[發明專利]一種氫能綜合供能系統的仿真測試平臺及方法

在審

• 申請號: 202211345815.4
• 申請日: 2022-10-31
• 公開（公告）號: CN115630515A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 孫波;張現輝;陳晶;于彬彬
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王雪

1.一種氫能綜合供能系統的仿真測試平臺，其特征在于，包括電力系統模型、氫能系統模型和熱力系統模型；

所述電力系統模型為基于Simscape搭建的模型；所述氫能系統模型和所述熱力系統模型為基于Thermolib搭建的模型；對所述電力系統模型、所述氫能系統模型和所述熱力系統模型設置不同的求解基準步長。

2.如權利要求1所述的一種氫能綜合供能系統的仿真測試平臺，其特征在于，所述電力系統模型包括風力發電模塊、光伏發電模塊、逆變器模塊和電負荷模塊。

3.如權利要求1所述的一種氫能綜合供能系統的仿真測試平臺，其特征在于，所述氫能系統模型包括電解槽模塊、儲氫罐模塊和燃料電池模塊。

4.如權利要求1所述的一種氫能綜合供能系統的仿真測試平臺，其特征在于，所述熱力系統模型包括水泵、換熱器模塊和熱負荷模塊。

5.如權利要求1所述的一種氫能綜合供能系統的仿真測試平臺，其特征在于，所述電力系統模型、所述氫能系統模型和所述熱力系統模型中各模塊之間通過管道和能流數據總線連接。

6.如權利要求5所述的一種氫能綜合供能系統的仿真測試平臺，其特征在于，所述能流數據總線包括電流數據總線和氫流數據總線；

所述電流數據總線提取所述電力系統模型中風力發電模塊和光伏發電模塊的電壓、電流和頻率，并將電壓、電流和頻率傳遞給所述氫能系統模型中的電解槽模塊；所述氫流數據總線提取所述電解槽模塊的流量、壓強和溫度，并將流量、壓強和溫度傳遞給所述氫能系統模型中的儲氫罐模塊；所述氫流數據總線還提取所述儲氫罐模塊的流量、壓強和溫度，并將流量、壓強和溫度傳遞給所述氫能系統模型中的燃料電池模塊。

7.如權利要求1所述的一種氫能綜合供能系統的仿真測試平臺，其特征在于，利用NIVeriStand將所述電力系統模型、所述氫能系統模型和所述熱力系統模型部署到安裝RT-Linux操作系統的實時目標機上，在目標機上求解計算；根據多時間尺度特性，將求解基準步長設置為電力系統需求的毫秒級，利用NI Verstand的分頻功能，將所述氫能系統模型和所述熱力系統模型的步長成倍增加至分鐘或秒級。

8.如權利要求7所述的一種氫能綜合供能系統的仿真測試平臺，其特征在于，利用CPU并行功能進行求解計算。

9.如權利要求7所述的一種氫能綜合供能系統的仿真測試平臺，其特征在于，NIVeriStand通過以太網實現用戶和目標機的交互；NI VeriStand在讀取風速、光照、溫度和濕度數據時，對風速和光照數據采用第一步長采樣時間，對溫度和濕度數據采用第二步長采樣時間，所述第一步長采樣時間小于所述第二步長采樣時間。

10.一種氫能綜合供能系統的仿真方法，其特征在于，采用了如權利要求1-9任一項所述的氫能綜合供能系統的仿真測試平臺，包括：

NI VeriStand在模型庫中導入輸入端口和輸出端口，建模時將輸入端口和輸出端口通過拖拽的方式接入到各模型的輸入輸出端口上；

使用Build Model功能，根據模型自動生成C語言代碼，并自動調用C/C++編譯器，將C語言代碼編譯成與模型同名的動態鏈接庫文件；

使用NI VeriStand軟件，創建實時仿真工程；

利用NI VeriStand將所述電力系統模型、所述氫能系統模型和所述熱力系統模型部署到安裝RT-Linux操作系統的實時目標機上，在目標機上求解計算；根據多時間尺度特性，將求解基準步長設置為電力系統需求的毫秒級，利用NI Verstand的分頻功能，將所述氫能系統模型和所述熱力系統模型的步長成倍增加至分鐘或秒級，利用CPU并行功能進行求解計算；NI VeriStand通過以太網實現用戶和目標機的交互；

NI VeriStand在讀取風速、光照、溫度和濕度數據時，對風速和光照數據采用第一步長采樣時間，對溫度和濕度數據采用第二步長采樣時間，所述第一步長采樣時間小于所述第二步長采樣時間；

將NI VeriStand的UI組件與通道鏈接，顯示通道數據的變化并通過通道下達控制指令給模型。