一種含風(fēng)光儲(chǔ)的綜合微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及微電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種含風(fēng)光儲(chǔ)的綜合微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電負(fù)荷的不斷增加，傳統(tǒng)電網(wǎng)的弊端也日益凸現(xiàn)，這使得電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性下降，供電質(zhì)量得不到很好的保障。當(dāng)前，作為集中式發(fā)電的有效補(bǔ)充，分布式發(fā)電相關(guān)技術(shù)在世界范圍內(nèi)獲得了廣泛關(guān)注。
[0003]微網(wǎng)技術(shù)的提出旨在中低壓層面上實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電技術(shù)的靈活、高效應(yīng)用，解決數(shù)量龐大、形式多樣的分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的主要問(wèn)題，同時(shí)由于它具備一定的能量管理功能，并盡可能維持功率的局部?jī)?yōu)化與平衡，可有效降低系統(tǒng)運(yùn)行人員的調(diào)度難度。特別地，微網(wǎng)的獨(dú)立運(yùn)行模式可以在外部電網(wǎng)故障時(shí)繼續(xù)向關(guān)鍵負(fù)荷供電，提高了用電的安全性和可靠性。
[0004]隨著國(guó)家對(duì)新能源行業(yè)的政策扶持，新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、不同類(lèi)型儲(chǔ)能系統(tǒng)以及風(fēng)/光/儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)(包括微電網(wǎng))在電力系統(tǒng)中所占的比例越來(lái)越高，對(duì)電網(wǎng)的影響日益增大。但是，目前并沒(méi)有可以同時(shí)用于研究風(fēng)能、光能和儲(chǔ)能的綜合微電網(wǎng)的仿真試驗(yàn)平臺(tái)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠研究風(fēng)能、光能和儲(chǔ)能的綜合微電網(wǎng)的風(fēng)光儲(chǔ)綜合的微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種含風(fēng)光儲(chǔ)的綜合微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，其中微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)包括RTDS平臺(tái)、中央控制器以及分別與中央控制器連接的光伏控制器、儲(chǔ)能控制器和風(fēng)電控制器，所述的風(fēng)電控制器、光伏控制器和儲(chǔ)能控制器分別通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置與RTDS平臺(tái)連接。RTDS全稱(chēng)為實(shí)時(shí)數(shù)字仿真儀，是一種專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于研究電力系統(tǒng)中電磁暫態(tài)現(xiàn)象的裝置。
[0007]上述的微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，RTDS平臺(tái)內(nèi)設(shè)有RTDS板卡，RTDS平臺(tái)將搭建的微網(wǎng)母線(xiàn)模型數(shù)據(jù)、與微網(wǎng)母線(xiàn)模型數(shù)據(jù)直接連接的大電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)、負(fù)荷模型數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)風(fēng)能、光能、儲(chǔ)能的微電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)傳輸?shù)絉TDS板卡內(nèi)，所述的風(fēng)電控制器、光伏控制器和儲(chǔ)能控制器分別通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置與RTDS板卡連接。
[0008]上述的微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，對(duì)應(yīng)風(fēng)能的微電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)為現(xiàn)有模型數(shù)據(jù)，其包括雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)DFIG)、直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)PMSG)、風(fēng)機(jī)變流器和變壓器，雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)分別經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)變流器、變壓器與微網(wǎng)母線(xiàn)連接，所述的風(fēng)電控制器通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置與風(fēng)機(jī)變流器連接；中央控制器發(fā)出指令至風(fēng)電控制器，風(fēng)電控制器將通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置輸入信號(hào)至RTDS板卡中控制風(fēng)機(jī)變流器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制，完成風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的閉環(huán)控制。
[0009]上述的微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，對(duì)應(yīng)光能的微電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)為現(xiàn)有模型數(shù)據(jù)，其包括光伏陣列、光伏逆變器和變壓器，光伏陣列經(jīng)光伏逆變器、變壓器與微網(wǎng)母線(xiàn)連接，所述的光伏控制器通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置與光伏逆變器連接；中央控制器發(fā)出指令至光伏控制器，光伏控制器將通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置輸入信號(hào)至RTDS板卡中控制光伏逆變器，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏逆變器的控制，完成光伏發(fā)電系統(tǒng)的閉環(huán)控制。
