[發明專利]電力系統仿真教學平臺

在審

• 申請號: 202010115419.7
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111308910A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 劉文亮;鄒毅軍;石林龍;孫彥彪
• 申請（專利權）人: 上海科梁信息工程股份有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

本發明實施例提供一種電力系統仿真教學平臺，電力系統仿真教學平臺包括：上位機，所述上位機用于開發目標設備模型；實時仿真機，所述實時仿真機用于下載并運行所述目標設備模型；電力設備，所述實時仿真機與至少一所述電力設備通信連接，所述電力設備與所述實時仿真機構成仿真系統，所述上位機還用于顯示所述仿真系統運行過程中的特征信號，所述特征信號至少基于所述目標設備模型的參數和所述電力設備的參數產生。本發明有利于教學電力設備真實應用環境與模型構建之間的關系以及如何構建模型。

技術領域

本發明實施例涉及仿真領域，特別涉及一種電力系統仿真教學平臺。

背景技術

電氣系統專業教學涉及發電、輸電、配電和用電等各環節，具有高電壓、大電流、接線復雜、規模龐大、設備種類繁多等特點，電氣專業的師生在做電氣工程實驗時，不可避免地面臨強電威脅，這就給師生造成了安全隱患，加之真實電網不允許破壞性實驗，因此，為了逼真再現電力工業各環節操作過程和運行狀態，讓學生了解電力工程運行，虛擬仿真成為了電氣工程專業實驗教學的重要手段，是當今各高等院校電氣工程專業實驗教學的發展方向。

目前，為了彌補傳統教學儀器在創新型、設計型實驗等方面的不足，使用基于虛擬儀器的仿真系統進行設計與實驗，已成為當前實驗平臺建設與探索的熱點，目前部分高校已經建立了相關的電氣專業仿真教學平臺。

本發明的發明人發現：目前的電氣專業仿真教學平臺都是基于全虛擬仿真教學，在教學演示過程中沒有真實電力電子設備的參與，這使得對電力設備的模型構建僅能停留在理論層面上，與電力設備的真實應用環境脫節。

發明內容

本發明實施例提供一種電力系統仿真教學平臺，有利于教學電力設備真實應用環境與模型構建之間的關系。

為解決上述問題，本發明實施例提供一種電力系統仿真教學平臺，包括：上位機，所述上位機用于開發目標設備模型；實時仿真機，所述實時仿真機用于下載并運行所述目標設備模型；電力設備，所述實時仿真機與至少一所述電力設備通信連接，所述電力設備與所述實時仿真機構成仿真系統，所述上位機還用于顯示所述仿真系統運行過程中的特征信號，所述特征信號至少基于所述目標設備模型的參數和所述電力設備的參數產生。

另外，所述電力設備包括被控設備，所述目標設備模型包括控制算法模型，所述控制算法模型用于輸出控制信號以控制所述被控設備，所述特征信號包括所述被控設備的電壓信號或電流信號。如此，可通過對控制算法模型進行反復驗證，演示如何提高控制算法的可靠性。

另外，所述被控設備包括執行器和與所述執行器連接的被控介質，所述特征信號包括所述執行器或所述被控介質的電壓信號或電流信號。

所述上位機具有參數編輯模塊，所述參數編輯模塊用于調整所述目標設備模型的參數，且調整結果實時同步至所述實時仿真機中。如此，有利于及時獲取調整結果所對應的特征信號，進而準確獲知調整結果對特征信號的影響并考慮如何進行下一步調整，從而提升教學效率。

另外，所述電力設備包括控制器，所述目標設備模型包括被控設備模型，所述被控設備模型用于執行所述控制器輸出的控制信號，所述特征信號包括所述被控設備的電壓信號或電流信號。

另外，所述電力設備包括控制器和被控設備，所述控制器用于輸出控制信號以控制所述被控設備，所述特征信號包括所述被控設備的電壓信號或電流信號。

另外，所述電力系統仿真教學平臺還包括：實時仿真軟件、以太網交換機以及信號連接模塊，所述上位機用于根據所述實時仿真軟件構建所述目標設備模型，還用于通過所述以太網交換機與所述實時仿真機通信連接；所述實時仿真機通過所述信號連接模塊與所述電力設備連接。

另外，所述實時仿真軟件中內嵌有電力工具包，所述實時仿真軟件至少基于所述電力工具包構建所述目標設備模型；其中，所述電力工具包包括脈沖事件補償算法工具箱、電力變流器件和電機優化模型庫或FPGA硬件解算器中的至少一種。