CN105429130B - 基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验系统及方法，其中所述系统包括RTDS微电网实时仿真子系统、dSPACE控制子系统和微电网能量管理子系统；RTDS微电网实时仿真子系统与dSPACE控制子系统连接，用于对微电网进行实时仿真并产生实时仿真数据，同时根据第一控制命令和第二控制命令对所述实时仿真进行控制；dSPACE控制子系统与微电网能量管理子系统连接，用于产生所述第一控制命令；微电网能量管理子系统用于产生所述第二控制命令。本发明的仿真实验系统结构简单，经济性高，可靠性高、稳定性好，且不依赖于实际微电网设备，具有良好的可移植性和可扩展性，同时利用dSPACE替代真实的控制器，可以方便快捷地修改控制策略，更好的完成微电网的理论研究。

Description

基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验系统及方法

技术领域

本发明涉及电力系统仿真领域，具体涉及一种基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验系统及方法。

背景技术

微电网是实现主动式配电网的一种有效方式，是传统电网向智能电网的过渡。微电网的提出为分布式电源接入电网提供了一种有效的方式，并且提供了安全、高效、可靠的电能供应。由于环境对新能源发电的影响巨大，使得微电网的现场调试工作困难且成本高昂，因此通过搭建仿真系统对微电网进行前期研究就显得十分必要。对于微电网的仿真研究，主要集中在模拟微电网的实际运行工况、并/离网运行、微电网模式切换和验证控制策略等方面。

目前，微电网仿真实验系统通常采用的方式是将一次设备按一定比例缩小以搭建成小型的模拟实验系统，这样的仿真系统造价高、不经济；此类仿真实验系统需要采用实际控制器，因此不能方便、快捷的更改控制策略，不利于对微电网进行全面的理论研究。同时，此类仿真系统的可移植性、可扩展性也较差。

发明内容

由于当前的微电网仿真实验系统存在造价高、可移植性和可扩展性差、且无法方便快捷地更改控制策略的问题，本发明提出一种基于实时数字仿真仪(Real Time DigitalSimulator，简称RTDS)和数字空间(Digital Space，简称dSPACE)的微电网仿真实验系统及方法。

第一方面，本发明提出一种基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验系统，包括：RTDS微电网实时仿真子系统、dSPACE控制子系统和微电网能量管理子系统；

所述RTDS微电网实时仿真子系统与所述dSPACE控制子系统连接，用于对微电网进行实时仿真并产生实时仿真数据，同时根据第一控制命令和第二控制命令对所述实时仿真进行控制；

所述dSPACE控制子系统与所述微电网能量管理子系统连接，用于根据所述实时仿真数据产生所述第一控制命令，并根据所述第一控制命令产生控制信息；

所述微电网能量管理子系统用于根据所述实时仿真数据和所述控制信息产生所述第二控制命令。

优选地，所述RTDS微电网实时仿真子系统根据预设仿真条件对微电网的网络结构、分布式电源、负荷的主回路电气部分和控制系统进行实时仿真，得到所述微电网的风力发电单元模型、光伏发电单元模型、储能单元模型、柴油发电机单元模型和负荷模型。

优选地，所述RTDS微电网实时仿真子系统包括输出接口和输入接口；

所述输出接口用于将所述实时仿真数据发送给所述dSPACE控制子系统；

所述输入接口用于接收所述dSPACE控制子系统发送的所述第一控制命令和所述第二控制命令；

其中，所述第二控制命令由所述dSPACE控制子系统接收后转发至所述RTDS微电网实时仿真子系统。

优选地，所述dSPACE控制子系统根据所述风力发电单元模型、所述光伏发电单元模型、所述储能单元模型和所述柴油发电机单元模型，得到对应的风力发电单元控制模型、光伏发电单元控制模型、储能单元控制模型和柴油发电机单元控制模型。

优选地，所述dSPACE控制子系统包括串口板卡。

第二方面，本发明还提出一种基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验方法，包括：

S1、RTDS微电网实时仿真子系统对微电网进行实时仿真产生实时仿真数据，并将所述实时仿真数据发送至dSPACE控制子系统；

S2、所述dSPACE控制子系统根据所述实时仿真数据产生第一控制命令，根据所述第一控制命令产生控制信息，并将所述实时仿真数据和所述控制信息发送至微电网能量管理子系统；

S3、所述微电网能量管理子系统根据所述实时仿真数据和所述控制信息产生第二控制命令，并发送至所述dSPACE控制子系统；

S4、所述dSPACE控制子系统将所述第一控制命令和所述第二控制命令发送至所述RTDS微电网实时仿真子系统；

S5、所述RTDS微电网实时仿真子系统根据所述第一控制命令和所述第二控制命令对所述实时仿真进行控制。

优选地，

S1包括：

所述RTDS微电网实时仿真子系统根据预设仿真条件对微电网的网络结构、分布式电源、负荷的主回路电气部分和控制系统进行实时仿真，，得到所述微电网的风力发电单元模型、光伏发电单元模型、储能单元模型、柴油发电机单元模型和负荷模型。

