一种适用于微电网黑启动的仿真测试系统和测试方法技术方案

一种适用于微电网黑启动的仿真测试系统和测试方法，工作站通过MATLAB/SIMULINK软件生成微电网仿真拓扑模型发送到仿真机中运行，工作站通过MATLAB/stateflow软件的自动代码生成技术生成微电网黑启动控制策略发送到控制器，仿真机通过功率放大器实现对模拟分布式电源设备的功率级控制，根据微电网黑启动控制策略进行仿真，控制器采集仿真机的仿真测试结果，验证微电网黑启动控制策略的正确性。本发明专利技术能够实现微电网仿真拓扑模型与分布式电源设备之间的功率交互，研究功率级分布式电源模拟器对微电网黑启动的影响，结合MATLAB自动代码生成技术开发微电网黑启动控制策略，说明分布式电源设备对微电网黑启动的影响并验证微电网黑启动控制策略的正确性。

A simulation test system and test method for black start of microgrid

【技术实现步骤摘要】
一种适用于微电网黑启动的仿真测试系统和测试方法
本专利技术涉及微电网黑启动保护控制领域，尤其涉及一种适用于微电网黑启动的仿真测试系统和测试方法。
技术介绍
微电网黑启动技术主要是研究当电力系统发生故障出现大停电状态时，微电网系统不依靠其他外部系统的帮助，通过查找本系统中可以实现自启动的电源，带动微电网系统中其它没有自启动能力的电源，进而实现微电网系统的稳定运行。国内对微电网黑启动的研究由来已久，如文献“储能型风电场作为电网黑启动电源的关键技术问题”中利用储能型风电场作为电网黑启动电源的技术方案，实现系统黑启动。文献“基于RTDS的蒙西电网黑启动和风电参与黑启动的研究”，提出了风电参与蒙西电网黑启动的方法，并通过RTDS仿真软件进行仿真验证。文献“基于PSCAD的电力系统黑启动方案校验”，提出了通过离线仿真制定合理的黑启动应急方案，实现系统黑启动运行控制。文献“含微电网电力系统黑启动策略研究”，主要从黑启动电源的选择，启动方式等方面说明黑启动原理。文献“含有分布式电源的微电网黑启动研究”，提出了一种串行恢复的微电网黑启动优化控制方案。文献“一种海岛微电网黑启动的系统及方法”提出采用直驱式波浪发电系统作为黑启动电源，采用波浪发电机组，储能设备和无功补偿装置协调控制，通过有序地投入波浪发电机组，恢复海岛微电网供电。专利“一种电力系统黑启动综合校核系统及其方法技术方案”提出将黑启动诸多技术校验问题在同一系统平台上完成，通过对给定的黑启动方案进行过电压校验、辅助启动时电压频率校验以及自励磁校验中的全部内容进行校验计算。文献“基于解耦思想的电力系统黑启动策略研究”提出一套基于解耦思想的电力系统黑启动策略，从电力系统黑启动中需要关注主要问题入手，总结一般的电力系统黑启动过程，并根据其一般特性，将这个复杂的多目标过程分解成多个子问题。文献“电力系统黑启动过程中线路继电保护运行分析”分析常见的线路保护装置在黑启动过程中拒动问题，提出黑启动过程中线路保护配置的一些基本原则。目前国内针对微电网黑启动的研究多数处于理论研究阶段，原因在于实际对黑启动的测试，需要对电力系统进行大面积的停电，该测试方案投入巨大，且大面积停电对国民经济照成严重的损失。国内学者研究微电网的黑启动控制策略多数采用基于模型的离线仿真。该种方法从电气量的角度分析分布式电源对微电网黑启动的影响，并没有通过接入真实的分布式电源进行测试。
技术实现思路
本专利技术提供一种适用于微电网黑启动的仿真测试系统和测试方法，能够实现微电网仿真拓扑模型与分布式电源设备之间的功率交互，研究功率级分布式电源模拟器对微电网黑启动的影响，结合MATLAB自动代码生成技术开发微电网黑启动控制策略，说明分布式电源设备对微电网黑启动的影响并验证微电网黑启动控制策略的正确性。为了达到上述目的，本专利技术提供一种适用于微电网黑启动的仿真测试系统，包含：两两之间进行数据交换的工作站、仿真机和控制器，仿真机连接多个功率放大器，每个功率放大器连接一组模拟分布式电源设备；所述的工作站生成微电网仿真拓扑模型发送到仿真机，工作站生成微电网黑启动控制策略通过控制器发送到仿真机；所述的仿真机用于根据所述的微电网黑启动控制策略和所述的微电网仿真拓扑模型进行仿真，所述的仿真包括通过各所述功率放大器对模拟分布式电源设备进行功率级控制。所述的工作站上装载LABVIEW软件、MATLAB/SIMULINK软件和MATLAB/stateflow软件。所述的模拟分布式电源设备包含：至少一个模拟光伏机组，至少一个模拟储能系统，以及至少一个模拟风场机组；所述的模拟光伏机组包含：光伏模拟器，以及分别连接光伏模拟器和功率放大器的光伏逆变器；所述的模拟储能系统包含：储能电池模拟器，以及分别连接储能电池模拟器和功率放大器的储能电池逆变器；所述的模拟风场机组包含：风机模拟器，以及分别连接风机模拟器和功率放大器的风机变流器。所述的控制器根据仿真机的仿真结果验证微电网黑启动控制策略的正确性。所述的工作站和仿真机之间通过TCP/IP协议进行通信，所述的工作站和控制器之间通过IEC61850协议进行通信，所述的仿真机和控制器之间通过模拟量接口和数字量接口进行通信，所述的仿真机和功率放大器之间通过模拟量接口进行通信。本专利技术还提供一种适用于微电网黑启动的仿真测试方法，包含以下步骤：S1：通过所述工作站生成微电网仿真拓扑模型并发送到仿真机中运行；通过所述工作站生成微电网黑启动控制策略并发送到所述控制器；S2：通过所述控制器将所述微电网黑启动控制策略发送到仿真机；S3：通过所述仿真机根据所述微电网黑启动控制策略和所述微电网仿真拓扑模型进行仿真，所述仿真包括通过各所述功率放大器对所述模拟分布式电源设备进行功率级控制。所述的工作站通过MATLAB/SIMULINK软件生成微电网仿真拓扑模型，所述的工作站通过MATLAB/stateflow软件的自动代码生成技术生成微电网黑启动控制策略。通过各所述功率放大器对所述模拟分布式电源设备进行功率级控制包含：将仿真机中模拟分布式电源设备并网点的电压信号通过模拟量接口传输到功率放大器中；功率放大器将电压信号进行放大后接入模拟分布式电源设备。所述的模拟分布式电源设备采集出口侧的电流信号，通过模拟量接口反馈到仿真机中。所述仿真测试方法还包括：S4：通过所述的控制器采集仿真机的仿真测试结果，验证微电网黑启动控制策略的正确性。所述的工作站利用LABVIEW软件生成展示界面仿真平台，提供下发微电网黑启动控制策略，以及展示微电网仿真拓扑模型和仿真测试结果的展示界面。本专利技术具有以下优点：1、测试方法由信号级仿真转变为功率级仿真，不仅能够实现微电网仿真拓扑模型与真实分布式电源设备之间的信号级交互，还能够完成微电网仿真拓扑模型与分布式电源设备之间的功率交互。2、通过MATLAB/stateflow软件的自动代码生成技术生成微电网黑启动控制策略，无需手写代码，具有代码自动优化功能，生成的代码可读性及可移植性好。3、利用LABVIEW软件生成展示界面仿真平台，能够直观展示微电网仿真拓扑模型的结构，仿真结果清晰，微电网黑启动控制策略下发方便，工作界面友好。附图说明图1是本专利技术提供的一种适用于微电网黑启动的仿真测试系统的示意图。图2是本专利技术实施例中一种适用于微电网仿真拓扑模型的拓扑图。具体实施方式以下根据图1和图2，具体说明本专利技术的较佳实施例。如图1所示，在本专利技术的一个实施例中，提供一种适用于微电网黑启动的仿真测试系统，包含：两两之间进行数据交换的工作站1、仿真机2和控制器3，仿真机2通过模拟量接口连接多个功率放大器4，每个功率放大器4连接一组模拟分布式电源设备。所述的模拟分布式电源设备包含：至少一个模拟光伏机组，至少一个模拟储能系统，至少一个模拟风场机组。进一步，所述的模拟光伏机组包含：光伏模拟器5，以及分别连接光伏模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于微电网黑启动的仿真测试系统，其特征在于，包含：两两之间进行数据交换的工作站、仿真机和控制器，仿真机连接多个功率放大器，每个功率放大器连接一组模拟分布式电源设备；/n所述的工作站生成微电网仿真拓扑模型发送到仿真机，工作站生成微电网黑启动控制策略通过控制器发送到仿真机；/n所述的仿真机用于根据所述的微电网黑启动控制策略和所述的微电网仿真拓扑模型进行仿真，所述的仿真包括通过各所述功率放大器对模拟分布式电源设备进行功率级控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于微电网黑启动的仿真测试系统，其特征在于，包含：两两之间进行数据交换的工作站、仿真机和控制器，仿真机连接多个功率放大器，每个功率放大器连接一组模拟分布式电源设备；
所述的工作站生成微电网仿真拓扑模型发送到仿真机，工作站生成微电网黑启动控制策略通过控制器发送到仿真机；
所述的仿真机用于根据所述的微电网黑启动控制策略和所述的微电网仿真拓扑模型进行仿真，所述的仿真包括通过各所述功率放大器对模拟分布式电源设备进行功率级控制。


