CN104764945B - 一种微电网模拟测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微电网模拟测试系统，包括设备模拟模块、信息显示模块和后台软件模块。其中，设备模拟模块用于模拟实际微电网系统中各类设备；信息显示模块用于显示模拟测量系统中数据变化和命令执行的日志信息；后台软件服务于设备模拟模块和信息显示模块，用于维持整个测试系统的正常运行。本发明微电网模拟测试系统，结构简单、操作方便、运行灵活且投资成本低，可广泛用于测试能量管理系统的功能，显著提高了测试的效率。

Description

一种微电网模拟测试系统

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，具体而言，涉及一种微电网模拟测试系统。

背景技术

随着去全球经济的高速发展，人类现有的能源资源消耗日益增加。微电网作为灵活的分布式发电系统，具备智能控制和高效的能量管理，在经济效益和环境保护方面表现出了巨大优势和潜能，成为世界各国积极倡导发展的对象。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。能量管理系统统筹管理整个微电网正常、灵活运行，是微电网系统运行过程中不可或缺的部分。因此，能量管理系统的对微电网系统的管理功能是否健全、可行，直接影响微电网系统智能化运行。

工程应用中，一般采用现场联调的方法对能量管理系统的功能进行测试，这存在测试周期长，人力、财力成本高等一系列问题。因此，构建一种组织结构简单、操作方便、运行灵活、投资成本低的微电网模拟测试系统，在能量管理系统投入工程应用之前完成对其功能的测试验证，可显著提高测试效率，对于推动微电网的建设和发展具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种微电网模拟测试系统，通过构建一个设备模拟系统代替实际中各种设备连接的系统，全面测试能量管理系统的监视、控制、策略及预测的功能，及时发现其不足之处并改善，大大缩短测试周期，显著提高测试效率。

为解决上述的技术问题，本发明提供一种微电网模拟测试系统，包括设备模拟模块、信息显示模块和后台软件模块。其中，设备模拟模块用于模拟实际微电网系统中各类设备，所述的设备模拟模块包括设备模拟界面和设备信息表；信息显示模块用于显示模拟测试系统中数据变化和命令执行的日志信息；后台软件模块服务于设备模拟模块和信息显示模块，用于维持整个测试系统的正常运行；

本测试系统可测试能量管理系统的监视功能，其步骤为：首先，在设备信息表中修改某个设备的遥测或者遥信信号值；然后，观察能量管理系统中对应信号值是否发生一致变化；如果信号值已经发生一致变化，则认为能量管理系统的监视功能正确，否则，认为监视功能出错；

本测试系统可测试能量管理系统的控制功能，其步骤为：首先，在能量管理系统端手动发送对某个设备的控制命令；然后，在模拟测试系统显示界面查看是否显示相应的日志信息，如果没有出现日志信息，则认为控制功能出错，如果有对应日志信息，则根据日志信息的提示，查看设备信息表中相应的信号值是否发生出现对应的改变，如果改变一致，则认为模拟测试系统的控制功能正确，否则，认为控制功能出错；

本测试系统可测试能量管理系统的策略功能，其步骤为：首先，查看能量管理系统的所有策略及其对应应用条件；其次，在模拟测试系统逐个设置每条策略对应的条件命令；然后，依次点击发送每个条件命令，逐个测试每条策略的功能；接着，在模拟测试系统中查看是否显示了对应的策略执行信息，如果没有显示，则不断修改策略执行的环境条件直到满足策略的执行；如果有显示，则查看设备信息表中是否出现与策略执行结果一致的信号值变化，如果没有出现对应变化，则认为本条策略功能出错，如果出现一致变化，则模拟测试系统向能量管理系统发送确认信息，最后，认为策略功能正确。

所述设备模拟界面用于模拟显示实际微电网中包括微电源、储能装置、负荷、控制装置等各种设备，并将各种设备按照所使用的通讯协议类型进行分类；所述设备信息表用于保存各类设备的实时数据信息，与设备一一对应，并按照设备所使用的通讯协议分类存放，用户可查看、修改设备信息表中的数据。

所述的后台软件模块主要实现三个功能：存储历史数据、编写测试命令以及日志记录；存储历史数据的功能实现将设备信息表中的历史数据进行保存，以便于用户在测试过程中调用历史数据；编写测试命令功能主要用于测试能量管理系统的策略和预测功能，通过编写测试命令，简化测试过程；日志记录功能用于记录测试过程中设备信息表中数值的变化，记录能量管理系统向模拟测试系统发送的控制命令和策略等。

所述的信息显示模块用于显示模拟测量系统的日志信息以及设备连接状态报告。

本发明的特色之处在于：

1. 本发明将实际微电网系统的各类设备集中模拟到一个虚拟面板上，并建立一一对应。的设备信息表，设备信息表中的数据准确模拟实际设备的数据，可真实反映设备的实际运行状态，并且可在虚拟面板上手动更改设备信息表的值，动态模拟微电网系统的各种可能的运行状况，进而能够全面测试能量系统的功能，显著提高了微电网系统的测试效率；

