基于RTDS和dSPACE的微電網仿真實驗系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真領域，具體涉及一種基于RTDS和dSPACE的微電網仿真實驗系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]微電網是實現(xiàn)主動式配電網的一種有效方式，是傳統(tǒng)電網向智能電網的過渡。微電網的提出為分布式電源接入電網提供了一種有效的方式，并且提供了安全、高效、可靠的電能供應。由于環(huán)境對新能源發(fā)電的影響巨大，使得微電網的現(xiàn)場調試工作困難且成本高昂，因此通過搭建仿真系統(tǒng)對微電網進行前期研究就顯得十分必要。對于微電網的仿真研究，主要集中在模擬微電網的實際運行工況、并/離網運行、微電網模式切換和驗證控制策略等方面。
[0003]目前，微電網仿真實驗系統(tǒng)通常采用的方式是將一次設備按一定比例縮小以搭建成小型的模擬實驗系統(tǒng)，這樣的仿真系統(tǒng)造價高、不經濟；此類仿真實驗系統(tǒng)需要采用實際控制器，因此不能方便、快捷的更改控制策略，不利于對微電網進行全面的理論研究。同時，此類仿真系統(tǒng)的可移植性、可擴展性也較差。

【發(fā)明內容】

[0004]由于當前的微電網仿真實驗系統(tǒng)存在造價高、可移植性和可擴展性差、且無法方便快捷地更改控制策略的問題，本發(fā)明提出一種基于實時數(shù)字仿真儀(Real Time DigitalSimulator，簡稱RTDS)和數(shù)字空間(Digital Space，簡稱dSPACE)的微電網仿真實驗系統(tǒng)及方法。
[0005]第一方面，本發(fā)明提出一種基于RTDS和dSPACE的微電網仿真實驗系統(tǒng)，包括:RTDS微電網實時仿真子系統(tǒng)、dSPACE控制子系統(tǒng)和微電網能量管理子系統(tǒng)；
[0006]所述RTDS微電網實時仿真子系統(tǒng)與所述dSPACE控制子系統(tǒng)連接，用于對微電網進行實時仿真并產生實時仿真數(shù)據(jù)，同時根據(jù)第一控制命令和第二控制命令對所述實時仿真進彳丁控制；
[0007]所述dSPACE控制子系統(tǒng)與所述微電網能量管理子系統(tǒng)連接，用于根據(jù)所述實時仿真數(shù)據(jù)產生所述第一控制命令，并根據(jù)所述第一控制命令產生控制信息；
[0008]所述微電網能量管理子系統(tǒng)用于根據(jù)所述實時仿真數(shù)據(jù)和所述控制信息產生所述第二控制命令。
[0009]優(yōu)選地，所述RTDS微電網實時仿真子系統(tǒng)根據(jù)預設仿真條件對微電網的網絡結構、分布式電源、負荷的主回路電氣部分和控制系統(tǒng)進行實時仿真，得到所述微電網的風力發(fā)電單元模型、光伏發(fā)電單元模型、儲能單元模型、柴油發(fā)電機單元模型和負荷模型。
[0010]優(yōu)選地，所述RTDS微電網實時仿真子系統(tǒng)包括輸出接口和輸入接口 ；
[0011]所述輸出接口用于將所述實時仿真數(shù)據(jù)發(fā)送給所述dSPACE控制子系統(tǒng)；
[0012]所述輸入接口用于接收所述dSPACE控制子系統(tǒng)發(fā)送的所述第一控制命令和所述第二控制命令；
[0013]其中，所述第二控制命令由所述dSPACE控制子系統(tǒng)接收后轉發(fā)至所述RTDS微電網實時仿真子系統(tǒng)。
[0014]優(yōu)選地，所述dSPACE控制子系統(tǒng)根據(jù)所述風力發(fā)電單元模型、所述光伏發(fā)電單元模型、所述儲能單元模型和所述柴油發(fā)電機單元模型，得到對應的風力發(fā)電單元控制模型、光伏發(fā)電單元控制模型、儲能單元控制模型和柴油發(fā)電機單元控制模型。
[0015]優(yōu)選地，所述dSPACE控制子系統(tǒng)包括串口板卡。
[0016]第二方面，本發(fā)明還提出一種基于RTDS和dSPACE的微電網仿真實驗方法，包括:
[0017]Sl、RTDS微電網實時仿真子系統(tǒng)對微電網進行實時仿真產生實時仿真數(shù)據(jù)，并將所述實時仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至dSPACE控制子系統(tǒng)；
[0018]S2、所述dSPACE控制子系統(tǒng)根據(jù)所述實時仿真數(shù)據(jù)產生第一控制命令，根據(jù)所述第一控制命令產生控制信息，并將所述實時仿真數(shù)據(jù)和所述控制信息發(fā)送至微電網能量管理子系統(tǒng)；