2.如权利要求1所述的适用于微电网黑启动的仿真测试系统，其特征在于，所述的工作站上装载LABVIEW软件、MATLAB/SIMULINK软件和MATLAB/stateflow软件。


3.如权利要求1所述的适用于微电网黑启动的仿真测试系统，其特征在于，所述的模拟分布式电源设备包含：至少一个模拟光伏机组，至少一个模拟储能系统，以及至少一个模拟风场机组。


4.如权利要求2所述的适用于微电网黑启动的仿真测试系统，其特征在于，所述的模拟光伏机组包含：光伏模拟器，以及分别连接光伏模拟器和功率放大器的光伏逆变器；
所述的模拟储能系统包含：储能电池模拟器，以及分别连接储能电池模拟器和功率放大器的储能电池逆变器；
所述的模拟风场机组包含：风机模拟器，以及分别连接风机模拟器和功率放大器的风机变流器。


5.如权利要求1所述的适用于微电网黑启动的仿真测试系统，其特征在于，所述的控制器根据仿真机的仿真结果验证微电网黑启动控制策略的正确性。


6.如权利要求1所述的适用于微电网黑启动的仿真测试系统，其特征在于，所述的工作站和仿真机之间通过TCP/IP协议进行通信，所述的工作站和控制器之间通过IEC61850协议进行通信，所述的仿真机和控制器之间通过模拟量接口和数字量接口进行通信，所述的仿真机和功率放大器之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琳，张小景，史俊伟，朱志权，
申请(专利权)人：上海电气风电集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31