2. 本发明使用的通讯管理机包含了串行通讯接口和以太网通讯接口，并且能够广泛解析各种协议，包括IEC101 协议、IEC104 协议、IEC61850 协议及CDT 协议等，有力保证了微电网模拟测试系统与能量管理系统之间无障碍的通讯；

3. 本发明中所要测试的能量管理系统，具有数据综合处理、方案制定、命令发布及与微电网并网功能，主要功能包括监视、控制、策略和预测。其中，监视功能完成对电流、电压、功率、设备工作方式等遥测信号的监视；控制功能实现对各类控制器的工作方式、参数值和各类断路器的通断状况等进行控制；策略功能的主要作用在于，对于微电网运行过程中可能出现的多种情况准备好对应的策略并存储，当某种情况出现时自动选择对应的处理策略；预测功能的实现原理是，系统自动保存当前时刻之前的某一时间段的数据，统计分析数据，总结规律，为可能出现的情况提出合理建议。

附图说明

图1 是应用本发明微电网模拟测试系统测试能量管理系统功能的结构图；

图2 是本发明微电网模拟测试系统所要测试的能量管理系统的功能描述图；

图3 是本发明微电网模拟测试系统用于测试能量管理系统监视功能流程图；

图4 是本发明微电网模拟测试系统用于测试能量管理系统控制功能流程图；

图5 是本发明微电网模拟测试系统用于测试能量管理系统策略功能流程图；

图6 是本发明微电网模拟测试系统用于测试能量管理系统预测功能流程图。

具体实施方式

请参阅图1 所示，本发明一种微电网模拟测试系统，包括设备模拟模块、信息显示模块和后台软件模块。其中，设备模拟模块用于模拟实际微电网系统中各类设备；信息显示模块用于显示模拟测量系统中数据变化和命令执行的日志信息；后台软件服务于设备模拟模块和信息显示模块，用于维持整个测量系统的正常运行。

设备模拟模块包括设备模拟界面和设备信息表，用于模拟实际微电网系统中的各类设备及其遥测、遥信数据。

进一步详细的，设备模拟界面用于模拟显示实际微电网中包括微电源、储能装置、负荷、控制装置等的各种设备，并将各种设备按照所使用的通讯协议类型进行分类，便于用户直观了解微电网系统的组成；设备信息表用于保存各类设备的实时数据信息，设备信息表与设备一一对应，并按照设备所使用的通讯协议分类存放，在执行测试过程中，用户可调取查阅、手动更改设备信息表中的数据。

后台软件模块主要实现三个功能：存储历史数据、编写测试命令以及日志记录。

进一步详细的，存储历史数据的功能实现将设备信息表中的历史数据进行保存，设定一个数据更新周期，使得每隔一个时间周期后，就将当前信息表中的数据保存到历史数据库中，用户在测试过程中可根据需要调取查阅历史数据；编写测试命令功能主要用于测试能量管理系统的策略和预测功能，通过编写测试命令，简化测试过程；日志记录功能用于记录测试过程中设备信息表中数值的变化，记录能量管理系统向模拟测试系统发送的控制命令和策略等。

信息显示模块用于显示模拟测量系统的日志信息以及设备连接状态报告。

请参阅图2 所示, 本发明一种微电网模拟测试量系统，主要用于测试能量管理系统的监视、控制、策略以及预测等功能，能量管理系统具有数据综合处理、方案制定、命令发布及与微电网并网功能，在微电网系统中具有重要作用。

请参阅图3 所示，本发明微电网模拟测试系统用于测试能量管理系统监视功能流程图。首先，在模拟测试系统的设备信息表中修改某个设备的遥测或者遥信信号值，包括PCC 点，光伏电池、储能装置等设备的工作方式及相关电流、电压和功率值，负荷参数，各断路器的通断状况等实时数据；然后，在能量管理系统的显示界面中找到对应的信号，在经过了能量管理系统实时数据的更新周期后，查看信号值是否已经更新为在模拟测试系统端所修改的值，如果信号值已经发生一致变化，则认为能量管理系统的监视实时遥测、遥信信号功能正确，否则，认为监视功能出错。

请参阅图4 所示，本发明微电网模拟测试系统用于测试能量管理系统控制功能流程图，主要测试能量管理系统是否能准确发送微电源等各类设备的投切、工作方式切换、功率输出调节和断路器的通断等控制命令到设备模拟系统中。首先，在能量管理系统端手动发送对某个设备的控制命令；然后，在模拟测试系统端的显示界面查看是否显示执行控制命令的日志信息，如果没有出现日志信息，则认为控制功能出错，如果有对应日志信息，则根据日志信息的提示，查看设备信息表中相应的信号值是否发生出现对应的改变，如果改变一致，则认为模拟测试系统的控制功能正确，否则，认为控制功能出错。

