一种基于数模混合仿真技术的能源互联网仿真系统技术方案

本申请公开了一种基于数模混合仿真技术的能源互联网仿真系统，包括物理模拟单元、可移动接口单元、数字仿真单元和总监控单元。物理模拟单元和数字仿真单元通过可移动接口单元连接；物理模拟单元用于动态模拟基于智能交直流混合配电网的能源互联网；可移动接口单元用于进行物理模拟单元和数字仿真单元之间的模数转换、数模转换、数据交换以及功率交换；数字仿真单元用于对能源互联网中的配电网、微电网和综合能源系统建模和仿真；总监控单元用于对物理模拟单元、可移动接口单元以及数字仿真单元进行监控和显示。通过该系统能够有效提升数字仿真模型的精确度，从而实现对区域能源互联网的全景精确仿真与分析。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数模混合仿真技术的能源互联网仿真系统
本申请涉及能源互联网仿真
，特别是涉及一种基于数模混合仿真技术的能源互联网仿真系统。
技术介绍
配电网是能源互联网的重要基础，也是影响供电服务水平的关键环节。随着分布式能源以及能源互联网技术的快速发展，配电网内源荷的多元化，网架结构的复杂化，用户供电需求的个性化以及综合能源服务的需求，配电网面临巨大的技术与服务挑战。为了适应能源互联网技术的快速发展，实现配电网的安全稳定可靠运行，亟需开展基于中低压配电网的区域能源互联网全景仿真与分析技术研究，即以电为核心的区域能源互联网全景仿真与分析技术研究，构建含冷、热、电、气等多种能源的全方位、多场景、多角度的能源互联网综合仿真系统，开展综合能源优化运行控制与高效利用研究，对于未来区域能源互联网的综合能源交易与服务模式的制定也具有重要意义。目前，对能源互联网进行仿真的方法或系统，通常是采用单纯的能源互联网仿真软件来实现，即：仅通过数学建模仿真的方法，来研究中低压配电网的区域能源互联网。然而，目前的能源互联网仿真软件，由于采用纯粹的数学建模进行仿真，这种仿真方法和系统无法反映多元分布式能源的运行机理以及电力电子装置等的极快速的动态响应过程，而且无法精确反映装置的物理特性，从而导致仿真精度不够高。
技术实现思路
本申请提供了一种基于数模混合仿真技术的能源互联网仿真系统，以解决现有技术中的能源互联网仿真软件的仿真精度不高的问题。为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：一种基于数模混合仿真技术的能源互联网仿真系统，所述系统包括：物理模拟单元、可移动接口单元、数字仿真单元以及总监控单元，所述物理模拟单元和数字仿真单元之间通过可移动接口单元连接，所述总监控单元分别与物理模拟单元、可移动接口单元以及数字仿真单元连接；所述物理模拟单元，用于动态模拟基于智能交直流混合配电网的能源互联网；所述可移动接口单元，用于进行物理模拟单元和数字仿真单元之间的模数转换、数模转换、数据交换以及功率交换；所述数字仿真单元，用于对能源互联网中的配电网、微电网和综合能源系统建模和仿真；所述总监控单元，用于对物理模拟单元、可移动接口单元以及数字仿真单元进行监控和显示。可选地，所述物理模拟单元包括：智能交直流混合配电网网架、电气能源转换传输模块以及电气与信号集中式接线屏柜，所述电气与信号集中式接线屏柜与可移动接口单元连接；所述智能交直流混合配电网网架，用于模拟中低压等级的配电网变电站及其交直流混合配电网；所述电气能源转换传输模块，用于利用电转气技术，进行可再生能源的分布式存储与传输；所述电气与信号集中式接线屏柜，用于对物理模拟单元可接入的电气接口以及物理模拟单元所采集的输出接口进行集成。可选地，所述智能交直流混合配电网网架包括：第一端模块、第二端模块、第三端模块、第四端模块以及第五端模块，所述第一端模块到第五端模块中的任意两个模块之间可进行双向能量交换；所述第一端模块包括：依次连接的第一无穷大系统、第一交流线路参数单元以及第一全控型双向AC/DC变换器，用于构建直流配电网的直流母线；所述第二端模块包括：依次连接的第二无穷大系统、第二交流线路参数单元、第三交流参数单元以及第二全控型双向AC/DC变换器，用于动态功率交换以及作为备用电源接口用于构建直流配电网的直流母线；所述第三端模块包括：依次连接的微型燃气轮机和第三全控型双向AC/DC变换器，用于接入配电网的直流母线，并模拟气、电、冷、热综合利用与输出；所述第四端模块包括：依次连接的交流微电网和第四全控型双向AC/DC变换器，和/或，依次连接的区域交流配电网和第四全控型双向AC/DC变换器，用于模拟不同区域交流配电网的柔性直流互联结构；第五端模块包括：依次连接的电池储能电站和双向DC/DC变换器，依次连接的直流微电网和双向DC/DC变换器，和/或，依次连接的直流配电网和双向DC/DC变换器，用于模拟储能系统接入，模拟不同电压等级的直流配电网互联结构，或者模拟直流微电网互联结构。可选地，所述第一无穷大系统和第二无穷大系统，用于模拟不同的变电站或者同一变电站的不同出线。可选地，所述可移动接口单元包括：物理接口和数字接口；所述物理接口，用于通过数模转换，将数字仿真单元的数据传输至物理模拟单元；所述数字接口，用于通过模数转换，将物理模拟单元的数据传输至数字仿真单元。可选地，所述物理接口包括：具备数模转换功能的功率放大器或四象限功率放大器，所述数字接口包括：具备模数转换功能的传感器或数据采集器。