[发明专利]含风机和光伏发电的直流微电网数字物理仿真平台及方法

说明书

本发明涉及一种含风机和光伏发电的直流微电网数字物理仿真平台及仿真方法，该直流微电网数字物理仿真平台包括LabVIEW和StarSim软件开发平台和NI PXI平台；所述LabVIEW和StarSim仿真开发平台用于开发直流微电网的软件仿真模型，以及创建用户界面；NI PXI平台用于测量与控制。因此本文建立孤立微电网数字物理仿真平台提高仿真速度，优化仿真效果，用以研究使孤立微电网系统能够稳定运行的仿真平台。

技术领域

本发明涉及一种含风机和光伏发电的直流微电网数字物理仿真平台及方法，属于微电网仿真实验技术领域。

背景技术

随着经济的不断发展，城市化进程的不断加快，不仅我们日常的城市负荷快速增长，而且我们对供电的可靠性和电能质量的要求逐渐提高。现有的配电网基本上是由交流配电网构成的，它具有电压变换迅速、容易以及保护技术成熟等多种优点，在今后的一段时间内也将是配电网的主要形式。但随着不可再生资源的枯竭和科技的逐渐进步，将会有越来越多的分布式电源被应用，并接入配电网。就现阶段来讲，仅用交流配电网已经无法解决现阶段配电网中的一系列问题，更无法迎接未来城市智能电网的挑战。因此我们需要构建直流微网，将其作为交流配电网的补充和支持，灵活应用其快速可控等特点，从而有效地解决我们现有配电网中的一些问题，以保证城市电网的安全、可靠、经济运行。

发明内容

本发明采用如下的技术方案：

一种含风机和光伏发电的直流微电网数字物理仿真平台，其特征在于：

包括LabVIEW和StarSim仿真开发平台；包括NI PXI测量与控制平台；

所述LabVIEW和StarSim仿真平台开发的直流微电网仿真模型包括永磁式风力发电系统、太阳能光伏发电系统和蓄电池储能系统；所述用户界面包括用户发出对模型的控制指令，以及对模型进行潮流计算的结果波形显示；

所述NI PXI测量与控制平台包括具有定时和同步功能的机箱、系统控制器模块、外围模块；

所述外围模块包括配有Virtex-5 LX110FPGA的R系列多功能RIO模块、针对于DSP的Xilinx Kintex-7 FPGA模块、高压模拟输入模块、10V输入的前置式接线盒和高速模拟输出模块。

在上述的一种含风机和光伏发电的直流微电网数字物理仿真平台，直流微电网数字物理仿真平台中，

所述LabVIEW和StarSim仿真开发平台用于开发直流微电网的软件仿真模型，所述具有定时和同步功能的机箱控制器和模块提供了电源、冷却以及PCI和PCI Express通信总线；所述系统控制器模块可以是具备微软Windows操作系统或实时操作系统(NI LabVIEW实时)的高性能嵌入式控制器，也可以是台式机、工作站、服务器或笔记本电脑控制的远程控制器，本发明使用的是嵌入式控制器，通过PC外设接口连接PC设备进行操作；所述外围模块是为了满足用户测试或嵌入式应用需求，基于这些模块可以构建出各种各样的PXI系统；

所述系统控制器模块和外围模块插入PXI机箱插槽中，外部PC设备通过系统控制器模块的外设接口和PXI系统连接，所述孤立微电网的仿真模型在外部PC设备上的LabVIEW和StarSim仿真平台进行开发。

在上述的一种含风机和光伏发电的直流微电网数字物理仿真平台，直流微电网数字物理仿真平台中，

所述直流微电网的仿真模型计算数据包括永磁式风力发电系统输出功率和电流电压、太阳能光伏发电系统输出功率和电流电压、蓄电池储能系统输出功率和电流电压以及公共联结点出的潮流数据。

一种直流微网的数字物理仿真方法，其特征在于：包括：

步骤1，在LabVIEW和StarSim仿真开发平台中分别编写上位机Host程序、下位机RT程序，选用LabVIEW自带的功率计算元件进行计算；