[0019]S3、所述微電網能量管理子系統(tǒng)根據(jù)所述實時仿真數(shù)據(jù)和所述控制信息產生第二控制命令，并發(fā)送至所述dSPACE控制子系統(tǒng)；
[0020]S4、所述dSPACE控制子系統(tǒng)將所述第一控制命令和所述第二控制命令發(fā)送至所述RTDS微電網實時仿真子系統(tǒng)；
[0021]S5、所述RTDS微電網實時仿真子系統(tǒng)根據(jù)所述第一控制命令和所述第二控制命令對所述實時仿真進行控制。
[0022]優(yōu)選地，
[0023]S1 包括:
[0024]所述RTDS微電網實時仿真子系統(tǒng)根據(jù)預設仿真條件對微電網的網絡結構、分布式電源、負荷的主回路電氣部分和控制系統(tǒng)進行實時仿真，，得到所述微電網的風力發(fā)電單元模型、光伏發(fā)電單元模型、儲能單元模型、柴油發(fā)電機單元模型和負荷模型。
[0025]S2 包括:
[0026]所述dSPACE控制子系統(tǒng)根據(jù)所述風力發(fā)電單元模型、所述光伏發(fā)電單元模型、所述儲能單元模型和所述柴油發(fā)電機單元模型，得到對應的風力發(fā)電單元控制模型、光伏發(fā)電單元控制模型、儲能單元控制模型和柴油發(fā)電機單元控制模型。
[0027]優(yōu)選地，S1包括:
[0028]所述實時仿真數(shù)據(jù)通過輸出接口發(fā)送至數(shù)字空間dSPACE控制子系統(tǒng)。
[0029]優(yōu)選地，S2包括:
[0030]所述實時仿真數(shù)據(jù)和所述控制信息通過串口板卡發(fā)送至所述微電網能量管理子系統(tǒng)。
[0031]優(yōu)選地，S5包括:
[0032]所述RTDS微電網實時仿真子系統(tǒng)通過輸入接口接收所述第一控制命令和所述第二控制命令。
[0033]由上述技術方案可知，本發(fā)明的仿真實驗系統(tǒng)結構簡單，經濟性高，可靠性高、穩(wěn)定性好，且不依賴于實際微電網設備，具有良好的可移植性和可擴展性，同時利用dSPACE替代真實的控制器，可以方便快捷地修改控制策略，更好的完成微電網的理論研究。
【附圖說明】
[0034]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術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(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。
[0035]圖1為本發(fā)明一實施例提供的一種基于RTDS和dSPACE的微電網仿真實驗系統(tǒng)的結構示意圖；
[0036]圖2為本發(fā)明一實施例提供的一種基于RTDS和dSPACE的微電網仿真實驗方法的流程示意圖；
[0037]圖3為本發(fā)明一實施例提供的一種基于RTDS和dSPACE的微電網仿真實驗系統(tǒng)的結構圖；
[0038]圖4為本發(fā)明一實施例提供的一種微電網仿真模型結構的示意圖；
[0039]圖5為本發(fā)明一實施例提供的一種光伏發(fā)電單元模塊的組成結構和連接關系示意圖；
[0040]圖6為本發(fā)明一實施例提供的一種RTDS微電網實時仿真子系統(tǒng)結構不意圖；
[0041]圖7為本發(fā)明一實施例提供的一種dSPACE控制子系統(tǒng)的結構示意圖；
[0042]圖8為本發(fā)明一實施例提供的一種微電網能量管理子系統(tǒng)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0043]下面結合附圖，對發(fā)明的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0044]圖1示出了本實施例提供的一種基于RTDS和dSPACE的微電網仿真實驗系統(tǒng)的結構示意圖，包括:實時數(shù)字仿真儀RTDS微電網實時仿真子系統(tǒng)11、數(shù)字空間dSPACE控制子系統(tǒng)12和微電網能量管理子系統(tǒng)13 ；
[0045]所述RTDS微電網實時仿真子系統(tǒng)11與所述dSPACE控制子系統(tǒng)12連接，用于對微電網進行實時仿真并產生實時仿真數(shù)據(jù)，同時根據(jù)第一控制命令和第二控制命令對所述實時仿真進行控制；
[0046]所述dSPACE控制子系統(tǒng)12與所述微電網能量管理子系統(tǒng)13連接，用于根據(jù)所述實時仿真