一种基于RTDS的综合能源协调控制器闭环测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于RTDS的综合能源协调控制器闭环测试系统及方法，基于RTDS实时仿真平台搭建了包含全要素的综合能源站仿真模型，为协调控制器的测试提供理想的测试环境，采用GTAO板卡，GTDO板卡，GTFPI板卡，GTNET板卡，GOOSE接口装置，功率放大器，4

【技术实现步骤摘要】
一种基于RTDS的综合能源协调控制器闭环测试系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种基于RTDS的综合能源协调控制器闭环测试系统及方法，属于电力系统测试


技术介绍

[0002]能源互联网是未来能源系统的发展方向，为实现碳达峰，碳中和目标，亟需构建以清洁，低碳的能源互联网为架构的新型能源供应系统。综合能源站作为能源互联网建设的重要组成部分，在能源互联网建设过程中起着至关重要的作用。协调控制器是综合能源站的指挥中枢，起着灵活控制电力血液流动的功能。目前，综合能源协调控制器还处在实验室开发研究阶段，尚未实现大规模工程应用。如何确保综合能源协调控制器的各项性能满足工程实际需求，进而加快综合能源站建设调试进度显得尤为重要。当前，综合能源协调控制器的测试还只能停留在软件模拟对点或真型试验场测试阶段，前者无法对其功能，内部逻辑，响应时间，运行可靠性等性能进行实验室测试，后者测试方法复杂，周期长，成本高，需要耗费大量的资源。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于RTDS的综合能源协调控制器闭环测试系统及方法，通过在RTDS （Real Time Digital Simulation System，实时数字仿真系统）仿真环境下搭建全要素的综合能源站仿真模型，设计综合能源协调控制器与RTDS之间的实时信息交互方案，以低成本，简单高效的方法实现综合能源协调控制器的闭环测试。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术公开了一种基于RTDS的综合能源协调控制器闭环测试系统，包括RTDS实时仿真平台和综合能源协调控制器；所述RTDS实时仿真平台上搭建综合能源站模型；所述RTDS实时仿真平台外设两块GTAO板卡，一块GTDO板卡，一块GTFPI板卡和一块GTNET板卡；还包括功率放大器，小电流转换装置，交换机和GOOSE接口装置；所述功率放大器的输入端连接一块GTAO板卡的输出端，功率放大器的输出端连接综合能源协调控制器的模拟量输入端；所述小电流转换装置的输入端连接另一块GTAO板卡的输出端，小电流转换装置的输出端连接综合能源协调控制器的模拟量输入端；所述GTDO板卡的输出端连接综合能源协调控制器的状态量输入端；所述GTFPI板卡连接综合能源协调控制器的状态量输出端；所述GOOSE接口装置一端连接RTDS实时仿真平台，另一端通过交换机与综合能源协调控制器连接；
所述GTNET板卡通过交换机与综合能源协调控制器连接；所述综合能源站模型模拟10kV交流系统，380V交流系统及
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375V直流系统，用于与综合能源协调控制器进行信息交互。
[0005]进一步的，所述综合能源站模型中，所述10kV交流系统采用交流10kV电源；所述380V交流系统包括10kV/380V变压器，交流380V母线，AC/DC变换器，数据中心和5G基站；所述10kV/380V变压器一端连接10kV电源，一端连接交流380V母线；所述AC/DC变换器一端连接交流380V母线，一端连接直流750V母线；所述数据中心和5G基站均连接至交流380V母线；所述
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375V直流系统包括光伏DC/DC变换器，储能DC/DC变换器，储能电池，光伏电源和充电桩；所述光伏DC/DC变换器一端连接光伏电源，另一端连接直流750V母线；所述储能DC/DC变换器一端连接储能电池，另一端连接直流750V母线；所述充电桩连接直流750V母线。
[0006]进一步的，所述交流10kV电源有两个；所述10kV/380V变压器和交流380V母线的数量均与交流10kV电源相同；所述储能DC/DC变换器和储能电池均有三个。
[0007]进一步的，所述AC/DC变换器采用两电平电压源变换器，控制方式采用内外环双环控制，具备运行模式包括定电压控制模式，定有功功率控制模式和交流孤岛控制模式；所述DC/DC变换器采用非隔离型BUCK
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BOOST结构，具备运行模式包括定电压控制模式和定电流控制模式；所述交流10kV电源采用同步发电机模型；所述10kV/380V变压器采用RTDS中的变压器模型；所述储能电池采用RTDS中的锂离子电池模型；所述光伏电源采用受控电流源模型等效；所述数据中心和5G基站采用恒功率负载等效；所述充电桩采用电阻等效。
[0008]进一步的，所述综合能源站模型与综合能源协调控制器进行信息交互，具体如下：通过一块GTAO板卡接收综合能源站模型输出的交流10kV与交流380V电压电流，输出至功率放大器；通过功率放大器将接收到的交流电压电流放大，输入至综合能源协调控制器；通过另一块GTAO板卡接收综合能源站模型输出的直流750V电压，输出至小电流转换装置；通过小电流转换装置将直流750V电压转换为小电流信号，输入至综合能源协调控制器；所述小电流转换装置为4
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20mA小电流转换装置；通过GTDO板卡接收综合能源站模型输出的交直流开关状态，输入至综合能源协调控制器；通过GTFPI板卡接收综合能源协调控制器输出的交直流开关控制指令，输入到综合能源站模型中；通过GTNET板卡接收综合能源站模型输出的充电桩状态，输出至交换机；以及，将