S2包括：

所述dSPACE控制子系统根据所述风力发电单元模型、所述光伏发电单元模型、所述储能单元模型和所述柴油发电机单元模型，得到对应的风力发电单元控制模型、光伏发电单元控制模型、储能单元控制模型和柴油发电机单元控制模型。

优选地，S1包括：

所述实时仿真数据通过输出接口发送至数字空间dSPACE控制子系统。

优选地，S2包括：

所述实时仿真数据和所述控制信息通过串口板卡发送至所述微电网能量管理子系统。

优选地，S5包括：

所述RTDS微电网实时仿真子系统通过输入接口接收所述第一控制命令和所述第二控制命令。

由上述技术方案可知，本发明的仿真实验系统结构简单，经济性高，可靠性高、稳定性好，且不依赖于实际微电网设备，具有良好的可移植性和可扩展性，同时利用dSPACE替代真实的控制器，可以方便快捷地修改控制策略，更好的完成微电网的理论研究。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验方法的流程示意图；

图3为本发明一实施例提供的一种基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验系统的结构图；

图4为本发明一实施例提供的一种微电网仿真模型结构的示意图；

图5为本发明一实施例提供的一种光伏发电单元模块的组成结构和连接关系示意图；

图6为本发明一实施例提供的一种RTDS微电网实时仿真子系统结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的一种dSPACE控制子系统的结构示意图；

图8为本发明一实施例提供的一种微电网能量管理子系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1示出了本实施例提供的一种基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验系统的结构示意图，包括：实时数字仿真仪RTDS微电网实时仿真子系统11、数字空间dSPACE控制子系统12和微电网能量管理子系统13；

所述RTDS微电网实时仿真子系统11与所述dSPACE控制子系统12连接，用于对微电网进行实时仿真并产生实时仿真数据，同时根据第一控制命令和第二控制命令对所述实时仿真进行控制；

所述dSPACE控制子系统12与所述微电网能量管理子系统13连接，用于根据所述实时仿真数据产生所述第一控制命令，并根据所述第一控制命令产生控制信息；

所述微电网能量管理子系统13用于根据所述实时仿真数据和所述控制信息，产生所述第二控制命令。

其中，所述第一控制命令为dSPACE控制子系统下发的控制命令，第二控制命令为能量管理系统下发的控制命令；

所述控制信息为dSPACE控制子系统在将所述第二控制命令发送给所述微电网能量管理子系统时转换的与所述第二控制命令对应的信息。

本实施例提供的基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验系统是一种闭环仿真，系统各部分之间均具备通信功能，能实现数据交互。基于RTDS的微电网实时仿真系统，可根据需要快速、便捷的改变系统结构，通过合理配置参数，可以得到与实际相近的实时运行数据。基于dSPACE开发的控制系统，可以方便、快捷的修改控制策略，能够更加全面的对微电网的控制策略进行测试、修改和完善，同时，通过dSPACE实现微电网与能量管理系统的通信，简化了系统结构，提高了系统的稳定性，使得系统具有很好的可移植性和可扩展性。

本实施例的仿真实验系统结构简单，经济性高，可靠性高、稳定性好，且不依赖于实际微电网设备，具有良好的可移植性和可扩展性，同时利用dSPACE替代真实的控制器，可以方便快捷地修改控制策略，更好的完成微电网的理论研究。

作为本实施例的优选方案，所述RTDS微电网实时仿真子系统11根据预设仿真条件对微电网的网络结构、分布式电源、负荷的主回路电气部分和控制系统进行实时仿真，得到所述微电网的风力发电单元模型、光伏发电单元模型、储能单元模型、柴油发电机单元模型和负荷模型。其中，所述风力发电单元模型、所述光伏发电单元模型、所述储能单元模型和所述柴油发电机单元模型均为电源模型。

仿真条件具体指风速、光照、负荷大小等条件。RTDS微电网实时仿真子系统可根据需要快速、便捷的改变系统结构，通过合理配置参数，可以得到与实际相近的实时运行数据。

具体地，所述RTDS微电网实时仿真子系统11包括输出接口和输入接口；

所述输出接口用于将所述实时仿真数据发送给所述dSPACE控制子系统；

所述输入接口用于接收所述dSPACE控制子系统发送的所述第一控制命令和所述第二控制命令；

其中，所述第二控制命令由所述dSPACE控制子系统接收后转发至所述RTDS微电网实时仿真子系统。

进一步地，所述dSPACE控制子系统12根据所述风力发电单元模型、所述光伏发电单元模型、所述储能单元模型和所述柴油发电机单元模型，得到对应的风力发电单元控制模型、光伏发电单元控制模型、储能单元控制模型和柴油发电机单元控制模型。

其中，所述风力发电单元控制模型用于控制所述风力发电单元模型，所述光伏发电单元控制模型用于控制所述光伏发电单元模型，所述储能单元控制模型用于控制所述储能单元模型，所述柴油发电机单元控制模型用于控制所述柴油发电机单元模型。

dSPACE开发控制系统可以代替真实的微电网系统控制模型，dSPACE可以有效方便的修改相关控制策略，能有效解决真实控制系统不易更改控制策略的缺点，因此能更好的验证微电网的相关控制策略，更有利于微电网的理论研究。

