基于嵌入式系统的储能电站半实物实时仿真架构搭建方法技术方案

本发明专利技术涉及电力系统技术领域，公开了一种基于嵌入式系统的储能电站半实物实时仿真架构搭建方法，该方法包括：搭建储能电站系统模型；将储能电站系统模型转化为目标模型文件；将目标模型文件移植至嵌入式实时内核系统，使储能电站系统模型在嵌入式实时内核系统中实时运行；连接外部上位机、实际PCS板卡至嵌入式实时内核系统，实现储能电站系统半实物实时联合仿真。这样，能够对储能电站整站及设备进行全面的性能测试，为评判设备具体性能提供准确的参考。的参考。的参考。

【技术实现步骤摘要】
基于嵌入式系统的储能电站半实物实时仿真架构搭建方法


[0001]本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种基于嵌入式系统的储能电站半实物实时仿真架构搭建方法。

技术介绍

[0002]仿真是研究大型电力系统性能的重要手段和工具，仿真在电力系统各领域已得到了极其广泛的应用，例如用于系统规划、运行优化、故障分析等，并且可帮助有关人员做出合理的决策以避免或减少系统运行中可能出现的问题。随着电化学储能大规模发展，对储能电站整站以及其控制设备功能提出了越来越高的要求，借助于对储能电站及控制设备的仿真，可以有效地评判其性能指标，把控设备质量。
[0003]目前储能电站常采用的仿真手段主要有软件离线仿真和半实物实时仿真两种。软件离线仿真主要对控制算法进行原理层面的验证，一般仅使用软件实现，缺点是未和实际的设备进行交互，同时由于仿真算法运行在通用操作系统上，仿真的实时性不强。半实物实时仿真主要对实际设备控制性能进行验证，一般是软硬件结合，可与实际设备控制板卡进行信息交互，自带的软件模型库面向特定的专业领域，仿真功能强大。但目前的半实物实时仿真的缺点是，软件和硬件系统通常难以扩展，缺乏灵活性。同时在通信协议上支持较弱，难以满足与多种实际设备通信交互的要求。另外当前的半实物实时仿真系统体积较大，并且较为笨重，不方便携带，一般在实验室使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于嵌入式系统的储能电站半实物实时仿真架构搭建方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术通过如下的技术方案来实现：
[0006]本专利技术提供一种基于嵌入式系统的储能电站半实物实时仿真架构搭建方法，包括：
[0007]S1：搭建储能电站系统模型；
[0008]S2：将所述储能电站系统模型转化为目标模型文件；
[0009]S3：将所述目标模型文件移植至嵌入式实时内核系统，使储能电站系统模型在嵌入式实时内核系统中实时运行；
[0010]S4：连接外部上位机、实际PCS板卡至嵌入式实时内核系统，实现储能电站系统半实物实时联合仿真。
[0011]可选地，所述储能电站系统模型中包含两个并联的PCS一次主电路，分别为第一PCS一次主电路和第二PCS一次主电路，所述第一PCS一次主电路接用于储能电站自身仿真运行的PCS仿真控制环，所述第二PCS一次主电路接用于外接实际PCS的控制环。
[0012]可选地，所述搭建储能电站系统模型时，预留PCS仿真控制环输入接口、单机无穷大系统功率输出接口以及PCS外部控制板卡交互接口。
[0013]可选地，将所述储能电站系统模型转化为目标模型文件时，将预留的所述PCS仿真控制环输入接口配置成输入结构体，将预留的单机无穷大系统功率输出接口配制成输出结构体。
[0014]可选地，所述S3包括：
[0015]利用嵌入式实时内核系统多线程技术构造控制主线程、通信线程、模型线程、系统IO线程程序，其中，所述主线程用于生成通信线程、模型线程、系统IO线程，并在通信线程崩溃后，主线程重新生成通信线程；所述通信线程用于与外部GUI、实际PCS板卡控制量与模型线程间进行通信交互；
[0016]在通信线程程序中，基于预设协议建立与外部GUI、实际PCS板卡控制量及模型线程程序的双向交互接口；所述模型线程用于负责仿真单机无穷大系统、PCS一次主电路、PCS仿真控制环；系统IO线程用于与嵌入式系统IO与外部PCS的IO接口进行交互。
[0017]可选地，所述S4包括：
[0018]连接外部上位机、实际PCS板卡至嵌入式实时内核系统，利用上位机与模型线程程序控制交互，利用上位机与实际PCS控制板卡控制交互，实现对储能电站半实物实时仿真。
[0019]有益效果：
