直流微电网控制策略测试系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及电力电子技术领域，公开了一种直流微电网控制策略测试系统及方法。其包括：第一上位机通信连接于就地控制器，且用于生成运行于就地控制器中的就地控制程序以及配置程序；就地控制器用于运行就地控制程序以生成对应于各微电网功率模块的就地控制信号，就地控制器还用于运行配置程序，并发出对应于各微电网功率模块的配置信号；控制芯片用于根据配置信号对滤波器以及变流器进行配置，使得滤波器以及变流器工作于与配置信号对应的工作模式；控制芯片还用于根据就地控制信号控制变流器从而控制微电网被控模拟设备的运行。采用本实施方式使得该系统具有更佳的灵活性、通用性以及稳定性，从而有利于提高直流微电网控制策略的测试效率。

DC microgrid control strategy testing system and method

The invention relates to the technical field of power electronics, and discloses a DC micro grid control strategy testing system and method. It includes: the first PC connected to the local controller, and for local control program and configuration program running on the local controller generation; local controller for local control operation of local control procedures to generate signal corresponding to the micro grid power module, the local controller is also used to run the configuration program, and send the signal corresponding to each configuration micro grid power module; the control chip for signal according to the configuration of the configuration of the filter and converter, and makes the filter work mode converter works in the corresponding configuration and signal type; control chip is also used according to local control signals to control the inverter to control the micro grid controlled simulation equipment operation. This method makes the system more flexible, versatile and stable, thus improving the testing efficiency of DC microgrid control strategy.

【技术实现步骤摘要】
直流微电网控制策略测试系统及方法
本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种直流微电网控制策略测试系统及方法。
技术介绍
直流微电网是以直流配电的形式，通过一条公共的直流母线将所有微电源连接起来的独立可控系统。直流微电网控制策略的研究对直流微电网技术的发展具有重要意义。目前，较常采用的直流微电网控制策略测试方式主要包括全数字实时仿真及物理动模测试。全数字实时仿真是使用电力及电力电子仿真软件搭建微网主拓扑、所有被控设备及其相关的控制算法，并通过仿真管理软件将微网主拓扑、所有被控设备模型及其相关的控制算法编译、部署并实时运行于仿真系统中，该方法的优点是可以方便的修改所仿真的被控设备模型拓扑、参数及其相关的控制算法，利用在线调参、修改控制目标等方式快速验证微电网中各相关的控制算法的功能及有效性。