本期為大家帶來的是微電網實時控制測試系統發明專利，該專利的申請人為北京群菱能源科技有限公司，發明人為姚海強; 張進濱; 姚承勇。

摘要

本發明提供了一種微電網實時控制模擬系統，包括：微網模擬模塊，用于提供微電網模型;所述微電網模型根據模型中預設的第一分布式電源，模擬微電網在所述第一分布式電源下的實時運行狀態，并生成相應的運行狀態仿真信號;半物理仿真模塊，用于接收所述運行狀態仿真信號，并根據所述運行狀態仿真信號反應的運行狀態，按照預設的控制算法輸出相應的狀態控制信號;控制模塊，用于接收所述狀態控制信號，并根據所述狀態控制信號控制接入控制模塊的真實微電網，從而能夠對分布式電源接入微網的控制算法進行測試驗證，提高測試的工作效率，降低搭建試驗環境的成本，為微電網的實時仿真提供一種簡便、安全、可靠的方式。

1 .一種微電網實時控制測試系統，其特征在于，包括：

微網模擬模塊，用于提供微電網模型;所述微電網模型根據模型中預設的第一分布式電源，模擬微電網在所述第一分布式電源下的實時運行狀態，并生成相應的運行狀態仿真信號;半物理仿真模塊，用于接收所述運行狀態仿真信號，并根據所述運行狀態仿真信號反應的運行狀態，按照預設的控制算法輸出相應的狀態控制信號;控制模塊，用于接收所述狀態控制信號，并根據所述狀態控制信號控制接入控制模塊的真實微電網，所述真實微電網接入的分布式電源為第一分布式電源。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述控制模塊，還用于采集真實微電網的運行狀態信號;所述半物理仿真模塊，還用于接收所述運行狀態信號并輸出給所述微網模擬模塊;所述微網模擬模塊，還用于根據所述運行狀態信號對模型進行仿真更新。

3 .如權利要求1或2任一所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：保護轉接模塊，用于在所述半物理仿真模塊與所述控制模塊交互時保護所述半物理仿真模塊不受到所述控制模塊接入的真實微電網信號的損害。

4 .如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述保護轉接模塊包括保護轉接口以及為所述保護轉接口供電的轉接口供電電源;所述保護轉接口包括并行的高速光耦電路以及運放電路;所述高速光耦電路通過兩個接口保護電路分別與半物理仿真模塊以及控制模塊相連;所述運放電路通過兩個接口保護電路分別與半物理仿真模塊以及控制模塊相連。

5 .如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述接口保護電路包括串聯的熔斷絲和瞬態抑制二極管。

6.如權利要求1所述的系統，其特征在于，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字I/O接口以及模擬I/O接口。

7 .如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述微網模擬模塊通過并口或USB接口與所述半物理仿真模塊相連。

8.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一分布式電源為光伏分布式電源或風力分布式電源。

技術領域

本發明屬于電力技術領域，特別涉及一種微電網實時控制測試系統。

背景技術

微電網(Micro-Grid)也譯為微網，是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、負荷、監控和保護裝置等組成的小型發配電系統。微電網是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統，既可以與外部電網并網運行，也可以孤立運行。隨著世界范圍內微網規模的迅速增加，利用光伏、風力作為分布式電源接入微網的比例越來越大。因此，對于光伏以及風力發電接入微網的控制和保護算法的要求也變得越發嚴格。

一般地，在分布式發電的核心控制板以及控制軟件在批量應用前，為了避免其在實際應用中受到現場偶發事件影響，從而影響單個分布式電源性能乃至整個微網的穩定性，需要對分布式發電的核心控制板以及控制軟件進行全面詳盡的測試。

現有技術中對于分布式發電的核心控制板以及控制軟件的可靠性測試主要采用現場測試、長時間運行機器或使用軟件建模等方式。然而，采用現場測試模擬微網的測試方式所需投入成本巨大，且對測試操作人員素質要求很高，同時測試過程中還可能會出現事故，威脅操作人員的生命安全;采用長時間運行機器的方式也需要投入一定的人力物力，且測試效率不高;而采用軟件模擬的方式由于會出現數據迭代計算量大，模型準確性不一致等情況，仿真速度和置信度都嚴重不足，使得測試結果不準確。

