本發(fā)明屬于電力技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

微電網(wǎng)(Micro-Grid)也譯為微網(wǎng)，是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。微電網(wǎng)是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。隨著世界范圍內(nèi)微網(wǎng)規(guī)模的迅速增加，利用光伏、風(fēng)力作為分布式電源接入微網(wǎng)的比例越來越大。因此，對(duì)于光伏以及風(fēng)力發(fā)電接入微網(wǎng)的控制和保護(hù)算法的要求也變得越發(fā)嚴(yán)格。

一般地，在分布式發(fā)電的核心控制板以及控制軟件在批量應(yīng)用前，為了避免其在實(shí)際應(yīng)用中受到現(xiàn)場(chǎng)偶發(fā)事件影響，從而影響單個(gè)分布式電源性能乃至整個(gè)微網(wǎng)的穩(wěn)定性，需要對(duì)分布式發(fā)電的核心控制板以及控制軟件進(jìn)行全面詳盡的測(cè)試。

現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于分布式發(fā)電的核心控制板以及控制軟件的可靠性測(cè)試主要采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、長時(shí)間運(yùn)行機(jī)器或使用軟件建模等方式。然而，采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試模擬微網(wǎng)的測(cè)試方式所需投入成本巨大，且對(duì)測(cè)試操作人員素質(zhì)要求很高，同時(shí)測(cè)試過程中還可能會(huì)出現(xiàn)事故，威脅操作人員的生命安全；采用長時(shí)間運(yùn)行機(jī)器的方式也需要投入一定的人力物力，且測(cè)試效率不高；而采用軟件模擬的方式由于會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)迭代計(jì)算量大，模型準(zhǔn)確性不一致等情況，仿真速度和置信度都嚴(yán)重不足，使得測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種微電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制測(cè)試系統(tǒng)，用以克服現(xiàn)有的測(cè)試方式中成本高、安全性低或準(zhǔn)確性低等缺陷。

本發(fā)明提供了一種微電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制測(cè)試系統(tǒng)，包括：

微網(wǎng)模擬模塊，用于提供微電網(wǎng)模型；所述微電網(wǎng)模型根據(jù)模型中預(yù)設(shè)的第一分布式電源，模擬微電網(wǎng)在所述第一分布式電源下的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，并生成相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)仿真信號(hào)；

半物理仿真模塊，用于接收所述運(yùn)行狀態(tài)仿真信號(hào)，并根據(jù)所述運(yùn)行狀態(tài)仿真信號(hào)反應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)，按照預(yù)設(shè)的控制算法輸出相應(yīng)的狀態(tài)控制信號(hào)；

控制模塊，用于接收所述狀態(tài)控制信號(hào)，并根據(jù)所述狀態(tài)控制信號(hào)控制接入控制模塊的真實(shí)微電網(wǎng)，所述真實(shí)微電網(wǎng)接入的分布式電源為第一分布式電源。

可選地，

所述控制模塊，還用于采集真實(shí)微電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)；

所述半物理仿真模塊，還用于接收所述運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)并輸出給所述微網(wǎng)模擬模塊；

所述微網(wǎng)模擬模塊，還用于根據(jù)所述運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)對(duì)模型進(jìn)行仿真更新。

可選地，所述系統(tǒng)還包括：

保護(hù)轉(zhuǎn)接模塊，用于在所述半物理仿真模塊與所述控制模塊交互時(shí)保護(hù)所述半物理仿真模塊不受到所述控制模塊接入的真實(shí)微電網(wǎng)信號(hào)的損害。

可選地，所述保護(hù)轉(zhuǎn)接模塊包括保護(hù)轉(zhuǎn)接口以及為所述保護(hù)轉(zhuǎn)接口供電的轉(zhuǎn)接口供電電源；

所述保護(hù)轉(zhuǎn)接口包括并行的高速光耦電路以及運(yùn)放電路；所述高速光耦電路通過兩個(gè)接口保護(hù)電路分別與半物理仿真模塊以及控制模塊相連；所述運(yùn)放電路通過兩個(gè)接口保護(hù)電路分別與半物理仿真模塊以及控制模塊相連。