请参阅图5 所示，本发明微电网模拟测试系统用于测试能量管理系统策略功能流程图，能量管理系统的策略功能主要实现对微电网系统的智能管理，通过智能分析实际微电网系统中出现的状况，自动执行相应的策略，有力保障了微电网系统的正常运行。首先，查看能量管理系统的所有策略及每个策略运用所要满足的环境条件；其次，在模拟测试系统的后台软件中，将执行每条策略所要满足的多个环境条件汇总成一条命令，每个环境条件的设置严格依据实际微电网系统中各个设备状态变换的时空顺序；然后，依次点击发送每个条件命令，逐个测试每条策略的功能；接着，在在模拟测试系统端的显示界面查看是否显示了策略执行的日志信息，如果没有显示，则不断修改策略执行的环境条件直到满足策略的执行；如果有显示，则查看设备信息表中是否出现与策略执行结果一致的信号值的变化，如果没有出现对应变化，则认为本条策略功能出错，如果出现一致变化，则模拟测试系统向能量管理系统发送确认信息，最后，认为策略功能正确。

请参阅图6 所示，本发明微电网模拟测试系统用于测试能量管理系统预测功能流程图。首先，在模拟测试系统中，利用后台软件设定好用于预测测试的信号，包括信号周期、信号波形、信号的波峰和波谷等，运行测试信号；在经过一个周期或多个周期的时间后，查看能量管理系统是否记录了正确反映信号的预测信息，包括对本次的测试信号作正确记录、根据信号的波形、幅值高低等信息总结出信号所反映的现象和规律以及根据以上结果对微电网系统在长期运行中的事件规律进行预测。

本发明提供了一种既能够全面测试微电网能量管理系统的功能又能简化操作过程和施行成本的微电网模拟测试系统，缩短了测试周期，省去了建立实际测试系统的繁琐过程，大大降低了测试成本，有效避免了现场测试可能发生的不确定状况，确保测试的安全性，有效提高了测试效率。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不存在对本发明创造的任何限制，凡在本发明的思想和内容范围内所作的任何修改、等同变化和类似优化，均落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种微电网模拟测试系统，其特征在于：其包括设备模拟模块、信息显示模块和后台软件模块；其中，

设备模拟模块用于模拟实际微电网系统中各类设备，所述的设备模拟模块包括设备模拟界面和设备信息表；

信息显示模块用于显示模拟测试系统中数据变化和命令执行的日志信息；

后台软件模块服务于设备模拟模块和信息显示模块，用于维持整个测试系统的正常运行；

本测试系统可测试能量管理系统的监视功能，其步骤为：首先，在设备信息表中修改某个设备的遥测或者遥信信号值；然后，观察能量管理系统中对应信号值是否发生一致变化；如果信号值已经发生一致变化，则认为能量管理系统的监视功能正确，否则，认为监视功能出错；

本测试系统可测试能量管理系统的控制功能，其步骤为：首先，在能量管理系统端手动发送对某个设备的控制命令；然后，在模拟测试系统显示界面查看是否显示相应的日志信息，如果没有出现日志信息，则认为控制功能出错，如果有对应日志信息，则根据日志信息的提示，查看设备信息表中相应的信号值是否发生出现对应的改变，如果改变一致，则认为模拟测试系统的控制功能正确，否则，认为控制功能出错；

本测试系统可测试能量管理系统的策略功能，其步骤为：首先，查看能量管理系统的所有策略及其对应应用条件；其次，在模拟测试系统逐个设置每条策略对应的条件命令；然后，依次点击发送每个条件命令，逐个测试每条策略的功能；接着，在模拟测试系统中查看是否显示了对应的策略执行信息，如果没有显示，则不断修改策略执行的环境条件直到满足策略的执行；如果有显示，则查看设备信息表中是否出现与策略执行结果一致的信号值变化，如果没有出现对应变化，则认为本条策略功能出错，如果出现一致变化，则模拟测试系统向能量管理系统发送确认信息，最后，认为策略功能正确。

2.根据权利要求1 所述的一种微电网模拟测试系统，其特征在于：

所述设备模拟界面用于模拟显示实际微电网中微电源、储能装置、负荷、控制装置，并将各种设备按照所使用的通讯协议类型进行分类；

所述设备信息表用于保存各类设备的实时数据信息，与设备一一对应，并按照设备所使用的通讯协议分类存放，用户可查看、修改设备信息表中的数据。

3.根据权利要求1 所述的一种微电网模拟测试系统，其特征在于：

所述的后台软件模块主要实现三个功能：存储历史数据、编写测试命令以及日志记录；

存储历史数据的功能实现将设备信息表中的历史数据进行保存，以便于用户在测试过程中调用历史数据；

编写测试命令功能主要应用于测试能量管理系统的策略和预测功能，通过编写测试命令可有效地简化测试过程；

日志记录功能用于记录测试过程中设备信息表中数值的变化，记录能量管理系统向模拟测试系统发送的控制命令和策略。

4.根据权利要求1 所述的一种微电网模拟测试系统，其特征在于：所述的信息显示模块用于显示模拟测量系统的日志信息以及设备连接状态报告。