發明內容

本發明提供了一種微電網實時控制測試系統，用以克服現有的測試方式中成本高、安全性低或準確性低等缺陷。

本發明提供了一種微電網實時控制測試系統，包括：

微網模擬模塊，用于提供微電網模型;所述微電網模型根據模型中預設的第一分布式電源，模擬微電網在所述第一分布式電源下的實時運行狀態，并生成相應的運行狀態仿真信號;

半物理仿真模塊，用于接收所述運行狀態仿真信號，并根據所述運行狀態仿真信號反應的運行狀態，按照預設的控制算法輸出相應的狀態控制信號;

控制模塊，用于接收所述狀態控制信號，并根據所述狀態控制信號控制接入控制模塊的真實微電網，所述真實微電網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，還用于采集真實微電網的運行狀態信號;

所述半物理仿真模塊，還用于接收所述運行狀態信號并輸出給所述微網模擬模塊;

所述微網模擬模塊，還用于根據所述運行狀態信號對模型進行仿真更新。

可選地，所述系統還包括：

保護轉接模塊，用于在所述半物理仿真模塊與所述控制模塊交互時保護所述半物理仿真模塊不受到所述控制模塊接入的真實微電網信號的損害。

可選地，所述保護轉接模塊包括保護轉接口以及為所述保護轉接口供電的轉接口供電電源;

所述保護轉接口包括并行的高速光耦電路以及運放電路;所述高速光耦電路通過兩個接口保護電路分別與半物理仿真模塊以及控制模塊相連;所述運放電路通過兩個接口保護電路分別與半物理仿真模塊以及控制模塊相連。

可選地，所述接口保護電路包括串聯的熔斷絲和瞬態抑制二極管。

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字I/O接口以及模擬I/O接口。

可選地，所述微網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力分布式電源。

本發明提供的微電網實時控制測試系統中，微網模擬模塊能夠模擬真實分布式電源接入微網時的狀態，半物理仿真模塊能夠根據模擬的狀態按照預設的控制算法生成相應的控制信號并傳輸給控制模塊，以使控制模塊根據控制信號控制接入的真實微網，從而能夠對分布式電源接入微網的控制算法進行測試驗證，提高測試的工作效率，降低搭建試驗環境的成本，為微電網的實時仿真提供一種簡便、安全、可靠的方式。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些示例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明提供的微電網實時控制測試系統的實施例結構示意圖;

圖2是本發明提供的一種微電網實時控制測試系統的具體實施例結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明提供了一種微電網實時控制測試系統，如圖1所示，包括：微網模擬模塊101、半物理仿真模塊102以及控制模塊103。

其中， 微網模擬模塊101，用于提供微電網模型;所述微電網模型根據模型中預設的第一分布式電源，模擬微電網在所述第一分布式電源下的實時運行狀態，并生成相應的運行狀態仿真信號;

半物理仿真模塊102，用于接收所述運行狀態仿真信號，并根據所述運行狀態仿真信號反應的運行狀態，按照預設的控制算法輸出相應的狀態控制信號;

控制模塊103，用于接收所述狀態控制信號，并根據所述狀態控制信號控制接入控制模塊的真實微電網，所述真實微電網接入的分布式電源為第一分布式電源。

本發明提供的微電網實時控制測試系統中，微網模擬模塊能夠模擬實際分布式電源接入微網時的狀態，半物理仿真模塊能夠根據模擬的狀態按照預設的控制算法生成相應的控制信號并傳輸給控制模塊，以使控制模塊根據控制信號控制接入的真實微網，從而能夠對分布式電源接入微網的控制算法進行測試驗證，提高測試的工作效率，降低搭建試驗環境的成本，為微電網的實時仿真提供一種簡便、安全、可靠的方式。在實際應用中，這里的第一分布式電源可以為光伏分布式電源，也可以為風力分布式電源。