但全数字实时仿真技术也有如下问题：(1)直流微电网中尤其是发电机及电池等被控设备使用的是等效数学模型，忽略了发电机的电磁特性及运行过程中的发电机参数变化、电池参数随温度变化等情况，因而与实际的被控对象有所不同；(2)实时的全数字仿真是信号级的仿真，控制算法与被控对象之间只是数据的输入输出，没有实际被控设备与控制器信号交互所涉及的数据调理延迟及通信协议等诸多问题，过于理想；(3)全数字实时仿真的数学模型可通过功放采用功率硬件在环的方式和其他微网中的实物相连，从而减小模型的不准确所带来的影响，但物理实物和数学模型的物理接口设备及接口算法处理不当时会产生时延，不利于直流微电网控制策略的开发。而另一种较常采用的方式为物理动模测试，其中，物理动模测试系统包括：实时仿真设备、等效的整流器及逆变器、微网中各被控设备的物理等效模拟设备等。使用等效的整流器及逆变器来搭建微电网主电力拓扑，使用电力及电力电子开发系统可以编写出应用于直流微电网的能量管理控制算法，并通过仿真管理软件将该直流微电网能量管理控制算法编译、部署并实时运行于仿真系统中。物理动模测试系统使用按比例缩小的等效模拟设备来模拟直流微电网中各被控设备，各等效动模设备内部的DSP(DigitalSignalProcessing的简称，数字信号处理器)或PLC(ProgrammableLogicController的简称，可编程逻辑控制器)中运行有被模拟装置的控制算法，同时各PLC和DSP也带有通信接口，可以接收直流微电网能量管理器所发出的控制目标，并按照所接收的控制目标控制模拟设备运行。物理动模测试系统中使用了实际等比例的物理模拟装置，智能功率模块及实时仿真设备，极大的还原了直流微电网控制的真实环境，同时使用了可方便快速运行不同微网能量管理控制算法的实时仿真设备，及可灵活的改变直流微电网的物理拓扑结构的等比例的物理模拟装置和智能功率模块，可为直流微电网控制策略研发提供较为灵活的研发测试平台。专利技术人在实现本专利技术的过程中发现：物理动模测试系统作为一个直流微电网控制策略的开发测试平台，还存在如下问题：(1)当整个直流微电网拓扑结构发生变化时，各物理等效模拟设备之间及与作为直流微电网能量管理器的实时仿真设备的通信需根据具体拓扑进行重新的修改及调试，存在工作量上的重复；(2)各物理等效模拟设备使用自带的DSP或PLC运行被模拟装置的控制算法，当需要对各物理等效模拟设备所模拟的直流微电网中被控设备的控制算法进行修改时，部分物理等效模拟设备不开放其控制算法，因而需要重新编写修改等效模拟设备的控制程序代码并烧写到DSP或PLC中，增加了测试的复杂度。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的在于提供一种直流微电网控制策略测试系统及方法，使得该系统具有更佳的灵活性、通用性以及稳定性，从而有利于提高直流微电网控制策略的测试效率。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种直流微电网控制策略测试系统，包括：第一上位机、N个就地控制器、与各就地控制器通信连接的若干个微电网功率模块以及与各微电网功率模块连接的微电网被控模拟设备；其中，所述N为正整数；所述第一上位机通信连接于所述就地控制器，且用于生成运行于所述就地控制器中的就地控制程序以及配置程序；所述就地控制器用于运行所述就地控制程序以生成对应于各微电网功率模块的就地控制信号，所述就地控制器还用于运行所述配置程序，并发出对应于各微电网功率模块的配置信号；所述微电网功率模块包括：控制芯片、滤波器以及变流器；所述控制芯片用于根据所述配置信号对所述滤波器以及变流器进行配置，使得所述滤波器以及变流器工作于与所述配置信号对应的工作模式；所述控制芯片还用于根据所述就地控制信号控制所述变流器从而控制所述微电网被控模拟设备的运行。本专利技术的实施方式还提供了一种直流微电网控制策略测试方法，将N个就地控制器分别与若干个微电网功率模块通信连接，将微电网被控模拟设备与微电网功率模块连接；其中，所述N为正整数；将各就地控制器与能量管理控制器通信连接；在第一上位机中生成就地控制程序以及配置程序并部署至N个就地控制器中；各就地控制器运行所述配置程序，并发出对应于微电网功率模块的配置信号，各就地控制器还运行所述就地控制程序，并向对应的微电网功率模块发送就地控制信号；所述微电网功率模块的控制芯片根据所述配置信号对所述微电网功率模块中的滤波器以及变流器进行配置，使得所述滤波器以及变流器工作于与所述配置信号对应的工作模式，所述控制芯片还根据所述就地控制信号控制所述变流器从而控制对应的微电网被控模拟设备的运行。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，通过就地控制器、微电网功率模块以及微电网被控模拟设备的组合来代替现有的物理动模测试系统中的部分设备，通过第一上位机生成就地控制程序以及配置程序，使得就地控制程序便于修改，并且通过配置程序对微电网功率模块中的滤波器以及变流器的工作模式进行配置，使得微电网功率模块可工作于多种模式，具有更佳的通用性，从而在直流微电网拓扑结构变化时，可以避免物理等效模拟设备的修改、调试的繁杂操作，同时，本实施方式的测试系统还具有较佳的灵活性、稳定性，有利于提高直流微电网控制策略的测试效率。