[发明专利]一种基于RT-LAB的微电网仿真测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，尤其涉及一种基于RT-LAB的微电网仿真测试系统。

背景技术

微电网技术是根据当地资源条件，合理选择综合利用多种可再生能源(太阳能、风能、海洋能、生物质能、后备柴油机等)，组成分布式可再生能源供电体系，实现独立运行或并网运行，是今后可再生能源高效利用的主要方向。微电网技术可以提高分布式可再生能源接入电力系统的比例和供电可靠性，并为海岛和农村等缺电地区提供电力供应，具有重要的经济和环境效益。目前，世界各国都在大力推广发展微电网技术，微电网正从实验示范阶段向商业化应用阶段转化。

传统的微电网仿真测试方法包括物理模拟方法和纯数字仿真方法。物理模拟方法是通过搭建微电网物理系统，对微电网的设备开发、规划设计、运行调度、控制保护等技术进行纯物理测试，这种方法具有设备费用高、建设周期长、场地限制大、并网测试限制大、开发成本高昂、可扩展性和兼容性差等问题。而纯数字仿真方法对微电网实际系统的模拟难以做到实时仿真，且往往不能真实模拟微电网实际运行情况，给微电网设备和系统开发带来不便。

因此，为解决传统的微电网仿真测试方法在实际应用中存在的问题，提高微电网系统设计、设备开发、仿真调试的效率和经济性，亟需采用先进的仿真测试方法。近年来，关于微电网的仿真测试系统的相关研究，已有实用性的测试平台，但到目前为止，尚未有适用于微电网(群)复杂系统级半实物交联试验的综合数字物理混合仿真测试系统。因此，有必要建立一套能够兼顾物理仿真和数字仿真优点，投资成本低、建设周期短、扩展灵活、操作简单、测试类型丰富、实用性强的微电网综合数字物理混合仿真测试系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于RT-LAB的微电网数字物理混合仿真测试系统，其具有操作简单、扩展灵活、测试类型丰富、适用性强等优点，能够实现微电网(群)复杂系统级半实物交联仿真测试，并能有效并灵活地进行微电网的离网和并网运行测试，能够提高微电网及变流设备开发试验测试的效率，降低研究开发成本。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案。

一种基于RT-LAB的微电网仿真测试系统，其包括RT-LAB仿真系统、DSP物理系统、功率放大器、微电网物理模拟系统、微电网监控系统，其中：

RT-LAB仿真系统，用于搭建微电网和配电网仿真模型，提供实时仿真环境，并提供RT-LAB仿真系统与DSP物理系统、微电网物理模拟系统、微电网监控系统之间交换数据和信号的接口装置；

DSP物理系统，用于接收RT-LAB仿真系统输入的模拟量数据，并通过该模拟量数据产生数字量控制信号，以对RT-LAB仿真系统中搭建的双向变流器主电路进行控制，实现微电网用变流装置控制电路的开发；

功率放大器，用于建立RT-LAB仿真系统与微电网物理模拟系统的功率流通通路，保证实时目标机工作于低电压、电流的环境，以保证RT-LAB仿真系统实时工作于低电压、电流的环境；

微电网物理模拟系统，用于与RT-LAB仿真系统组成数字物理微电网系统，并接受微电网监控系统的监测和调度控制；

微电网监控系统，用于实现微电网安全、稳定、经济运行和能量管理；所述微电网监控系统与微电网物理模拟系统相连，以监测微电网物理模拟系统实际运行的参数并对该实际运行的参数进行控制；所述微电网监控系统并与DSP物理系统相连，以监测双向变流器的运行参数并对DSP物理系统下发控制信号；所述微电网监控系统并与RT-LAB仿真系统相连，以在线监测RT-LAB仿真系统中仿真模型的运行参数并对RT-LAB仿真系统进行控制。

所述RT-LAB仿真系统包括仿真主机、数字量/模拟量输入输出板卡和实时目标机。所述仿真主机基于MATLAB/simulink仿真软件用于搭建微电网单元级和系统级模型，包括分布式电源(光伏、风电、水力发电、燃料电池、燃油/气机等)、储能装置(蓄电池、超级电容、飞轮储能、抽水蓄能等)、能量变换装置(双向变流器、光伏逆变器等)及其控制算法、各类负荷、电缆线路等组成微电网的模型。仿真主机通过通讯接口与实时目标机连接，实时目标机从仿真主机下载模型进行编译和实时化运行。输入输出板卡是实时目标机与RT-LAB仿真系统以外系统相连并交换数据和信号的接口。