[0010]上述的微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能的微電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)為現(xiàn)有模型數(shù)據(jù)，其包括蓄電池、儲(chǔ)能變流器和變壓器，蓄電池經(jīng)儲(chǔ)能變流器、變壓器與微網(wǎng)母線(xiàn)連接，所述的儲(chǔ)能控制器通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置與儲(chǔ)能變流器連接；中央控制器發(fā)出指令至儲(chǔ)能控制器，儲(chǔ)能控制器將通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置輸入信號(hào)至RTDS板卡中控制儲(chǔ)能變流器，從而控制儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)出或吸收系統(tǒng)所需能量，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)系統(tǒng)能量的平衡，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0011]上述的微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，其特征在于:RTDS板卡在微網(wǎng)母線(xiàn)模型數(shù)據(jù)與大電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)之間設(shè)有切換到并網(wǎng)模式或孤島模式的靜態(tài)開(kāi)關(guān)，該靜態(tài)開(kāi)關(guān)與中央控制器連接。
[0012]本實(shí)用新型采用將分別與中央控制器連接的風(fēng)電控制器、光伏控制器和儲(chǔ)能控制器通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置與RTDS平臺(tái)連接，進(jìn)而搭建一個(gè)含風(fēng)能、光能、儲(chǔ)能綜合的微電網(wǎng)實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，通過(guò)各種實(shí)際物理設(shè)備之間的連接，組合驗(yàn)證微電網(wǎng)的控制策略，研究風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)暫態(tài)下復(fù)雜動(dòng)態(tài)行為。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的風(fēng)光儲(chǔ)綜合微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)結(jié)構(gòu)；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的風(fēng)光儲(chǔ)綜合微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0015]圖3為本實(shí)用新型中風(fēng)電控制器與RTDS連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0016]圖4為本實(shí)用新型中光伏控制器與RTDS連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0017]圖5為本實(shí)用新型中儲(chǔ)能控制器與RTDS連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0018]圖中:1為RTDS平臺(tái)，11為RTDS板卡，2為中央控制器，21為風(fēng)電控制器，22為光伏控制器，23為儲(chǔ)能控制器，24為靜態(tài)開(kāi)關(guān)，3為模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1和圖2所示，一種含風(fēng)光儲(chǔ)的綜合微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，包括RTDS平臺(tái)1、中央控制器2以及分別與中央控制器2連接的風(fēng)電控制器21、光伏控制器22和儲(chǔ)能控制器23，所述的風(fēng)電控制器21、光伏控制器22和儲(chǔ)能控制器23分別通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置3與RTDS平臺(tái)I連接；RTDS平臺(tái)I內(nèi)設(shè)有RTDS板卡11，RTDS平臺(tái)I將搭建的微網(wǎng)母線(xiàn)模型數(shù)據(jù)、與微網(wǎng)母線(xiàn)模型數(shù)據(jù)連接的大電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)、負(fù)荷模型數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)風(fēng)能、光能、儲(chǔ)能的微電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)傳輸?shù)絉TDS板卡11內(nèi)，所述的風(fēng)電控制器21、光伏控制器22和儲(chǔ)能控制器23分別通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置3與RTDS板卡11連接；RTDS板卡11在微網(wǎng)母線(xiàn)模型數(shù)據(jù)與大電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)之間設(shè)有切換到并網(wǎng)模式或孤島模式的靜態(tài)開(kāi)關(guān)24，該靜態(tài)開(kāi)關(guān)24與中央控制器2連接。
[0020]如圖3所示，對(duì)應(yīng)風(fēng)能的微電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)包括雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)(圖為DFIG)、直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)(圖為PMSG)、風(fēng)機(jī)變流器和變壓器，雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)(圖為DFIG)、直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)(圖為PMSG)分別經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)變流器、變壓器與微網(wǎng)母線(xiàn)連接，所述的風(fēng)電控制器21通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置3與風(fēng)機(jī)變流器連接。
[0021 ] 系統(tǒng)仿真時(shí)，風(fēng)電控制器21首先接受由RTDS板卡11送出的電壓、電流信號(hào)，然后進(jìn)行處理并產(chǎn)生用于控制變流器的PWM脈沖信號(hào)，通過(guò)RTDS板卡11送入RTDS平臺(tái)I搭建的模型內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制，完成風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的閉環(huán)控制。
[0022]如圖4所示，對(duì)應(yīng)光能的微電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)包括光伏陣列、光伏逆變器和變壓器，光伏陣列經(jīng)光伏逆變器、變壓器與微網(wǎng)母線(xiàn)連接，所述的光伏控制器22通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置3與光伏逆變器連接。
[0023]系統(tǒng)仿真時(shí)，RTDS平臺(tái)I將光伏發(fā)電系統(tǒng)的交流側(cè)電壓和電流信號(hào)、直流側(cè)電壓和電流信號(hào)通過(guò)RTDS板卡11輸出至光伏控制器22，光伏控制器22將對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)進(jìn)行處理后產(chǎn)生PWM信號(hào)(脈沖寬度調(diào)制信號(hào))，并通過(guò)RTDS板卡11送入RTDS平臺(tái)I搭建的模型內(nèi)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏逆變器的控制，完成光伏發(fā)電系統(tǒng)的閉環(huán)控制。