另外，所述控制芯片还用于：将所述滤波器上采集到的电压电流信号反馈至所述就地控制器；根据采集到的所述电压电流信号对所述变流器进行保护；以及将所述就地控制信号转换成用于控制所述变流器的脉冲宽度调制波。通过在控制芯片中集成信号采集、设备保护以及控制信号调制等的功能，使得微电网功率模块的集成程度更高，更有利于降低测试系统搭建的复杂度。另外，所述就地控制器以及各微电网功率模块相互串接形成第一通信环，所述就地控制器以及各微电网功率模块通过所述第一通信环进行通信。另外，所述第一通信环为光纤通信环。就地控制器和各微电网功率模块通过高速光纤通信环进行通信，可以避免由于通信延迟带来的时延，提高测试系统的实时性。另外，所述控制芯片采用现场可编程逻辑门阵列实现。另外，所述第一上位机中存储有第一通讯库文件，所述第一上位机还用于生成包括所述第一通讯库文件的第一通信程序，并用于配置所述第一通讯库文件；其中，所述第一通讯库文件封装有所述就地控制器与各微电网功率模块之间的通信信息类型；所述微电网功率模块用于向对应的就地控制器提供与所述第一通讯库文件封装的通信信息类型对应的全部通信信息，所述就地控制器用于运行所述第一通信程序本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流微电网控制策略测试系统，其特征在于，包括：第一上位机、N个就地控制器、与各就地控制器通信连接的若干个微电网功率模块以及与各微电网功率模块连接的微电网被控模拟设备；其中，所述N为正整数；所述第一上位机通信连接于所述就地控制器，且用于生成运行于所述就地控制器中的就地控制程序以及配置程序；所述就地控制器用于运行所述就地控制程序以生成对应于各微电网功率模块的就地控制信号，所述就地控制器还用于运行所述配置程序，并发出对应于各微电网功率模块的配置信号；所述微电网功率模块包括：控制芯片、滤波器以及变流器；所述控制芯片用于根据所述配置信号对所述滤波器以及变流器进行配置，使得所述滤波器以及变流器工作于与所述配置信号对应的工作模式；所述控制芯片还用于根据所述就地控制信号控制所述变流器从而控制所述微电网被控模拟设备的运行。

【技术特征摘要】
1.一种直流微电网控制策略测试系统，其特征在于，包括：第一上位机、N个就地控制器、与各就地控制器通信连接的若干个微电网功率模块以及与各微电网功率模块连接的微电网被控模拟设备；其中，所述N为正整数；所述第一上位机通信连接于所述就地控制器，且用于生成运行于所述就地控制器中的就地控制程序以及配置程序；所述就地控制器用于运行所述就地控制程序以生成对应于各微电网功率模块的就地控制信号，所述就地控制器还用于运行所述配置程序，并发出对应于各微电网功率模块的配置信号；所述微电网功率模块包括：控制芯片、滤波器以及变流器；所述控制芯片用于根据所述配置信号对所述滤波器以及变流器进行配置，使得所述滤波器以及变流器工作于与所述配置信号对应的工作模式；所述控制芯片还用于根据所述就地控制信号控制所述变流器从而控制所述微电网被控模拟设备的运行。2.根据权利要求1所述的直流微电网控制策略测试系统，其特征在于，所述控制芯片还用于：将所述滤波器上采集到的电压电流信号反馈至所述就地控制器；根据采集到的所述电压电流信号对所述变流器进行保护；以及将所述就地控制信号转换成用于控制所述变流器的脉冲宽度调制波。3.根据权利要求1所述的直流微电网控制策略测试系统，其特征在于，所述就地控制器以及各微电网功率模块相互串接形成第一通信环，所述就地控制器以及各微电网功率模块通过所述第一通信环进行通信。4.根据权利要求3所述的直流微电网控制策略测试系统，其特征在于，所述第一通信环为光纤通信环。5.根据权利要求1所述的直流微电网控制策略测试系统，其特征在于，所述控制芯片采用现场可编程逻辑门阵列实现。6.根据权利要求1所述的直流微电网控制策略测试系统，其特征在于，所述第一上位机中存储有第一通讯库文件，所述第一上位机还用于生成包括所述第一通讯库文件的第一通信程序，并用于配置所述第一通讯库文件；其中，所述第一通讯库文件封装有所述就地控制器与各微电网功率模块之间的通信信息类型；所述微电网功率模块用于向对应的就地控制器提供与所述第一通讯库文件封装的通信信息类型对应的全部通信信息，所述就地控制器用于运行所述第一通信程序并通过配置的第一通讯库文件...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜航，黄彬，周寅，李鸿彪，钱坤，
申请(专利权)人：上海科梁信息工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31