一種基于rtds的微電網(wǎng)集成測(cè)試仿真平臺(tái)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真試驗(yàn)和微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于RTDS的微電網(wǎng)集成測(cè)試仿真平臺(tái)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微網(wǎng)的供電可靠性，需要在微網(wǎng)中配置傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)，此外，為了抑制諸如光伏、風(fēng)機(jī)等可再生能源輸出功率的波動(dòng)，往往需要配置一定容量的儲(chǔ)能，從而構(gòu)成風(fēng)/光柴儲(chǔ)型獨(dú)立微網(wǎng)。此類(lèi)微網(wǎng)作為偏遠(yuǎn)地區(qū)、海島等的主要供電形式，對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和居民的基本生活保障具有重要意義。
[0003]目前對(duì)于風(fēng)柴儲(chǔ)微網(wǎng)的研宄，主要關(guān)注微網(wǎng)內(nèi)各元件的最優(yōu)容量配置，節(jié)約投資和運(yùn)行成本的方法以及改善微網(wǎng)電能質(zhì)量，抑制風(fēng)機(jī)功率波動(dòng)的微網(wǎng)能量管理和協(xié)調(diào)控制策略等，但這些仿真方法和測(cè)試平臺(tái)都是基于比例縮小的真實(shí)設(shè)備，不利于微網(wǎng)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不具一般性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種基于RTDS的微電網(wǎng)集成測(cè)試仿真平臺(tái)及方法，旨在解決目前對(duì)于風(fēng)柴儲(chǔ)微網(wǎng)的仿真方法和測(cè)試平臺(tái)是基于比例縮小的真實(shí)設(shè)備，不利于微網(wǎng)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不具一般性的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于RTDS的微電網(wǎng)集成測(cè)試仿真平臺(tái)，該基于RTDS的微電網(wǎng)集成測(cè)試仿真平臺(tái)包括:RTDS數(shù)字仿真器、真實(shí)控制系統(tǒng)、微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)；
[0006]RTDS數(shù)字仿真器，用于通過(guò)接口實(shí)時(shí)輸出微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)進(jìn)行能量管理所需的遙測(cè)、遙信量及控制器實(shí)現(xiàn)控制策略所需的模擬量，同時(shí)接收微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)下發(fā)的遙控信號(hào)以及控制器生成的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)的能量管理和協(xié)調(diào)控制；
[0007]真實(shí)控制系統(tǒng)，與RTDS數(shù)字仿真器連接，用于接收RTDS數(shù)字仿真器輸出的三路PCS出口電壓、電流及直流側(cè)母線電壓信號(hào)，根據(jù)相應(yīng)算法生成PWM信號(hào)并輸出至RTDS數(shù)字仿真器中實(shí)現(xiàn)控制策略，RTDS數(shù)字仿真器通過(guò)前面板上的模擬量輸出通道輸出模擬信號(hào)至PCS控制板，同時(shí)通過(guò)GTDI板卡接收PCS控制板發(fā)出的PWM信號(hào)；
[0008]微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，與RTDS數(shù)字仿真器連接，用于接收RTDS數(shù)字仿真器輸出的遙測(cè)、遙信量及控制器實(shí)現(xiàn)控制策略所需模擬量，并將生成的遙控信號(hào)以及控制器生成的控制信號(hào)發(fā)送至RTDS數(shù)字仿真器。
[0009]進(jìn)一步，微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)還包括:測(cè)控保護(hù)裝置、模式切換器、電池管理系統(tǒng)、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、能量管理系統(tǒng)；
[0010]測(cè)控保護(hù)裝置，與能量管理系統(tǒng)和RTDS數(shù)字仿真器連接，用于通過(guò)RTDS數(shù)字仿真器的模擬量輸出通道采集微網(wǎng)運(yùn)行中各元件的電氣量信息，并將信息上傳至能量管理系統(tǒng)；
[0011]模式切換器，與能量管理系統(tǒng)和RTDS數(shù)字仿真器連接，用于發(fā)送同期啟動(dòng)、模式切換、柴發(fā)切除指令；
[0012]電池管理系統(tǒng)，與能量管理系統(tǒng)和RTDS數(shù)字仿真器連接，用于接收RTDS數(shù)字仿真器的GTAO板卡輸出的電池電壓、電流信號(hào)，完成電池荷電狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，同時(shí)將電池荷電狀態(tài)、實(shí)時(shí)輸出/輸入功率信息傳輸至能量管理系統(tǒng)；
[0013]數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，與能量管理系統(tǒng)和RTDS數(shù)字仿真器連接，用于接收能量管理系統(tǒng)下發(fā)風(fēng)機(jī)限功率指令和接收實(shí)時(shí)風(fēng)速信號(hào)；
[0014]能量管理系統(tǒng)，與測(cè)控保護(hù)裝置、模式切換器、電池管理系統(tǒng)和數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置連接，用于根據(jù)能量管理算法綜合分析接收到的信息并作出決策，通過(guò)測(cè)控保護(hù)裝置下發(fā)開(kāi)關(guān)量信號(hào)，實(shí)現(xiàn)RTDS數(shù)字仿真器中諸如斷路器開(kāi)斷、負(fù)荷投切的功能，通過(guò)模式切換器下發(fā)柴發(fā)同期啟動(dòng)、模式切換、柴發(fā)切除指令，并接收RTDS數(shù)字仿真器返回的柴發(fā)同期完成信號(hào)和PCS模式切換完成信號(hào)，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊下發(fā)風(fēng)機(jī)限功率指令，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)能量的優(yōu)化調(diào)度。
