[发明专利]一种数模混合仿真测试平台

说明书

一种数模混合仿真测试平台，包括数字子系统、物理子系统和数模混合仿真接口。所述的数字子系统基于eMEGAsim实时仿真器搭建。物理子系统为实际动模装置。数模混合仿真接口为四象限运行的线性功率放大器接口和传感测量器接口。数字子系统的实时仿真器连接数模混合仿真接口的功率放大器接口的输入端，功率放大器接口的输出端与物理子系统的实际动模装置的输入端相连；数模混合仿真接口的传感测量器接口与数字子系统的实时仿真器连接；所述的数模混合仿真测试平台通过数模混合仿真接口算法，实现数字子系统和物理子系统的匹配，进行实际动模装置的仿真测试。

技术领域

本发明涉及一种数模混合仿真测试平台。

背景技术

随着全球能源和环境问题的日益突出，光伏、风电等可再生能源得到了快速发展，由于可再生能源出力的随机性和波动性，对电网的稳定运行带来了较大的影响。为此，储能系统的使用可以有效缓解可再生能源并网对电网的冲击，从而为储能的规模化发展提供了良好的契机。

可再生能源和储能的蓬勃发展，促进了相关设备的产生、升级和改造。光伏逆变器、风机整流器、储能变流器等一大批电力电子设备的市场化，也推动了可再生能源和储能的示范化应用。但目前，这些设备的测试主要依靠固定电网或电网模拟器进行供电，对真实电网的运行情况表征的不够精确。

中国专利201310283532.6公开了一种功率级数模混合仿真系统，该系统包括：硬件电路：用于实现数字侧与物理侧功率变换以及物理侧反馈信号采集输入；数字模型：用于实现历史电流计算、延时补偿、数字侧电流输出、物理侧电压采集输入以及解耦线路模型；硬件电路与数字模型之间进行功率交换，硬件电路将数字仿真器与物理侧待仿真装置进行连接，数字模型完成计算将计算参数输出给硬件电路，同时硬件电路将电气参数反馈给数字模型作为输入，实现数字侧和物理侧的功率级数模混合仿真。但该发明所介绍的仿真系统主要适用于大规模交直流混合输电系统。

发明内容

为克服现有技术的缺点，本发明提出一种数模混合仿真测试平台。该测试平台主要包括数字子系统、物理子系统和数模混合仿真接口。本发明通过数混合真接口算法实现数字子系统和物理子系统的匹配，进行实际动模装置，如储能变流器、逆控一体机、光储一体机等设备的仿真测试。

本发明通过以下技术方案实现：

所述的数字子系统基于eMEGAsim实时仿真器搭建，物理子系统为实际动模装置，数模混合仿真接口包括四象限运行的线性功率放大器接口和高精度传感测量器接口。数字子系统的实时仿真器连接数模混合仿真接口的功率放大器接口的输入端，功率放大器接口的输出端与物理子系统的实际动模装置的输入端相连；数模混合仿真接口的传感测量器接口与数字子系统的实时仿真器连接。

本发明采用数字仿真来模拟电网等系统，并在实时仿真器中进行数字计算，实时仿真器的输入和输出均为数字信号，属于弱电系统。本发明采用由加拿大魁北克水电研究院开发的实时仿真器eMEGAsim构建数字子系统，实时仿真器包括上位机、下位机、交换机、工业网线和1394电缆：上位机为WINDOWS操作系统，嵌入MATLAB等软件；下位机为QNX操作系统，其网卡为工业级网卡；PC之间采用IEEE 1394(火线)以“菊花链”的形式进行连接，带宽达到400Mb/s及以上；上下位机之间采用工业以太网连接。再者，采用分布式并行处理思路，基于Intel CoreTM 2Quad多核处理器和FPGA技术，实现大型电网的多速率实时仿真，能在微秒级的小步长实时运行，从而精确模拟目前电力系统中的各种电磁暂态过程。因此，eMEGAsim仿真器适用于大规模复杂电力网络实时仿真，对于含有大量电力电子器件的新能源和新装置具有较强的适用性，如风电机组、光伏发电、储能、FACTS装置和交直流电网等。

本发明的物理子系统采用实际动模装置模拟，在数模混合仿真接口上交换的是真实的电功率，属于强电系统。需要测试的新装置或现有模型难以采用数学模型准确表达的设备均可作为物理子系统，比如，储能变流器、逆控一体机、光储一体机等一次电力设备，以及智能测控保护装置、反孤岛保护装置等二次电力设备。