此外，這里的運行狀態仿真信號可能為正常運行狀態的仿真信號，相應地，半物理仿真模塊102生成的狀態控制信號可以為使微電網正常工作的狀態控制信號。當然這里的運行狀態仿真信號也有可能為異常運行狀態的仿真信號，相應地，半物理仿真模塊102生成的狀態控制信號可以為使微電網短網或短路等能夠切斷異常狀態的狀態控制信號。

在具體實施時，本發明提供的微電網實時控制測試系統除了能夠支持由微網模擬模塊向控制模塊傳輸根據模型仿真得到的狀態控制信號，還能夠支持控制模塊向微網模擬模塊傳輸真實微電網的實際運行狀態信號。

具體地，控制模塊103，還用于采集真實微電網的運行狀態信號;半物理仿真模塊102，還用于接收所述運行狀態信號并輸出給所述微網模擬模塊;微網模擬模塊101，還用于根據所述運行狀態信號對模型進行仿真更新。這樣做的好處是，使得微網模擬模塊101提供的微網模型能夠根據真實微網的情況進行實時更新，從而使得操作人員能夠有效測試半物理仿真模塊生成的狀態控制信號是否能夠適應真實微網各種各樣的變化情況。

在具體實施時，為了在半物理仿真模塊與控制模塊交互時保護半物理仿真模塊不受到控制模塊接入的真實微電網信號的損害，如圖2所示，本發明提供的系統還包括：保護轉接模塊104，用于在半物理仿真模塊與控制模塊交互時保護半物理仿真模塊不受到控制模塊接入的真實微電網信號的損害。

其中，保護轉接模塊104可以包括保護轉接口1041以及為保護轉接口供電的轉接口供電電源1042。如圖2所示，保護轉接口1041包括并行的高速光耦電路以及運放電路。其中，高速光耦電路通過兩個接口保護電路分別與半物理仿真模塊102以及控制模塊103相連;運放電路通過兩個接口保護電路分別與半物理仿真模塊102以及控制模塊103相連。此外，這里的接口保護電路可以包括串聯的熔斷絲和瞬態抑制二極管。當然接口保護電路也可以有其他實現方式，本發明對此不作具體限定。

在具體實施時，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字I/O接口以及模擬I/O接口。其中半物理仿真器通過數字I/O口發送和接收數字信號，通過模擬I/O口發送模擬信號，數字信號包括各類狀態信號，例如開關控制信號等等。模擬信號主要用于向控制模塊103提供采樣信號，用于仿真真實電路經過傳感器得到的采樣電壓。

在具體實施時，如圖2所示，微網模擬模塊101中的微網結構模型可以通過信息接口輸出微網結構模型生成的仿真信號，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，本發明對此不作具體限定。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細節。然而，能夠理解，本發明的實施例可以在沒有這些具體細節的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。

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

本領域那些技術人員可以理解，可以對實施例中的設備中的模塊進行自適應性地改變并且把它們設置在與該實施例不同的一個或多個設備中。可以把實施例中的模塊或單元或組件組合成一個模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個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本說明書(包括伴隨的權利要求、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備的所有過程或單元進行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的每個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，本領域的技術人員能夠理解，盡管在此的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本發明的范圍之內并且形成不同的實施例。例如，在下面的權利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

本發明的某些部件實施例可以以硬件實現，或者以在一個或者多個處理器上運行的軟件模塊實現，或者以它們的組合實現。本領域的技術人員應當理解，可以在實踐中使用微處理器或者數字信號處理器(DSP)來實現根據本發明實施例的網關、代理服務器、系統中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本發明還可以實現為用于執行這里所描述的方法的一部分或者全部的設備或者裝置程序(例如，計算機程序和計算機程序產品)。這樣的實現本發明的程序可以存儲在計算機可讀介質上，或者可以具有一個或者多個信號的形式。這樣的信號可以從因特網網站上下載得到，或者在載體信號上提供，或者以任何其他形式提供。

應該注意的是上述實施例對本發明進行說明而不是對本發明進行限制，并且本領域技術人員在不脫離所附權利要求的范圍的情況下可設計出替換實施例。在權利要求中，不應將位于括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。單詞 “ 包含”不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞 “ 一”或 “ 一個”不排除存在多個這樣的元件。本發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編程的計算機來實現。在列舉了若干裝置的單元權利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項來具體體現。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。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。