[0015]進(jìn)一步，能量管理系統(tǒng)進(jìn)行能量管理需要采集風(fēng)機(jī)出口電流、負(fù)荷電流、PCS出口電流、電池荷電狀態(tài)及實(shí)時(shí)風(fēng)速信息，根據(jù)相應(yīng)的管理算法下發(fā)模式切換、負(fù)荷投切指令。
[0016]進(jìn)一步，RTDS數(shù)字仿真器通過(guò)前面板的模擬量輸出通道及數(shù)字量輸入通道與測(cè)控保護(hù)裝置進(jìn)行通信，通過(guò)數(shù)字量輸入/輸出通道與模式切換器通信，測(cè)控保護(hù)裝置和模式切換器再通過(guò)交換機(jī)與能量管理系統(tǒng)進(jìn)行通信。
[0017]進(jìn)一步，能量管理系統(tǒng)通過(guò)RS-485串行口直接與RTDS數(shù)字仿真器通信，接收風(fēng)速信號(hào)及下發(fā)風(fēng)機(jī)限功率指令。
[0018]進(jìn)一步，真實(shí)控制系統(tǒng)為三臺(tái)PCS控制板，實(shí)現(xiàn)對(duì)微網(wǎng)內(nèi)3臺(tái)儲(chǔ)能單元的控制。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種基于RTDS的微電網(wǎng)集成測(cè)試仿真方法，該基于RTDS的微電網(wǎng)集成測(cè)試仿真方法包括:
[0020]本發(fā)明提供的基于RTDS的微電網(wǎng)集成測(cè)試仿真平臺(tái)及方法，設(shè)置RTDS數(shù)字仿真系統(tǒng)、真實(shí)控制系統(tǒng)和微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(EMS/SCADA)三個(gè)部分，微網(wǎng)的電氣回路全部在RSCAD中搭建，屬于數(shù)字仿真，可根據(jù)需要靈活地改變微網(wǎng)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明基于RTDS的微電網(wǎng)集成測(cè)試仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制策略和能量管理算法有效性的驗(yàn)證，提供了一種新的測(cè)試微網(wǎng)控制算法和運(yùn)行策略的有效方法。另外，本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單，操作方便，較好地解決了目前對(duì)于風(fēng)柴儲(chǔ)微網(wǎng)的仿真方法和測(cè)試平臺(tái)是基于比例縮小的真實(shí)設(shè)備，不利于微網(wǎng)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不具一般性的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于RTDS的微電網(wǎng)集成測(cè)試仿真平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)柴儲(chǔ)模式風(fēng)速突變下的響應(yīng)曲線示意圖；
[0024]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于RTDS的微電網(wǎng)集成測(cè)試仿真方法的流程圖；
[0025]圖中:1、RTDS數(shù)字仿真器；2、真實(shí)控制系統(tǒng)；3、微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)；3_1、測(cè)控保護(hù)裝置；3_2、模式切換器；3-3、電池管理系統(tǒng)；3-4、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置；3-5、能量管理系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。
[0028]如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的基于RTDS的微電網(wǎng)集成測(cè)試仿真平臺(tái)主要由:RTDS數(shù)字仿真器1、真實(shí)控制系統(tǒng)2、微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)3、測(cè)控保護(hù)裝置3-1、模式切換器3-2、電池管理系統(tǒng)3-3、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置3-4、能量管理系統(tǒng)3-5 ;
[0029]RTDS數(shù)字仿真器1，用于通過(guò)接口實(shí)時(shí)輸出微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)3進(jìn)行能量管理所需的遙測(cè)、遙信量及控制器實(shí)現(xiàn)控制策略所需的模擬量，同時(shí)接收微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)3下發(fā)的遙控信號(hào)以及控制器生成的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)的能量管理和協(xié)調(diào)控制；
[0030]真實(shí)控制系統(tǒng)2，與RTDS數(shù)字仿真器I連接，用于接收RTDS數(shù)字仿真器I輸出的三路PCS出口電壓、電流及直流側(cè)母線電壓信號(hào)，根據(jù)相應(yīng)算法生成PWM信號(hào)并輸出至RTDS數(shù)字仿真器I中實(shí)現(xiàn)控制策略，RTDS數(shù)字仿真器I通過(guò)前面板上的模擬量輸出通道輸出模擬信號(hào)至PCS控制板，同時(shí)通過(guò)GTDI板卡接收PCS控制板發(fā)出的PWM信號(hào)；
[0031]微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)3，與RTDS數(shù)字仿真器I連接，用于接收RTDS數(shù)字仿真器I輸