本發(fā)明涉及微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)模擬測(cè)試平臺(tái)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步正影響著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)并改變著微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。在微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是獨(dú)立型微電網(wǎng)光伏輸出功率預(yù)測(cè)及獨(dú)立型微電網(wǎng)能量調(diào)控管理技術(shù)的發(fā)展對(duì)微電網(wǎng)技術(shù)的影響深遠(yuǎn)。

目前，微網(wǎng)能量管理算法的研究中，算法可行性驗(yàn)證多基于算法設(shè)定的仿真輸入數(shù)據(jù)，運(yùn)行算法得出理想的結(jié)果，脫離整個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行；若采用實(shí)際微網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)算法進(jìn)行驗(yàn)證，很難遍歷微網(wǎng)每一種運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備運(yùn)行模式，不能很好檢驗(yàn)出微網(wǎng)能量管理算法的實(shí)際運(yùn)用可行性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)模擬測(cè)試平臺(tái)，以對(duì)微網(wǎng)能量管理算法可行性進(jìn)行驗(yàn)證，以及微網(wǎng)能量管理算法在實(shí)際運(yùn)行中相應(yīng)的通信條件是否滿足。

一種微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)模擬測(cè)試平臺(tái)，包括：第一計(jì)算機(jī)、第二計(jì)算機(jī)、可編程控制器及路由器；所述第一計(jì)算機(jī)具有微網(wǎng)能量管理算法模塊；所述第二計(jì)算機(jī)具有微網(wǎng)仿真平臺(tái)，用于模擬真實(shí)微網(wǎng)系統(tǒng)；所述可編程控制器用于采集所述微網(wǎng)仿真平臺(tái)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并接收由所述第一計(jì)算機(jī)中的所述微網(wǎng)能量管理算法模塊運(yùn)行生成的調(diào)度指令；所述路由器分別與所述第一計(jì)算機(jī)、所述第二計(jì)算機(jī)及所述可編程控制器連接，用于實(shí)現(xiàn)所述第一計(jì)算機(jī)、所述第二計(jì)算機(jī)及所述可編程控制器之間的通信連接。

在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述微網(wǎng)能量管理算法模塊包括數(shù)據(jù)庫(kù)、預(yù)測(cè)模塊、并網(wǎng)調(diào)度算法模塊及離網(wǎng)調(diào)度算法模塊；所述數(shù)據(jù)庫(kù)分別與所述預(yù)測(cè)模塊、所述并網(wǎng)調(diào)度算法模塊及所述離網(wǎng)調(diào)度算法模塊連接。

在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)與所述微網(wǎng)仿真平臺(tái)連接，用于讀取所述微網(wǎng)仿真平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)。

在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述微網(wǎng)仿真平臺(tái)為基于matlab的Simulink環(huán)境。

在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述微網(wǎng)仿真平臺(tái)根據(jù)微網(wǎng)設(shè)備的數(shù)學(xué)模型和控制框圖搭建，所述數(shù)學(xué)模型用于根據(jù)所述控制框圖搭建出每個(gè)微網(wǎng)設(shè)備的仿真模型，以搭建所述仿真微網(wǎng)系統(tǒng)。

在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述仿真微網(wǎng)系統(tǒng)包括分別與電網(wǎng)公共連接點(diǎn)連接的負(fù)荷系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)、風(fēng)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)。

在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一計(jì)算機(jī)具有第一通信模塊，所述第一通信模塊與所述微網(wǎng)能量管理算法模塊連接，所述第一通信模塊還與所述路由器通訊連接。

在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述第二計(jì)算機(jī)具有第二通信模塊，所述第二通信模塊包括依次連接的s-function函數(shù)模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊及輸出調(diào)度指令模塊，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊利用tcp通訊協(xié)議通過(guò)所述路由器與所述微網(wǎng)仿真平臺(tái)連接。

在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述輸出調(diào)度指令模塊與所述可編程控制器連接，用于向所述可編程控制器輸出所述調(diào)度指令。

