基于混合仿真平台的微网实验系统技术方案

基于混合仿真平台的微网实验系统，本发明专利技术系统包括：将仿真处理单元（1）、数字量输入输出单元（2）、高速数字量采集单元（3）、高速数字量输出单元（4）、模拟量输入单元（5）、模拟量输出单元（6）依序连接，构成数字仿真平台，整个数字仿真平台与服务器连接。本发明专利技术的有益效果是，通过本发明专利技术提供微网实验系统同时兼备数字仿真和物理仿真的特点，同时将数字仿真平台作为实际物理系统的镜像。由数字仿真平台实现对物理设备的控制，具有灵活的控制性能，并能保证物理系统的固有外特性。

【技术实现步骤摘要】
基于混合仿真平台的微网实验系统
本专利技术属分布式发电及微网
，涉及基于混合仿真平台的微网实验系统。技术背景当前，以能源多元化、清洁化为方向，以优化能源结构、推进能源战略转型为目标， 以清洁能源和智能电网为特征的新一轮能源变革正在全球范围推进。作为智能电网的重要组成部分，微网通过构建分布式小型或微型发电系统，为太阳能、风能、生物质能等可再生能源以及天然气、氢气等环境友好型能源的综合利用提供了一种有效的技术手段。微网实验系统是研究微网运行与控制技术的重要平台，如果完全由模拟物理设备构建微网系统，首先是硬件建设费用高；其次是可开展的实验研究内容相对固定；再者，不利于得到微网实验系统的准确参数。而混合仿真实验系统则有利于克服上述问题，为微网的实验研究提供良好的平台支持。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供基于混合仿真平台的微网实验系统，同时兼备数字仿真和物理仿真的优点，数字仿真平台作为实际物理系统的镜像，实时动态仿真物理系统的运行状况。本专利技术是通过下述技术方案实现的基于混合仿真平台的微网实验系统，本专利技术该系统包括A、由总线将仿真处理单元、数字量输入输出单元、高速数字量采集单元、高速数字量输出单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元依序连接，构成数字仿真平台，整个数字仿真平台与服务器连接；B、数字仿真平台中的数字量输入输出单元以开关量输入输出的方式分别与多级负荷及模拟同步发电机相连接；高速数字量采集单元分别与风机变流器及双向变流器相连接； 高速数字量输出单元分别与风机控制器及双向变流器相连接；模拟量输入单元与微网母线 Ml相连接；模拟量输出单元分别与风机控制器、风机变流器及模拟光伏系统相连接；风机控制器和风机变流器分别与模拟双馈风机连接；其中模拟双馈风机、双向变流器、模拟同步发电机、模拟光伏系统分别与微网母线Ml相连接；C、自动控制开关并联后与微网母线Ml相连接；Kl为快速动作开关，串联于微网母线Ml 和隔离变压器间。本专利技术的有益效果是，通过本专利技术提供微网实验系统同时兼备数字仿真和物理仿真的特点，同时将数字仿真平台作为实际物理系统的镜像。由数字仿真平台实现对物理设备的控制，具有灵活的控制性能，并能保证物理系统的固有外特性。根据本专利技术，基于混合仿真平台的微网实验系统，能够实现对实现微网的等效研究，可进行微网故障、短路情况下的特征数据分析。同时，对物理设备的控制由数字仿真平台来实现，因而具有良好的整体性，灵活性。以下结合附图和具体实施例对本专利技术的具体实施方式进一步详细的说明。 附图说明图1是本专利技术连接结构示意图； 图2微网实验系统信息交互示意图。具体实施方式基于混合仿真平台的微网实验系统，本专利技术该系统包括A、由总线将仿真处理单元1、数字量输入输出单元2、高速数字量采集单元3、高速数字量输出单元4、模拟量输入单元5、模拟量输出单元6依序连接，构成数字仿真平台，整个数字仿真平台与服务器连接；B、数字仿真平台中的数字量输入输出单元2以开关量输入输出的方式分别与多级负荷11及模拟同步发电机10相连接；高速数字量采集单元3分别与风机变流器9及双向变流器12相连接；高速数字量输出单元4分别与风机控制器8及双向变流器12相连接；模拟量输入单元5与微网母线Ml相连接；模拟量输出单元6分别与风机控制器8、风机变流器9 及模拟光伏系统13相连接；风机控制器8和风机变流器9分别与模拟双馈风机7连接；其中模拟双馈风机7、双向变流器12、模拟同步发电机10、模拟光伏系统13分别与微网母线 Ml相连接；C、自动控制开关Fl，F2，F3，F4，F5并联后与微网母线Ml相连接；Kl为快速动作开关， 串联于微网母线Ml和隔离变压器间。