[科普中国]-能源交换机

能源交换机的系统结构

能源交换机为组件模块式结构，主要包括标准化电气接口、集成母线系统、电力电子变流器、智能传感与控制器、嵌入式系统、集成网络系统和标准化网络接口等部分。标准化电气接口，可为发用电设备提供“即插即用”的标准并网方式。标准化网络接口，可自动扫描端口和识别发用电设备的信息模型。能源交换机模块设计如图1所示1。

能源交换机的主要功能能源交换机可主动跟踪电网电压和频率变化，自适应改变自身输出的功率，平滑系统电压和频率波动，有助于电力系统稳定运行。能源交换机主要功能包括：

①设备监测控制：测量、保护、监控、通信、接入控制及管理等功能。

②电力能量交换：在微电网系统内，对即插即用接入的发用电设备，进行能量的交换和利用。

③协调优化控制：可采用定功率输出和下垂控制模式运行，跟踪配网运行，并根据下垂特性响应电网电压和频率的变化。

④电能质量治理：通过控制算法，实现谐波治理与无功补偿功能。

⑤故障预警告知：当微电网内部出现孤岛、过压、过流及短路等故障时，发出提示信息告知用户。

⑥运行信息维护：对微电网内的系统配置、设备参数、运维信息等进行维护和管理。

⑦用户互动服务：根据实时电价，基于用能数据和嵌入策略，引导用户优化用电方式，实现能效的主动管理1。

能源交换机与能源互联网的关系（1）基于OSI 的能源互联网模型OSIE依据 OSIE 的构建步骤，采用分层的思想对系统互连相关的部分要素进行整理，将每个能源开放系统看作是逻辑上由各要素的有序组合而构成，形成了具有5 层体系架构的能源互联网参考模型，用于指导任意两个能源开放系统之间的互连。参考模型如图2 所示2。

（2）能源交换机所在分层能源交换机是配控层的关键设备，用于在发电子网调节各发电单元进行电能生产并安全注入传输网络；在用电子网进行功率分配。主要负责识别电网内各电力终端，协调电网内各终端的能量分配与交换，控制电能质量，具备变压功能2。