形成并网同步，具体如下：

25、各集群头节点利用私钥对加密数据包进行解密，利用数据包内含的校验与解密后数据计算出的校验和比对，验证数据包完整性；

26、从解密并验证后的数据中，提取出当前功率、期望功率和调整系数α，当前频率、参考频率和调整系数β，当前电压、额定电压和调整系数γ，对功率、频率、电压进行调整，确保与电网同步；

27、作为本发明所述并网逆变器的并网控制方法的一种优选方案，其中：将计算得到的调整后的输出功率和调整后的频率与通过逆变器传感器实时采集的实际输出功率和频率数据进行对比，根据偏差正负，调整α和β，逆变器执行调整后，实时反馈实际输出功率、频率至监控系统，检测异常情况并执行控制策略，具体如下：

28、配置逆变器的理想工作温度范围是-10℃至60℃；

29、若温度达到65℃，则显示黄色提示，表明温度即将超出正常范围，出现预警提示，运维持续关注；

30、若温度达到70℃，则显示红色图标并持续闪烁，表明出现问题逆变器，自动反馈给运维人员，运维人员实施紧急处理；

31、当温度达到85℃时，则集群头节点发送指令至逆变器，自动降低负载至安全水平，集群头节点自动根据预设程序恢复逆变器工作。

32、本发明有益效果为：将逆变器通电后加载预设网络配置文件，减少了网络拥堵，提升了整体网络的稳定性和效率。逆变器候选节点的选举机制，增强了系统的鲁棒性和自愈能力，减少了信息传输延迟，提升了并网控制的实时性。通过集群头节点汇总信息并封装数据包，促进了信息的透明化和决策的科学性，有助于提升电网的整体稳定性和效率，动态建立多跳路由，将统一格式后的数据包从集群头节点传至其他集群头节点，各集群头节点将接收到的数据包进行解析，实现了精准的并网控制，提高了能源转换效率和电网稳定性，异常温度监控和自动负载调整功能加强了逆变器的自我保护能力，减少了运维成本，提升了系统的整体可靠性和安全性。