可選地，所述接口保護(hù)電路包括串聯(lián)的熔斷絲和瞬態(tài)抑制二極管。

可選地，所述半物理仿真模塊包括半物理仿真器，所述半物理仿真器包括數(shù)字I/O接口以及模擬I/O接口。

可選地，所述微網(wǎng)模擬模塊通過并口或USB接口與所述半物理仿真模塊相連。

可選地，所述第一分布式電源為光伏分布式電源或風(fēng)力分布式電源。

本發(fā)明提供的微電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制測(cè)試系統(tǒng)中，微網(wǎng)模擬模塊能夠模擬真實(shí)分布式電源接入微網(wǎng)時(shí)的狀態(tài)，半物理仿真模塊能夠根據(jù)模擬的狀態(tài)按照預(yù)設(shè)的控制算法生成相應(yīng)的控制信號(hào)并傳輸給控制模塊，以使控制模塊根據(jù)控制信號(hào)控制接入的真實(shí)微網(wǎng)，從而能夠?qū)Ψ植际诫娫唇尤胛⒕W(wǎng)的控制算法進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，提高測(cè)試的工作效率，降低搭建試驗(yàn)環(huán)境的成本，為微電網(wǎng)的實(shí)時(shí)仿真提供一種簡(jiǎn)便、安全、可靠的方式。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些示例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明提供的微電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的一種微電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制測(cè)試系統(tǒng)的具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種微電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制測(cè)試系統(tǒng)，如圖1所示，包括：微網(wǎng)模擬模塊101、半物理仿真模塊102以及控制模塊103。

其中，

微網(wǎng)模擬模塊101，用于提供微電網(wǎng)模型；所述微電網(wǎng)模型根據(jù)模型中預(yù)設(shè)的第一分布式電源，模擬微電網(wǎng)在所述第一分布式電源下的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，并生成相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)仿真信號(hào)；

半物理仿真模塊102，用于接收所述運(yùn)行狀態(tài)仿真信號(hào)，并根據(jù)所述運(yùn)行狀態(tài)仿真信號(hào)反應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)，按照預(yù)設(shè)的控制算法輸出相應(yīng)的狀態(tài)控制信號(hào)；

控制模塊103，用于接收所述狀態(tài)控制信號(hào)，并根據(jù)所述狀態(tài)控制信號(hào)控制接入控制模塊的真實(shí)微電網(wǎng)，所述真實(shí)微電網(wǎng)接入的分布式電源為第一分布式電源。

本發(fā)明提供的微電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制測(cè)試系統(tǒng)中，微網(wǎng)模擬模塊能夠模擬實(shí)際分布式電源接入微網(wǎng)時(shí)的狀態(tài)，半物理仿真模塊能夠根據(jù)模擬的狀態(tài)按照預(yù)設(shè)的控制算法生成相應(yīng)的控制信號(hào)并傳輸給控制模塊，以使控制模塊根據(jù)控制信號(hào)控制接入的真實(shí)微網(wǎng)，從而能夠?qū)Ψ植际诫娫唇尤胛⒕W(wǎng)的控制算法進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，提高測(cè)試的工作效率，降低搭建試驗(yàn)環(huán)境的成本，為微電網(wǎng)的實(shí)時(shí)仿真提供一種簡(jiǎn)便、安全、可靠的方式。

在實(shí)際應(yīng)用中，這里的第一分布式電源可以為光伏分布式電源，也可以為風(fēng)力分布式電源。

此外，這里的運(yùn)行狀態(tài)仿真信號(hào)可能為正常運(yùn)行狀態(tài)的仿真信號(hào)，相應(yīng)地，半物理仿真模塊102生成的狀態(tài)控制信號(hào)可以為使微電網(wǎng)正常工作的狀態(tài)控制信號(hào)。當(dāng)然這里的運(yùn)行狀態(tài)仿真信號(hào)也有可能為異常運(yùn)行狀態(tài)的仿真信號(hào)，相應(yīng)地，半物理仿真模塊102生成的狀態(tài)控制信號(hào)可以為使微電網(wǎng)短網(wǎng)或短路等能夠切斷異常狀態(tài)的狀態(tài)控制信號(hào)。

在具體實(shí)施時(shí)，本發(fā)明提供的微電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制測(cè)試系統(tǒng)除了能夠支持由微網(wǎng)模擬模塊向控制模塊傳輸根據(jù)模型仿真得到的狀態(tài)控制信號(hào)，還能夠支持控制模塊向微網(wǎng)模擬模塊傳輸真實(shí)微電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)。

具體地，控制模塊103，還用于采集真實(shí)微電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)；半物理仿真模塊102，還用于接收所述運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)并輸出給所述微網(wǎng)模擬模塊；微網(wǎng)模擬模塊101，還用于根據(jù)所述運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)對(duì)模型進(jìn)行仿真更新。這樣做的好處是，使得微網(wǎng)模擬模塊101提供的微網(wǎng)模型能夠根據(jù)真實(shí)微網(wǎng)的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，從而使得操作人員能夠有效測(cè)試半物理仿真模塊生成的狀態(tài)控制信號(hào)是否能夠適應(yīng)真實(shí)微網(wǎng)各種各樣的變化情況。