[0024]如圖5所示，對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能的微電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)包括蓄電池、儲(chǔ)能變流器和變壓器，蓄電池經(jīng)儲(chǔ)能變流器、變壓器與微網(wǎng)母線(xiàn)連接，所述的儲(chǔ)能控制器23通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置3與儲(chǔ)能變流器連接。
[0025]系統(tǒng)仿真時(shí)，儲(chǔ)能控制器接受RTDS板卡輸出模擬量，并根據(jù)中央控制器2指令進(jìn)行充放電控制，并產(chǎn)生PWM信號(hào)，通過(guò)RTDS板卡11送入RTDS平臺(tái)I搭建的模型內(nèi)，從而控制儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)出或吸收系統(tǒng)所需能量，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)能量的平衡，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含風(fēng)光儲(chǔ)的綜合微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，其特征在于:微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)包括RTDS平臺(tái)(I)、中央控制器(2)以及分別與中央控制器(2)連接的風(fēng)電控制器(21)、光伏控制器(22)和儲(chǔ)能控制器(23)，所述的風(fēng)電控制器(21)、光伏控制器(22)和儲(chǔ)能控制器(23)分別通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置(3)與RTDS平臺(tái)(I)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，其特征在于:RTDS平臺(tái)(I)內(nèi)設(shè)有RTDS板卡(11)，RTDS平臺(tái)(I)將搭建的微網(wǎng)母線(xiàn)模型數(shù)據(jù)、與微網(wǎng)母線(xiàn)模型數(shù)據(jù)連接的大電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)、負(fù)荷模型數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)風(fēng)能、光能、儲(chǔ)能的微電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)傳輸?shù)絉TDS板卡(11)內(nèi)，所述的風(fēng)電控制器(21)、光伏控制器(22)和儲(chǔ)能控制器(23)分別通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置(3 )與RTDS板卡(11)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，其特征在于:對(duì)應(yīng)風(fēng)能的微電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)包括雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)變流器和變壓器，雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)分別經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)變流器、變壓器與微網(wǎng)母線(xiàn)連接，所述的風(fēng)電控制器(21)通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置(3)與風(fēng)機(jī)變流器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，其特征在于:對(duì)應(yīng)光能的微電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)包括光伏陣列、光伏逆變器和變壓器，光伏陣列經(jīng)光伏逆變器、變壓器與微網(wǎng)母線(xiàn)連接，所述的光伏控制器(22)通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置(3)與光伏逆變器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，其特征在于:對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能的微電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)包括蓄電池、儲(chǔ)能變流器和變壓器，蓄電池經(jīng)儲(chǔ)能變流器、變壓器與微網(wǎng)母線(xiàn)連接，所述的儲(chǔ)能控制器(23)通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置(3)與儲(chǔ)能變流器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一所述的微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，其特征在于:RTDS板卡(11)在微網(wǎng)母線(xiàn)模型數(shù)據(jù)與大電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)之間設(shè)有切換到并網(wǎng)模式或孤島模式的靜態(tài)開(kāi)關(guān)(24),該靜態(tài)開(kāi)關(guān)(24)與中央控制器(2)連接。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種含風(fēng)光儲(chǔ)的綜合微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，該微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)包括微電網(wǎng)RTDS平臺(tái)、中央控制器以及分別與中央控制器連接的光伏控制器、儲(chǔ)能控制器和風(fēng)電控制器，所述的光伏控制器、儲(chǔ)能控制器和風(fēng)電控制器分別通過(guò)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置與RTDS平臺(tái)連接。采用本實(shí)用新型能夠研究風(fēng)光儲(chǔ)綜合微電網(wǎng)暫態(tài)下復(fù)雜動(dòng)態(tài)行為，并具有切換微電網(wǎng)并網(wǎng)模式或孤島模式、頻率穩(wěn)定控制、電壓穩(wěn)定控制以及微網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制等功能。
【IPC分類(lèi)】H02J3-38
【公開(kāi)號(hào)】CN204407916
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520105680
【發(fā)明人】張建設(shè), 郭海平, 楊蘋(píng), 許志榮, 王燦, 郭琦, 歐開(kāi)健, 韓偉強(qiáng), 周少雄, 廖一旭, 鄭群儒
【申請(qǐng)人】南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 華南理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日