在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述路由器為無(wú)線路由器，所述無(wú)線路由器分別與所述第一計(jì)算機(jī)、所述第二計(jì)算機(jī)及所述可編程控制器無(wú)線通訊連接。

上述微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)模擬測(cè)試平臺(tái)，通過(guò)由路由器將第一計(jì)算機(jī)、第二計(jì)算機(jī)及可編程控制器連接起來(lái)，根據(jù)需要模擬的實(shí)際微網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)微網(wǎng)仿真平臺(tái)進(jìn)行設(shè)置并運(yùn)行，可編程控制器通過(guò)路由器對(duì)微網(wǎng)仿真平臺(tái)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并傳輸給第一計(jì)算機(jī)上的微網(wǎng)能量管理算法模塊，微網(wǎng)能量管理算法模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并運(yùn)算，得出的微網(wǎng)設(shè)備的調(diào)度指令，通過(guò)路由器傳輸給可編程控制器，可編程控制器接受調(diào)度指令對(duì)微網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制，以對(duì)微網(wǎng)能量管理算法可行性進(jìn)行驗(yàn)證，以及驗(yàn)證微網(wǎng)能量管理算法在實(shí)際運(yùn)行中相應(yīng)的通信條件是否滿足。

附圖說(shuō)明

圖1為一個(gè)實(shí)施例中微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)模擬測(cè)試平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一個(gè)實(shí)施例中微網(wǎng)能量管理算法模塊的模塊示意圖；

圖3為一個(gè)實(shí)施例中微網(wǎng)仿真平臺(tái)拓?fù)湓O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖4為一個(gè)實(shí)施例中第二通信模塊的模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

請(qǐng)參閱圖1，其為一個(gè)實(shí)施例中微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)模擬測(cè)試平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖，例如，一種微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)模擬測(cè)試平臺(tái)包括：第一計(jì)算機(jī)PC1、第二計(jì)算機(jī)PC2、可編程控制器PLC及路由器。所述第一計(jì)算機(jī)PC1具有微網(wǎng)能量管理算法模塊。所述第二計(jì)算機(jī)PC2具有微網(wǎng)仿真平臺(tái)，用于模擬真實(shí)微網(wǎng)系統(tǒng)。例如，所述模擬真實(shí)微網(wǎng)系統(tǒng)即模仿現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)的微網(wǎng)系統(tǒng)，也稱仿真微網(wǎng)系統(tǒng)。所述可編程控制器PLC用于采集所述微網(wǎng)仿真平臺(tái)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并接收由所述第一計(jì)算機(jī)PC1中的所述微網(wǎng)能量管理算法模塊運(yùn)行生成的調(diào)度指令。所述路由器分別與所述第一計(jì)算機(jī)PC1、所述第二計(jì)算機(jī)PC2及所述可編程控制器PLC連接，用于實(shí)現(xiàn)所述第一計(jì)算機(jī)PC1、所述第二計(jì)算機(jī)PC2及所述可編程控制器PLC之間的通信連接。

上述微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)模擬測(cè)試平臺(tái)，通過(guò)由路由器將第一計(jì)算機(jī)PC1、第二計(jì)算機(jī)PC2及可編程控制器PLC連接起來(lái)，根據(jù)需要模擬的實(shí)際微網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)微網(wǎng)仿真平臺(tái)進(jìn)行設(shè)置并運(yùn)行，可編程控制器PLC通過(guò)路由器對(duì)微網(wǎng)仿真平臺(tái)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并傳輸給第一計(jì)算機(jī)PC1上的微網(wǎng)能量管理算法模塊，微網(wǎng)能量管理算法模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并運(yùn)算，得出的微網(wǎng)設(shè)備的調(diào)度指令，通過(guò)路由器傳輸給可編程控制器PLC，可編程控制器PLC接受調(diào)度指令對(duì)微網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制，以對(duì)微網(wǎng)能量管理算法可行性進(jìn)行驗(yàn)證，以及驗(yàn)證微網(wǎng)能量管理算法在實(shí)際運(yùn)行中相應(yīng)的通信條件是否滿足。