[0020]本专利技术提供的基于嵌入式系统的储能电站半实物实时仿真架构搭建方法，其特征在于，包括：搭建储能电站系统模型；将储能电站系统模型转化为目标模型文件；将目标模型文件移植至嵌入式实时内核系统，使储能电站系统模型在嵌入式实时内核系统中实时运行；连接外部上位机、实际PCS板卡至嵌入式实时内核系统，实现储能电站系统半实物实时联合仿真。这样，能够对储能电站整站及设备进行全面的性能测试，为评判设备具体性能提供准确的参考。
附图说明
[0021]图1为本专利技术优选实施例的基于嵌入式系统的储能电站半实物实时仿真架构搭建方法的流程图；
[0022]图2为本专利技术优选实施例的嵌入式实时内核系统的原理模块图。
具体实施方式
[0023]下面对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]请参见图1
‑
图2，本申请实施例提供一种基于嵌入式系统的储能电站半实物实时仿真架构搭建方法，包括：
[0025]S1：搭建储能电站系统模型；
[0026]S2：将储能电站系统模型转化为目标模型文件；
[0027]在该步骤中，目标模型文件可以是C代码文件。
[0028]S3：将目标模型文件移植至嵌入式实时内核系统，使储能电站系统模型在嵌入式实时内核系统中实时运行；
[0029]S4：连接外部上位机、实际PCS板卡至嵌入式实时内核系统，实现储能电站系统半
实物实时联合仿真。
[0030]上述的基于嵌入式系统的储能电站半实物实时仿真架构搭建方法，能够对储能电站整站及设备进行全面的性能测试，为评判设备具体性能提供准确的参考。
[0031]可选地，储能电站系统模型中包含两个并联的PCS一次主电路，分别为第一PCS一次主电路和第二PCS一次主电路，第一PCS一次主电路接用于储能电站自身仿真运行的PCS仿真控制环，第二PCS一次主电路接用于外接实际PCS的控制环。
[0032]可选地，搭建储能电站系统模型时，预留PCS仿真控制环输入接口、单机无穷大系统功率输出接口以及PCS外部控制板卡交互接口。
[0033]在本可选的实施方式中，在Matlab/Simulink中完成储能电站系统模型搭建，由单机无穷大系统、PCS一次主电路、PCS仿真控制环模型构成，并对储能电站系统完成仿真验证，确保仿真控制模型及参数的有效性与正确性。模型中包含两个并联的PCS一次主电路，一个接用于储能电站自身仿真运行的PCS仿真控制环，以及一个接用于外接实际PCS的控制环。
[0034]预留PCS仿真控制环输入接口用于GUI控制交互，预留单机无穷大系统功率输出接口用于显示仿真结果。预留PCS外部控制板卡交互接口用于实际PCS控制量接入。这样，通过预留接口可以提升可扩展性。
[0035]可选地，将储能电站系统模型转化为目标模型文件时，将预留的PCS仿真控制环输入接口配置成输入结构体，将预留的单机无穷大系统功率输出接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于嵌入式系统的储能电站半实物实时仿真架构搭建方法，其特征在于，包括：S1：搭建储能电站系统模型；S2：将所述储能电站系统模型转化为目标模型文件；S3：将所述目标模型文件移植至嵌入式实时内核系统，使储能电站系统模型在嵌入式实时内核系统中实时运行；S4：连接外部上位机、实际PCS板卡至嵌入式实时内核系统，实现储能电站系统半实物实时联合仿真。2.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的储能电站半实物实时仿真架构搭建方法，其特征在于，所述储能电站系统模型中包含两个并联的PCS一次主电路，分别为第一PCS一次主电路和第二PCS一次主电路，所述第一PCS一次主电路接用于储能电站自身仿真运行的PCS仿真控制环，所述第二PCS一次主电路接用于外接实际PCS的控制环。3.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的储能电站半实物实时仿真架构搭建方法，其特征在于，所述搭建储能电站系统模型时，预留PCS仿真控制环输入接口、单机无穷大系统功率输出接口以及PCS外部控制板卡交互接口。4.根据权利要求3所述的基于嵌入式系统的储能电站半实物实时仿真架构搭建方法，其特征在于，将所述储能电站系统模型转化为目标模...

【专利技术属性】
技术研发人员：李理，贺晨，洪权，刘伟良，熊尚峰，蔡昱华，吴晋波，刘志豪，龚禹生，肖俊先，李林山，陈胜春，曾林俊，牟秀君，吴雪琴，张伦，肖纳敏，吴春，阳隋，金梦汝，向东，肖阳，罗旖旎，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司国网湖南省电力有限公司技术技能培训中心，
类型：发明
国别省市：