可选地，所述数字仿真单元可进行电磁暂态仿真、机电暂态仿真以及机电-电磁暂态仿真。可选地，所述总监控单元包括：数据采集子单元、控制器以及显示子单元；所述数据采集子单元，用于实时监控和采集物理模拟单元、可移动接口单元以及数字仿真单元的数据，并传输至控制器；所述控制器，用于分析物理模拟单元的实际运行数据和数字仿真单元的计算结果数据，获取分析结果，以及将所述数据采集子单元的数据传输至显示子单元；所述显示子单元，用于统一显示物理模拟单元、可移动接口单元以及数字仿真单元的数据。本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请提供一种基于数模混合仿真技术的能源互联网仿真系统，该能源互联网仿真系统主要包括物理模拟单元、可移动接口单元、数字仿真单元以及总监控单元四部分。通过物理模拟单元能够动态模拟基于智能交直流混合配电网的能源互联网，通过远程控制开关的通断灵活改变其自身的接线方式，构造基于交直流混合配电网的区域能源互联网物理模拟系统架构。通过数字仿真单元能够对能源互联网中的配电网、微电网和综合能源系统的数字仿真模型，并设置对应的参数以及数模连接节点的接口参数，以及将数字仿真模型的接线拓扑和仿真计算结果上传至总监控单元。通过可移动接口单元，能够连接物理模拟单元和数字仿真单元，实现两者之间的数据交换和功率交换。通过总监控单元，能够根据数模连接节点的接口参数，对物理模拟单元、数字仿真单元以及可移动接口单元进行监控和显示，从而使工作人员能够及时获取整个区域能源互联网的动态。本申请通过物理模拟单元实现能源互联网的动态物理模拟，通过数字仿真单元能够对能源互联网进行数字仿真，利用数模混合仿真技术综合数字仿真和真实物理模拟，能够有效提升数字仿真模型的精确度，从而实现对区域能源互联网的全景精确仿真与分析。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例所提供的一种基于数模混合仿真技术的能源互联网仿真系统的结构框图；图2为本申请实施例所提供的一种基于数模混合仿真技术的能源互联网仿真系统的电路连接关系示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数模混合仿真技术的能源互联网仿真系统，其特征在于，所述系统包括：物理模拟单元、可移动接口单元、数字仿真单元以及总监控单元，所述物理模拟单元和数字仿真单元之间通过可移动接口单元连接，所述总监控单元分别与物理模拟单元、可移动接口单元以及数字仿真单元连接；所述物理模拟单元，用于动态模拟基于智能交直流混合配电网的能源互联网；所述可移动接口单元，用于进行物理模拟单元和数字仿真单元之间的模数转换、数模转换、数据交换以及功率交换；所述数字仿真单元，用于对能源互联网中的配电网、微电网和综合能源系统建模和仿真；所述总监控单元，用于对物理模拟单元、可移动接口单元以及数字仿真单元进行监控和显示。

【技术特征摘要】
1.一种基于数模混合仿真技术的能源互联网仿真系统，其特征在于，所述系统包括：物理模拟单元、可移动接口单元、数字仿真单元以及总监控单元，所述物理模拟单元和数字仿真单元之间通过可移动接口单元连接，所述总监控单元分别与物理模拟单元、可移动接口单元以及数字仿真单元连接；所述物理模拟单元，用于动态模拟基于智能交直流混合配电网的能源互联网；所述可移动接口单元，用于进行物理模拟单元和数字仿真单元之间的模数转换、数模转换、数据交换以及功率交换；所述数字仿真单元，用于对能源互联网中的配电网、微电网和综合能源系统建模和仿真；所述总监控单元，用于对物理模拟单元、可移动接口单元以及数字仿真单元进行监控和显示。2.根据权利要求1所述的一种基于数模混合仿真技术的能源互联网仿真系统，其特征在于，所述物理模拟单元包括：智能交直流混合配电网网架、电气能源转换传输模块以及电气与信号集中式接线屏柜，所述电气与信号集中式接线屏柜与可移动接口单元连接；所述智能交直流混合配电网网架，用于模拟中低压等级的配电网变电站及其交直流混合配电网；所述电气能源转换传输模块，用于利用电转气技术，进行可再生能源的分布式存储与传输；所述电气与信号集中式接线屏柜，用于对物理模拟单元可接入的电气接口以及物理模拟单元所采集的输出接口进行集成。3.根据权利要求2所述的一种基于数模混合仿真技术的能源互联网仿真系统，其特征在于，所述智能交直流混合配电网网架包括：第一端模块、第二端模块、第三端模块、第四端模块以及第五端模块，所述第一端模块到第五端模块中的任意两个模块之间可进行双向能量交换；所述第一端模块包括：依次连接的第一无穷大系统、第一交流线路参数单元以及第一全控型双向AC/DC变换器，用于构建直流配电网的直流母线；所述第二端模块包括：依次连接的第二无穷大系统、第二交流线路参数单元、第三交流参数单元以及第二全控型双向AC/DC变换器，用于动态功率交换以及作为备用电源接口用于构建直流配电网的直流母线；所述第三端模块包括：依次连接的微型燃气轮机和第三全控型双向AC/DC变换器，用于接入配电网...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，王峰，王倩，苏国强，樊迪，刘合金，张林利，张世栋，邵志敏，周超，李龙龙，秦佳峰，孙勇，李立生，辜超，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37