[发明专利]一种高密度分布式逆变并网的数模混合仿真系统

说明书

本发明涉及一种高密度分布式逆变并网的数模混合仿真系统，所述系统包括：数字仿真子系统、物理子系统、上位机监控单元和信号接口单元；所述数字仿真子系统与所述物理子系统之间通过信号接口单元连接；所述上位机监控单元，用于通过以太网与所述数字仿真子系统和所述物理子系统相连；所述信号接口单元，用于通过控制所述物理子系统与所述数字仿真系统实现所述数字仿真子系统与所述物理子系统之间的控制与能量交换。

技术领域

本发明属于高密度分布式电源逆变关键技术领域，尤其涉及一种高密度分布式逆变并网的数模混合仿真系统。

背景技术

分布式可再生能源并网单元具有单台装机容量小、数量庞大、控制自由灵活的特征，但随着大量分布式电源以微电网的形式接入配电网，形成了高密度的分布式逆变系统，微/配电网随之出现了电能质量问题、微电网的并离网切换问题、谐波谐振问题等一系列的问题，高密度分布式逆变系统的接入给电网的运行和控制带来了新的挑战。如何构建一个适应高密度分布式逆变接入的，兼具准确性、有效性、灵活性的实时仿真系统是研究运行控制与故障保护的必要前提。

现有基于分布式电源逆变控制技术的实时仿真系统，多为控制器在环与功率在环。控制器在环是采用真实物理控制器通过IO接口单元与实时仿真平台内搭建的由一次主回路、功率硬件等构成的仿真系统互联，即用真实的控制器控制仿真系统的硬件装置，目的是对真实控制器的功能性能进行测试与验证；功率在环是采用真实的功率整套装置通过四象限功率放大器接入仿真系统的电网环境。功率放大器要求线性度、分辨率、精确度很高，价格很昂贵，另一方面，由于四象限功率放大器的功率限制，进行功率在环的装置功率比较小。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种高密度分布式逆变并网的数模混合仿真系统，合理融合控制在环与功率在环，同时实现数字系统与物理系统交互控制，不仅满足单个控制器与单个功率装置的功能性能测试，更重要的是满足多节点接入的高密度多分布式逆变并网的系统运行控制研究。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种高密度分布式逆变并网的数模混合仿真系统，所述系统包括：数字仿真子系统、物理子系统、上位机监控单元和信号接口单元；

所述数字仿真子系统与所述物理子系统之间通过信号接口单元连接；

所述上位机监控单元，用于通过以太网与所述数字仿真子系统和所述物理子系统相连；

所述信号接口单元，用于通过控制所述物理子系统与所述数字仿真系统实现所述数字仿真子系统与所述物理子系统之间的控制与能量交换。

优选的，所述数字仿真子系统包括仿真系统控制器、分布式逆变模型和系统故障模拟模型。

进一步地，所述物理子系统包括物理系统控制器、单个逆变控制器和多个分布式逆变装置。

进一步地，所述信号接口单元包括：仿真侧接口和物理侧接口；其中，

所述仿真侧接口用于按照数字仿真子系统的分布式逆变模型和系统故障模拟模型中包含函数进行转换处理，以实现物理子系统对仿真子系统的控制与能量交换；

所述物理侧接口用于将仿真侧接口获取的虚拟数字量转换为控制物理子系统功率部件命令，以实现数字仿真子系统对物理子系统的控制与能量交换。

优选的，所述上位机监控单元由高性能计算机组成。

进一步地，所述上位机监控单元中内置可操作的人机界面模块，用于通过所述人机界面模块完成运行模式切换、故障注入设置、实验数据管理功能。

进一步地，所述上位机监控单元还包括：运行模式切换单元、实验数据管理单元和故障注入设置单元。