在具體實(shí)施時(shí)，為了在半物理仿真模塊與控制模塊交互時(shí)保護(hù)半物理仿真模塊不受到控制模塊接入的真實(shí)微電網(wǎng)信號(hào)的損害，如圖2所示，本發(fā)明提供的系統(tǒng)還包括：保護(hù)轉(zhuǎn)接模塊104，用于在半物理仿真模塊與控制模塊交互時(shí)保護(hù)半物理仿真模塊不受到控制模塊接入的真實(shí)微電網(wǎng)信號(hào)的損害。

其中，保護(hù)轉(zhuǎn)接模塊104可以包括保護(hù)轉(zhuǎn)接口1041以及為保護(hù)轉(zhuǎn)接口供電的轉(zhuǎn)接口供電電源1042。如圖2所示，保護(hù)轉(zhuǎn)接口1041包括并行的高速光耦電路以及運(yùn)放電路。其中，高速光耦電路通過兩個(gè)接口保護(hù)電路分別與半物理仿真模塊102以及控制模塊103相連；運(yùn)放電路通過兩個(gè)接口保護(hù)電路分別與半物理仿真模塊102以及控制模塊103相連。此外，這里的接口保護(hù)電路可以包括串聯(lián)的熔斷絲和瞬態(tài)抑制二極管。當(dāng)然接口保護(hù)電路也可以有其他實(shí)現(xiàn)方式，本發(fā)明對(duì)此不作具體限定。

在具體實(shí)施時(shí)，如圖2所示，半物理仿真模塊102可以包括半物理仿真器，半物理仿真器包括數(shù)字I/O接口以及模擬I/O接口。其中半物理仿真器通過數(shù)字I/O口發(fā)送和接收數(shù)字信號(hào)，通過模擬I/O口發(fā)送模擬信號(hào)，數(shù)字信號(hào)包括各類狀態(tài)信號(hào)，例如開關(guān)控制信號(hào)等等。模擬信號(hào)主要用于向控制模塊103提供采樣信號(hào)，用于仿真真實(shí)電路經(jīng)過傳感器得到的采樣電壓。

在具體實(shí)施時(shí)，如圖2所示，微網(wǎng)模擬模塊101中的微網(wǎng)結(jié)構(gòu)模型可以通過信息接口輸出微網(wǎng)結(jié)構(gòu)模型生成的仿真信號(hào)，再通過并口或USB接口與所述半物理仿真模塊102相連。可以理解的是，微網(wǎng)模擬模塊101與半物理仿真模塊102還可以通過其他方式相連，本發(fā)明對(duì)此不作具體限定。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對(duì)本說明書的理解。

類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡(jiǎn)本公開并幫助理解各個(gè)發(fā)明方面中的一個(gè)或多個(gè)，在上面對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的各個(gè)特征有時(shí)被一起分組到單個(gè)實(shí)施例、圖、或者對(duì)其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個(gè)權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如下面的權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個(gè)實(shí)施例的所有特征。因此，遵循具體實(shí)施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實(shí)施方式，其中每個(gè)權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。

本領(lǐng)域那些技術(shù)人員可以理解，可以對(duì)實(shí)施例中的設(shè)備中的模塊進(jìn)行自適應(yīng)性地改變并且把它們?cè)O(shè)置在與該實(shí)施例不同的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中?？梢园褜?shí)施例中的模塊或單元或組件組合成一個(gè)模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個(gè)子模塊或子單元或子組件。除了這樣的特征和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何組合對(duì)本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設(shè)備的所有過程或單元進(jìn)行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的每個(gè)特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。

此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

本發(fā)明的某些部件實(shí)施例可以以硬件實(shí)現(xiàn)，或者以在一個(gè)或者多個(gè)處理器上運(yùn)行的軟件模塊實(shí)現(xiàn)，或者以它們的組合實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在實(shí)踐中使用微處理器或者數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)關(guān)、代理服務(wù)器、系統(tǒng)中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)為用于執(zhí)行這里所描述的方法的一部分或者全部的設(shè)備或者裝置程序(例如，計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)。這樣的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的程序可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，或者可以具有一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)的形式。這樣的信號(hào)可以從因特網(wǎng)網(wǎng)站上下載得到，或者在載體信號(hào)上提供，或者以任何其他形式提供。

應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)構(gòu)造成對(duì)權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個(gè)可以是通過同一個(gè)硬件項(xiàng)來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。