微网实验系统的具体实施方式，由数字仿真平台根据计算结果和运行动态，对物理设备进行协调控制数字仿真平台中的数字量输入输出单元2以开关量输入输出的方式与多级负荷11及模拟同步发电机10相连接；高速数字量采集单元3与风机变流器9及双向变流器12相连接；高速数字量输出单元4与风机控制器8及双向变流器12相连接；模拟量输入单元5与微网母线Ml相连接；模拟量输出单元6与风机控制器8及模拟光伏系统13相连接。微网实验系统的功能如下1)对于如图1，图2所示的结构，外部电网故障时，由数字仿真平台控制静态开关Kl打开，微网由并网模式转为孤网模式，如果外部电网恢复正常，则Kl开关闭合，微网由孤网模式重新转为并网模式。2)储能用双向逆变器用于模拟可控分布式电源，因此能够接受外部的功率指令和电压、频率指令。3)同步发电机用于模拟常规发电电源。4)微网与本地电网之间联络线上出现功率波动时，由数字仿真平台进行联络线功率检测及控制。5)数字仿真平台根据判断算法快速检测出外部电网故障，实现微网与外部电网接口快速切换控制，保证在尽可能短的时间内，将微网与外部电网快速分离。6)无功支撑功能。当微网运行在无功支撑功能模式时，应能实现与外部电网无功交换的双向控制。微网实验室控制室数字仿真平台作为底层控制器，应用服务器为上层管理系统。数字仿真平台是微网实验室的低层控制核心，实现对微网的数据采集、并网/解列控制、安全稳定运行控制等功能，并可接受应用服务器下发的指令进行功率、电压的控制。实现对同期装置的启动控制。数字仿真平台采用具有高速处理能力的硬件体系、实时操作系统，负责采集隔离变压器高压侧、Ml母线电压，K1、F1 F5的电流，监视K1、F1 F5 的开关位置，控制K1、F1 F5开关的分、合闸操作。数字仿真平台模拟风、光伏功率曲线，下发到双馈风机控制器、模拟光伏系统，从而输出波动的风、光发电特性。数字仿真平台的高速数字量输入模块可采集风机变流器及双向变流器的桥臂触发脉冲，进行同步仿真分析；高速数字量输入模块可将仿真结果以触发脉冲的方式，触发风机变流器及双向变流器的电力电子桥臂，验证仿真控制策略的正确性。数字仿真平台对物理设备进行全过程动态仿真，也可仿真微网实验系统的运行动态，并能与实现物理设备运行状态进行对比，自动进行参数辨识，从而具有良好的仿真精度。权利要求1.基于混合仿真平台的微网实验系统，其特征在于，该系统包括A、由总线将仿真处理单元(1)、数字量输入输出单元(2)、高速数字量采集单元(3)、高速数字量输出单元(4)、模拟量输入单元(5)、模拟量输出单元(6)依序连接，构成数字仿真平台，整个数字仿真平台与服务器连接；B、数字仿真平台中的数字量输入输出单元(2)以开关量输入输出的方式分别与多级负荷(11)及模拟同步发电机(10)相连接；高速数字量采集单元(3)分别与风机变流器(9) 及双向变流器(12)相连接；高速数字量输出单元(4)分别与风机控制器(8)及双向变流器 (12)相连接；模拟量输入单元(5)与微网母线Ml相连接；模拟量输出单元(6)分别与风机控制器(8)、风机变流器(9)及模拟光伏系统(13)相连接；风机控制器(8)和风机变流器 (9)分别与模拟双馈风机(7)连接；其中模拟双馈风机(7)、双向变流器(12)、模拟同步发电机(10)、模拟光伏系统(13)分别与微网母线Ml相连接；C、自动控制开关(Fl，F2，F3，F4，F5)并联后与微网母线Ml相连接；Kl为快速动作开关，串联于微网母线Ml和隔离变压器间。全文摘要基于混合仿真平台的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严玉廷，苏适，赵志杰，崔玉峰，张林山，
申请(专利权)人：云南电力试验研究院集团有限公司电力研究院，
类型：发明
国别省市：