也就是說(shuō)，針對(duì)現(xiàn)有微網(wǎng)能量管理算法可行性驗(yàn)證多局限于對(duì)算法輸入仿真參數(shù)，脫離微網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行，不能驗(yàn)證實(shí)際運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的通信條件是否滿足，以及采用實(shí)際微網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)微網(wǎng)能量管理算法進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，對(duì)微網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備運(yùn)行模式遍歷出現(xiàn)困難的問(wèn)題，本實(shí)施例中提出一種微網(wǎng)能量管理算法模擬測(cè)試平臺(tái)，該平臺(tái)包括第一計(jì)算機(jī)PC1、可編程控制器PLC、路由器、第二計(jì)算機(jī)PC2。其中第一計(jì)算機(jī)PC1用于存放微網(wǎng)能量管理算法模塊；可編程控制器PLC設(shè)備是用于采集微網(wǎng)仿真平臺(tái)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并接受第一計(jì)算機(jī)PC1中微網(wǎng)能量管理算法運(yùn)行的調(diào)度指令，以對(duì)微網(wǎng)內(nèi)逆變器進(jìn)行控制；路由器用于實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備的通信連接；第二計(jì)算機(jī)PC2用于搭建微網(wǎng)仿真平臺(tái)，微網(wǎng)仿真平臺(tái)基于matlab的Simulink環(huán)境，根據(jù)微網(wǎng)設(shè)備的數(shù)學(xué)模型和控制框圖，搭建出每個(gè)微網(wǎng)設(shè)備的仿真模型，組成整個(gè)仿真微網(wǎng)系統(tǒng)，形成微網(wǎng)仿真平臺(tái)；由于微網(wǎng)能量管理算法模塊和微網(wǎng)仿真平臺(tái)通過(guò)路由器進(jìn)行通信，需要基于算法編寫(xiě)軟件和搭建微網(wǎng)仿真平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)相應(yīng)的通信模塊，因此，在PC1和PC2上分別設(shè)計(jì)通信模塊。根據(jù)需要模擬的實(shí)際微網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)微網(wǎng)仿真平臺(tái)進(jìn)行設(shè)置并運(yùn)行，可編程控制器PLC通過(guò)路由器對(duì)微網(wǎng)仿真平臺(tái)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并傳輸給PC1上的微網(wǎng)能量管理算法模塊，微網(wǎng)能量管理算法模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并運(yùn)算，得出的微網(wǎng)設(shè)備的調(diào)度指令，通過(guò)路由器傳輸給可編程控制器PLC，可編程控制器PLC接受調(diào)度指令對(duì)微網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制。由此驗(yàn)證微網(wǎng)能量管理算法可行性，以及微網(wǎng)能量管理算法在實(shí)際運(yùn)行中相應(yīng)的通信條件是否滿足。

請(qǐng)參閱圖2，其為一個(gè)實(shí)施例中微網(wǎng)能量管理算法模塊的模塊示意圖，在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述微網(wǎng)能量管理算法模塊包括數(shù)據(jù)庫(kù)、預(yù)測(cè)模塊、并網(wǎng)調(diào)度算法模塊及離網(wǎng)調(diào)度算法模塊；所述數(shù)據(jù)庫(kù)分別與所述預(yù)測(cè)模塊、所述并網(wǎng)調(diào)度算法模塊及所述離網(wǎng)調(diào)度算法模塊連接。在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)與所述微網(wǎng)仿真平臺(tái)連接，用于讀取所述微網(wǎng)仿真平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)。

微網(wǎng)能量管理算法模塊采用C++軟件編寫(xiě)，主要包括預(yù)測(cè)模塊、并網(wǎng)調(diào)度模塊、離網(wǎng)調(diào)度模塊，微網(wǎng)能量管理算法模塊首先讀取用于預(yù)測(cè)的歷史數(shù)據(jù)，對(duì)負(fù)荷以及可再生能源進(jìn)行預(yù)測(cè)，并讀取微網(wǎng)仿真平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，利用讀取的運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)以及預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，得出的結(jié)果即為微網(wǎng)設(shè)備的調(diào)度指令，可編程控制器PLC根據(jù)調(diào)度指令對(duì)微網(wǎng)仿真平臺(tái)進(jìn)行調(diào)度。

