[发明专利]一种基于RTDS的微电网集成测试仿真平台及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统实时数字仿真试验和微电网技术领域，尤其涉及一种基于RTDS的微电网集成测试仿真平台及方法。

背景技术

微网的供电可靠性，需要在微网中配置传统的柴油发电机，此外，为了抑制诸如光伏、风机等可再生能源输出功率的波动，往往需要配置一定容量的储能，从而构成风/光柴储型独立微网。此类微网作为偏远地区、海岛等的主要供电形式，对当地的经济发展和居民的基本生活保障具有重要意义。

目前对于风柴储微网的研究，主要关注微网内各元件的最优容量配置，节约投资和运行成本的方法以及改善微网电能质量，抑制风机功率波动的微网能量管理和协调控制策略等，但这些仿真方法和测试平台都是基于比例缩小的真实设备，不利于微网结构的扩展，搭建的实验平台不具一般性。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于RTDS的微电网集成测试仿真平台及方法，旨在解决目前对于风柴储微网的仿真方法和测试平台是基于比例缩小的真实设备，不利于微网结构的扩展，搭建的实验平台不具一般性的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于RTDS的微电网集成测试仿真平台，该基于RTDS的微电网集成测试仿真平台包括：RTDS数字仿真器、真实控制系统、微网能量管理系统；

RTDS数字仿真器，用于通过接口实时输出微网能量管理系统进行能量管理所需的遥测、遥信量及控制器实现控制策略所需的模拟量，同时接收微网能量管理系统下发的遥控信号以及控制器生成的控制信号，实现微网的能量管理和协调控制；

真实控制系统，与RTDS数字仿真器连接，用于接收RTDS数字仿真器输出的三路PCS出口电压、电流及直流侧母线电压信号，根据相应算法生成PWM信号并输出至RTDS数字仿真器中实现控制策略，RTDS数字仿真器通过前面板上的模拟量输出通道输出模拟信号至PCS控制板，同时通过GTDI板卡接收PCS控制板发出的PWM信号；

微网能量管理系统，与RTDS数字仿真器连接，用于接收RTDS数字仿真器输出的遥测、遥信量及控制器实现控制策略所需模拟量，并将生成的遥控信号以及控制器生成的控制信号发送至RTDS数字仿真器。

进一步，微网能量管理系统还包括：测控保护装置、模式切换器、电池管理系统、数模/模数转换装置、能量管理系统；

测控保护装置，与能量管理系统和RTDS数字仿真器连接，用于通过RTDS数字仿真器的模拟量输出通道采集微网运行中各元件的电气量信息，并将信息上传至能量管理系统；

模式切换器，与能量管理系统和RTDS数字仿真器连接，用于发送同期启动、模式切换、柴发切除指令；

电池管理系统，与能量管理系统和RTDS数字仿真器连接，用于接收RTDS数字仿真器的GTAO板卡输出的电池电压、电流信号，完成电池荷电状态的监测，同时将电池荷电状态、实时输出/输入功率信息传输至能量管理系统；

数模/模数转换装置，与能量管理系统和RTDS数字仿真器连接，用于接收能量管理系统下发风机限功率指令和接收实时风速信号；

能量管理系统，与测控保护装置、模式切换器、电池管理系统和数模/模数转换装置连接，用于根据能量管理算法综合分析接收到的信息并作出决策，通过测控保护装置下发开关量信号，实现RTDS数字仿真器中诸如断路器开断、负荷投切的功能，通过模式切换器下发柴发同期启动、模式切换、柴发切除指令，并接收RTDS数字仿真器返回的柴发同期完成信号和PCS模式切换完成信号，同时通过数据采集模块下发风机限功率指令，实现微网能量的优化调度。

进一步，能量管理系统进行能量管理需要采集风机出口电流、负荷电流、PCS出口电流、电池荷电状态及实时风速信息，根据相应的管理算法下发模式切换、负荷投切指令。

进一步，RTDS数字仿真器通过前面板的模拟量输出通道及数字量输入通道与测控保护装置进行通信，通过数字量输入/输出通道与模式切换器通信，测控保护装置和模式切换器再通过交换机与能量管理系统进行通信。

进一步，能量管理系统通过RS-485串行口直接与RTDS数字仿真器通信，接收风速信号及下发风机限功率指令。

进一步，真实控制系统为三台PCS控制板，实现对微网内3台储能单元的控制。

本发明实施例的另一目的在于提供一种基于RTDS的微电网集成测试仿真方法，该基于RTDS的微电网集成测试仿真方法包括：