一种基于RT‑LAB的微电网仿真测试系统

摘要

本发明公开了一种基于RT‑LAB的微电网仿真测试系统，其包括：RT‑LAB仿真系统，用于搭建微电网和配电网仿真模型，提供实时仿真环境；DSP物理系统，用于对仿真系统中搭建的变流器电路产生控制信号；功率放大器，用于连接RT‑LAB仿真系统和微电网物理模拟系统；微电网物理模拟系统，用于与RT‑LAB仿真系统组成数字物理微电网，并接受监控系统的监测和调度控制；微电网监控系统，用于对DSP物理系统、微电网数字仿真模型和物理模拟系统进行监控。本发明将微电网和配电网仿真模型建立在RT‑LAB上，结合微电网物理模拟系统，能够真实地模拟电力系统和微电网运行状态，具备实时仿真、在线调参、接口丰富、测试类型丰富，测试方式切换灵活、操作简单、安全可靠、高效经济等优点。

主权项

一种基于RT‑LAB的微电网仿真测试系统，其特征在于，其包括RT‑LAB仿真系统、DSP物理系统、功率放大器、微电网物理模拟系统、微电网监控系统，其中：RT‑LAB仿真系统，用于搭建微电网和配电网仿真模型，提供实时仿真环境，并提供RT‑LAB仿真系统与DSP物理系统、微电网物理模拟系统、微电网监控系统之间交换数据和信号的接口装置；DSP物理系统，用于接收RT‑LAB仿真系统输入的模拟量数据，并通过该模拟量数据产生数字量控制信号，以对RT‑LAB仿真系统中搭建的双向变流器主电路进行控制，实现微电网用变流装置控制电路的开发；功率放大器，用于建立RT‑LAB仿真系统与微电网物理模拟系统的功率流通通路，保证实时目标机工作于低电压、电流的环境，以保证RT‑LAB仿真系统实时工作于低电压、电流的环境；微电网物理模拟系统，用于与RT‑LAB仿真系统组成数字物理微电网系统，并接受微电网监控系统的监测和调度控制；微电网监控系统，用于实现微电网安全、稳定、经济运行和能量管理；所述微电网监控系统与微电网物理模拟系统相连，以监测微电网物理模拟系统实际运行的参数并对该实际运行的参数进行控制；所述微电网监控系统并与DSP物理系统相连，以监测双向变流器的运行参数并对DSP物理系统下发控制信号；所述微电网监控系统并与RT‑LAB仿真系统相连，以在线监测RT‑LAB仿真系统中仿真模型的运行参数并对RT‑LAB仿真系统进行控制；所述RT‑LAB仿真系统包括：仿真主机，用于搭建微电网以及配电网模型，通过通讯接口与实时目标机连接；实时目标机，用于对搭建的微电网以及配电网数字仿真模型进行编译以及实时化运行；接口装置，所述接口装置为输入输出板卡，用于为RT‑LAB仿真系统分别与DSP物理系统、功率放大器、微电网物理模拟系统、微电网监控系统进行数据和信号交换提供接口；所述DSP物理系统包括：双向变流器控制器，包括独立和并网运行模式，用于保证微电网独立和并网两种运行模式下的稳定性和电能质量及两种运行模式之间的平滑切换；光伏逆变器控制器，包括MPPT控制器和SVPWM控制器，用于分别控制升压电路和逆变电路，MPPT控制器接收RT‑LAB仿真系统的光伏系统的直流电压和电流信号，经调制后输出升压电路控制信号，SVPWM控制器接收并网点电压，经调制后输出逆变电路的SVPWM脉冲控制信号；所述DSP物理系统测试为两级测试，包括：硬件在环测试，由RT‑LAB仿真系统与DSP物理系统组成硬件在环测试系统，用于进行光伏逆变器和双向变流器开发测试；其中，双向变流器控制器接收RT‑LAB仿真系统的电网和蓄电池电压电流信号以及功率控制信号，经调制后输出SVPWM脉冲控制信号，控制RT‑LAB仿真系统的双向变流器主电路开关器件；光伏逆变器控制器中的MPPT控制器接收RT‑LAB仿真系统的光伏系统的直流电压和电流信号，经调制后输出升压电路控制信号，SVPWM逆变控制器接收并网点电压，经调制后输出SVPWM脉冲控制信号至RT‑LAB仿真系统的逆变电路；功率硬件在环测试，由RT‑LAB仿真系统、DSP物理系统、微电网物理模拟系统以及微电网监控系统组成功率硬件在环测试系统，用于全物理设备调试前的开发测试，所述全物理设备调试前的开发测试为对双向变流器在微电网正常运行时的性能以及故障状态下的保护策略进行测试，其包括以下步骤：进行单个双向变流器测试，在RT‑LAB仿真系统中搭建配电网、蓄电池和单个双向变流器主电路模型，除去微电网物理模拟系统的储能装置及其双向变流器，DSP物理系统接收RT‑LAB仿真系统的电网和蓄电池电压电流信号，接收微电网监控系统的功率控制信号，经调制后输出SVPWM脉冲控制信号，控制RT‑LAB仿真系统的控制主电路开关器件；在微电网离网、并网以及模式切换三种不同运行模式下，对经过硬件在环调试的DSP物理系统进行功率硬件在环仿真验证和进一步调试，使双向变流器的输出波形达到预期要求；进行多个双向变流器并联运行测试，在RT‑LAB仿真系统中搭建蓄电池、多个双向变流器主电路模型，采用主从控制、对等控制的控制方法，对离网型微电网进行多双向变流器并联运行调试，解决多双向变流器并联运行可能产生的环流问题；对离网型微电网进行多双向变流器并联运行测试，此时将储能装置及其双向变流器接入微电网物理模拟系统，在仿真主机搭建微电网中储能装置及双向变流器的一次电路，在离网运行时，进行双向变流器物理模型与数字仿真模型多双向变流器并联运行测试。