請(qǐng)參閱圖3，其為一個(gè)實(shí)施例中微網(wǎng)仿真平臺(tái)拓?fù)湓O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的示意圖，在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述微網(wǎng)仿真平臺(tái)為基于matlab的Simulink環(huán)境。在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述微網(wǎng)仿真平臺(tái)根據(jù)微網(wǎng)設(shè)備的數(shù)學(xué)模型和控制框圖搭建，所述數(shù)學(xué)模型用于根據(jù)所述控制框圖搭建出每個(gè)微網(wǎng)設(shè)備的仿真模型，組成仿真微網(wǎng)系統(tǒng)。在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述仿真微網(wǎng)系統(tǒng)包括分別與電網(wǎng)公共連接點(diǎn)連接的負(fù)荷系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)、風(fēng)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)。

由于微網(wǎng)能量管理算法模塊和微網(wǎng)仿真平臺(tái)通過(guò)路由器進(jìn)行通信，需要基于算法編寫(xiě)軟件和微網(wǎng)仿真平臺(tái)搭建軟件設(shè)計(jì)相應(yīng)的通信模塊，因此，在PC1和PC2分別設(shè)計(jì)通信模塊。微網(wǎng)能量管理算法模塊側(cè)的通信模塊基于C++軟件編寫(xiě)，微網(wǎng)仿真平臺(tái)側(cè)的通信模塊基于Simulink的s-function函數(shù)編寫(xiě)。

由于微網(wǎng)能量管理算法模塊和微網(wǎng)仿真平臺(tái)通過(guò)路由器進(jìn)行通信，需要基于算法編寫(xiě)軟件和搭建微網(wǎng)仿真平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)相應(yīng)的通信模塊，因此，在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一計(jì)算機(jī)PC1具有第一通信模塊，所述第一通信模塊與所述微網(wǎng)能量管理算法模塊連接，所述第一通信模塊還與所述路由器通訊連接。如圖4所示，其為一個(gè)實(shí)施例中第二通信模塊的模塊示意圖在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述第二計(jì)算機(jī)PC2具有第二通信模塊，所述第二通信模塊包括依次連接的s-function函數(shù)模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊及輸出調(diào)度指令模塊，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊利用tcp通訊協(xié)議通過(guò)所述路由器與所述微網(wǎng)仿真平臺(tái)連接。

在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述輸出調(diào)度指令模塊與所述可編程控制器PLC連接，用于向所述可編程控制器PLC輸出所述調(diào)度指令。

為方便仿真實(shí)驗(yàn)，在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述路由器為無(wú)線路由器，所述無(wú)線路由器分別與所述第一計(jì)算機(jī)PC1、所述第二計(jì)算機(jī)PC2及所述可編程控制器PLC無(wú)線通訊連接。如此通過(guò)無(wú)線通訊連接可以節(jié)省在仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的接線的程序，極大地提高仿真實(shí)驗(yàn)的效率。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)由路由器將第一計(jì)算機(jī)、第二計(jì)算機(jī)及可編程控制器連接起來(lái)，根據(jù)需要模擬的實(shí)際微網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)微網(wǎng)仿真平臺(tái)進(jìn)行設(shè)置并運(yùn)行，可編程控制器通過(guò)路由器對(duì)微網(wǎng)仿真平臺(tái)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并傳輸給第一計(jì)算機(jī)上的微網(wǎng)能量管理算法模塊，微網(wǎng)能量管理算法模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并運(yùn)算，得出的微網(wǎng)設(shè)備的調(diào)度指令，通過(guò)路由器傳輸給可編程控制器，可編程控制器接受調(diào)度指令對(duì)微網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制，以對(duì)微網(wǎng)能量管理算法可行性進(jìn)行驗(yàn)證，以及驗(yàn)證微網(wǎng)能量管理算法在實(shí)際運(yùn)行中相應(yīng)的通信條件是否滿足。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。