[發明專利]一種基于RTDS的微電網集成測試仿真平臺及方法

在審

• 申請號: 201510024746.0
• 申請日: 2015-01-19
• 公開（公告）號: CN104570772A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 劉濤;韓磊;杜明;王旭東;梁偉
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網天津市電力公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

1.一種基于RTDS的微電網集成測試仿真平臺，其特征在于，該基于RTDS的微電網集成測試仿真平臺包括：RTDS數字仿真器、真實控制系統、微網能量管理系統；

RTDS數字仿真器，用于通過接口實時輸出微網能量管理系統進行能量管理所需的遙測、遙信量及控制器實現控制策略所需的模擬量，同時接收微網能量管理系統下發的遙控信號以及控制器生成的控制信號，實現微網的能量管理和協調控制；

真實控制系統，與RTDS數字仿真器連接，用于接收RTDS數字仿真器輸出的三路PCS出口電壓、電流及直流側母線電壓信號，根據現有逆變控制技術相應算法生成PWM信號并輸出至RTDS數字仿真器中實現控制策略，RTDS數字仿真器通過前面板上的模擬量輸出通道輸出模擬信號至PCS控制板，同時通過GTDI板卡接收PCS控制板發出的PWM信號；

微網能量管理系統，與RTDS數字仿真器連接，用于接收RTDS數字仿真器輸出的遙測、遙信量及控制器實現控制策略所需模擬量，并將生成的遙控信號以及控制器生成的控制信號發送至RTDS數字仿真器。

2.如權利要求1所述的基于RTDS的微電網集成測試仿真方法，其特征在于，微網能量管理系統還包括：測控保護裝置、模式切換器、電池管理系統、數模/模數轉換裝置、能量管理系統；

測控保護裝置，與能量管理系統和RTDS數字仿真器連接，用于通過RTDS數字仿真器的模擬量輸出通道采集微網運行中各元件的電氣量信息，并將信息上傳至能量管理系統；

模式切換器，與能量管理系統和RTDS數字仿真器連接，用于發送同期啟動、模式切換、柴發切除指令；

電池管理系統，與能量管理系統和RTDS數字仿真器連接，用于接收RTDS數字仿真器的GTAO板卡輸出的電池電壓、電流信號，完成電池荷電狀態的監測，同時將電池荷電狀態、實時輸出/輸入功率信息傳輸至能量管理系統；

數模/模數轉換裝置，與能量管理系統和RTDS數字仿真器連接，用于接收能量管理系統下發風機限功率指令和接收實時風速信號；

能量管理系統，與測控保護裝置、模式切換器、電池管理系統和數模/模數轉換裝置連接，用于根據能量管理算法綜合分析接收到的信息并作出決策，通過測控保護裝置下發開關量信號，實現RTDS數字仿真器中諸如斷路器開斷、負荷投切的功能，通過模式切換器下發柴發同期啟動、模式切換、柴發切除指令，并接收RTDS數字仿真器返回的柴發同期完成信號和PCS模式切換完成信號，同時通過數據采集模塊下發風機限功率指令，實現微網能量的優化調度。

3.如權利要求2所述的基于RTDS的微電網集成測試仿真方法，其特征在于，能量管理系統進行能量管理需要采集風機出口電流、負荷電流、PCS出口電流、電池荷電狀態及實時風速信息，根據相應的管理算法下發模式切換、負荷投切指令。

4.如權利要求1或2所述的基于RTDS的微電網集成測試仿真方法，其特征在于，RTDS數字仿真器通過前面板的模擬量輸出通道及數字量輸入通道與測控保護裝置進行通信，通過數字量輸入/輸出通道與模式切換器通信，測控保護裝置和模式切換器再通過交換機與能量管理系統進行通信。

5.如權利要求1或2所述的基于RTDS的微電網集成測試仿真方法，其特征在于，能量管理系統通過RS-485串行口直接與RTDS數字仿真器通信，接收風速信號及下發風機限功率指令。

6.如權利要求1所述的基于RTDS的微電網集成測試仿真方法，其特征在于，真實控制系統為三臺PCS控制板，實現對微網內3臺儲能單元的控制。

7.一種基于RTDS的微電網集成測試仿真方法，其特征在于，該基于RTDS的微電網集成測試仿真方法包括：

步驟一，分析微網系統各設備原理，構建仿真模型：

該微網系統中包含設備有：風機、蓄電池、儲能PCS和柴油發電機；為通過仿真方法模擬真實系統，各設備原理進行分析，建立數學模型并搭建仿真模型；

步驟二，搭建系統RTDS仿真模型，計算仿真參數：

RTDS仿真模擬了系統輸入輸出及運行特性，采用真實設備及仿真模型相結合的方法，對實際系統進行模擬，通過仿真確定系統合理參數；

步驟三，開展系統暫穩態實驗，論證系統控制及穩定性問題：

通過調試得到完善的系統模型，安全開展穩定性試驗，論證系統控制問題及穩定性問題，為真實系統參數設置提供指導，縮短實際工程工期；

步驟四，微網能量管理系統策略及運行試驗：

結合現有仿真平臺，依據環境制定微網能量控制策略，通過試驗測試論證后臺能量管理系統可實現預期策略運行，并根據實際工程環境條件變化進行相應定制。