交换机发送的充电桩控制指令输入至综合能源站模型中；通过GOOSE接口装置接收综合能源站模型输出的AC/DC变换器与DC/DC变换器状态，输出至交换机；以及，将交换机发送的AC/DC变换器与DC/DC变换器控制指令输入至综合能源站模型中；通过交换机将充电桩状态通过Modbus协议输入至综合能源协调控制器，以及接收综合能源协调控制器输出的充电桩控制指令，通过Modbus协议发送至GTNET板卡，以及，将AC/DC变换器与DC/DC变换器状态通过GOOSE协议输入到综合协调控制器，以及接收综合能源协调控制器输出的AC/DC变换器与DC/DC变换器控制指令，通过GOOSE协议发送至GOOSE接口装置。
[0009]本专利技术还提供一种基于RTDS的综合能源协调控制器闭环测试方法，包括：对综合能源协调控制器进行一键式启停机功能测试，后备电源测试，以及一次调频功能测试；所述对综合能源协调控制器进行一键式启停机功能测试为，通过综合能源协调控制器下发启机和停机的控制指令至RTDS实时仿真平台，根据综合能源站模型中AC/DC变换器和DC/DC变换器运行状态和所处模式，验证综合能源协调控制器的一键式启停机功能；进行后备电源测试为，断开综合能源站模型的10kV进线开关，根据综合能源站模型中AC/DC变换器和储能DC/DC变换器的运行状态，验证综合能源协调控制器的后备电源功能；进行一次调频功能测试为，改变交流380V母线上的交流负荷，根据综合能源站模型中的频率波动曲线，验证综合能源协调控制器的一次调频功能。
[0010]进一步的，所述对综合能源协调控制器进行一键式启停机功能测试，包括，通过综合能源协调控制器依次下发启动AC/DC变换器的控制指令，启动DC/DC变换器的控制指令，停止AC/DC变换器的控制指令，停止D本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于RTDS的综合能源协调控制器闭环测试系统，其特征在于，包括RTDS实时仿真平台和综合能源协调控制器；所述RTDS实时仿真平台上搭建综合能源站模型；所述RTDS实时仿真平台外设两块GTAO板卡，一块GTDO板卡，一块GTFPI板卡和一块GTNET板卡；还包括功率放大器，小电流转换装置，交换机和GOOSE接口装置；所述功率放大器的输入端连接一块GTAO板卡的输出端，功率放大器的输出端连接综合能源协调控制器的模拟量输入端；所述小电流转换装置的输入端连接另一块GTAO板卡的输出端，小电流转换装置的输出端连接综合能源协调控制器的模拟量输入端；所述GTDO板卡的输出端连接综合能源协调控制器的状态量输入端；所述GTFPI板卡连接综合能源协调控制器的状态量输出端；所述GOOSE接口装置一端连接RTDS实时仿真平台，另一端通过交换机与综合能源协调控制器连接；所述GTNET板卡通过交换机与综合能源协调控制器连接；所述综合能源站模型模拟10kV交流系统，380V交流系统及
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375V直流系统，用于与综合能源协调控制器进行信息交互。2.根据权利要求1所述的一种基于RTDS的综合能源协调控制器闭环测试系统，其特征在于，所述综合能源站模型中，所述10kV交流系统采用交流10kV电源；所述380V交流系统包括10kV/380V变压器，交流380V母线，AC/DC变换器，数据中心和5G基站；所述10kV/380V变压器一端连接10kV电源，一端连接交流380V母线；所述AC/DC变换器一端连接交流380V母线，一端连接直流750V母线；所述数据中心和5G基站均连接至交流380V母线；所述
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375V直流系统包括光伏DC/DC变换器，储能DC/DC变换器，储能电池，光伏电源和充电桩；所述光伏DC/DC变换器一端连接光伏电源，另一端连接直流750V母线；所述储能DC/DC变换器一端连接储能电池，另一端连接直流750V母线；所述充电桩连接直流750V母线。3.根据权利要求2所述的一种基于RTDS的综合能源协调控制器闭环测试系统，其特征在于，所述交流10kV电源有两个；所述10kV/380V变压器和交流380V母线的数量均与交流10kV电源相同；所述储能DC/DC变换器和储能电池均有三个。4.根据权利要求2所述的一种基于RTDS的综合能源协调控制器闭环测试系统，其特征在于，所述AC/DC变换器采用两电平电压源变换器，控制方式采用内外环双环控制，具备运行模式包括定电压控制模式，定有功功率控制模式和交流孤岛控制模式；所述DC/DC变换器采用非隔离型BUCK
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BOOST结构，具备运行模式包括定电压控制模式和定电流控制模式；所述交流10kV电源采用同步发电机模型；所述10kV/380V变压器采用RTDS中的变压器模型；所述储能电池采用RTDS中的锂离子电池模型；
所述光伏电源采用受控电流源模型等效；所述数据中心和5G基站采用恒功率负载等效；所述充电桩采用电阻等效。5.根据权利要求2所述的一种基于RTDS的综合能源协调控制器闭环测试系统，其特征在于，所述综合能源站模型与综合能源协调控制器进行信息交互，具体如下：通过一块GTAO板卡接收综合能源站模型输出的交流10kV与交流380V电压电流，输出至功率放大器；通过功率放大器将接收到的交流电压电流放大，输入至综合能源协调控制器；通过另一块GTAO板卡接收综合能源站模型输出的直流750V电压，输出至小电流转换装置；通过小电流转换装置将直流750V电压转换为小电流信号，输入至综合能源协调控制器；所述小电流转换装置为4
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20mA小电流转...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗飞，王晨清，郑明忠，杨毅，卜强生，易文飞，高磊，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网江苏省电力有限公司江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：