更进一步地，所述dSPACE控制子系统12包括串口板卡。

通过dSPACE的串口板卡实现与能量管理系统的通信，实现数据、信息和控制的交互，微电网能量管理子系统可以实现实时监测微电网的运行状态并根据能量管理及协调控制做出相应决策，下发如负荷投切、运行模式切换等相应指令，实现闭环仿真。

以下用具体实施例来说明基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验系统的组成和使用情况。

图3示出了本实施例提供的一种基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验系统的结构图，包括三个部分：RTDS微电网实时仿真子系统11、dSPACE控制子系统12和微电网能量管理子系统13；图4示出了本实施例提供的一种微电网仿真模型结构的示意图，其中，DG_1，DG_2……DG_N代表微网系统中各分布式电源。

本实施例提供的微电网仿真实验系统可划分为一个个独立的风力发电单元模型、光伏发电单元模型、储能单元模型、柴油发电机单元模型等电源模型和负荷模型，且每一个电源模型都有RTDS仿真模型和相应的dSPACE控制模型构成。

以光伏发电单元模块为例，如图5所示为本实施例提供的一种光伏发电单元模块的组成结构和连接关系示意图，GTAO、GTDO分别为RTDS的模拟量和数字量输出端口，GTAI、GTDI分别为RTDS的模拟量和数字量输入端口；ADCH为dSPACE的模拟量输入通道，DACH为dSPACE的模拟量输出通道，Digital I/O为dSPACE的数字量输入、输出通道。

RTDS微电网实时仿真子系统主要用于对微电网的网络结构、分布式电源和负荷的主回路电气部分及相关控制系统进行仿真，可以根据实际微电网进行参数配置，模拟微电网的实时运行状况，通过RTDS实时仿真器的输出接口(GTAO,GTDO)为dSPACE控制子系统提供相应数据，并由dSPACE将微电网的实时运行数据发送给微电网能量管理子系统，同时可通过RTDS实时仿真器的输入接口(GTAI,GTDI)接收微电网能量管理子系统和dSPACE下发的控制信息。

RTDS微电网仿真模型基于RSCAD软件实现，通过RSCAD搭建微电网模型并将该微电网模型在RTDS设备上运行，即可实现微电网的实时仿真。RSCAD中搭建的微电网仿真系统结构如图6所示，主要包括：风力发电单元模型，光伏发电单元模型，储能单元模型，柴油发电机单元模型和负荷模型。其中，风力发电单元模型由双馈异步风力发电机、双向逆变器和并网开关组成；光伏发电单元模型由光伏阵列、直流升压电路、双向逆变器和并网开关组成；储能单元模型由蓄电池组、逆变器和并网开关组成；柴油发电机模型由柴油发电机、逆变器和并网开关组成。

同时，利用RSCAD中的Runtime开发可视化的微电网运行监控界面，其功能主要包括：监视微电网的实时运行状况，利用Runtime的仿真运行模块可以方便的查看仿真运行的输出结果；同时，利用滑块、按钮和开关等模块可以控制微电网的仿真，设定相应的参数和运行状态。

RTDS输入输出板卡说明：

GTAI：模拟量输入板卡，提供12路、16位模拟量输入通道；

GTDI：数字量输入板卡，提供64路数字量输入通道；

GTAO：模拟量输出板卡，提供12路、16位模拟量输出通道；

GTDO：数字量输出板卡，提供64路数字量输出通道。

dSPACE实时仿真系统是由德国dSPACE公司开发的一套基于MATLAB/Simulink的控制系统开发及半实物仿真的软硬件工作系统，实现了和MATLAB/Simulink/RTW的完全无缝连接。dSPACE实时系统拥有实时性强、可靠性高、扩充性好等优点。dSPACE实时系统由硬件系统和软件环境两部分组成。其中硬件系统具有高速的计算能力，并配备了丰富的I/O接口；软件环境可以方便的实现代码生成、下载和实验调试等工作。dSPACE具有强大的功能，可以很好的完成控制算法的设计、测试和实验，并提供了良好的环境。

dSPACE的软件环境主要由两大部分组成，一部分是实时代码的生成和下载软件RTI(Real-Time-Interface)，它是连接dSPACE实时系统与MATLAB/Simulink的纽带，通过对RTW(Real-Time-Workshop)进行扩展，可以实现从Simulink模型到dSPACE实时硬件代码的自动下载。另一部分为测试软件，其中包含了综合实验与测试环境(软件)ContolDesk、自动试验及参数调整软件MLIB/MTRACE、PC与实时处理器通信软件CLIB以及实时动画软件RealMotion等。

dSPACE控制子系统包含两部分功能：控制和通信。其中控制部分主要用于完成对各分布式电源、储能单元和柴油发电机的控制；通信部分用于完成仿真系统的数据交换，包括微电网实时运行数据、相关控制信息、控制命令等。

利用dSPACE开发控制系统，用以代替真实的分布式电源和储能单元控制系统，dSPACE可以方便、快捷的修改相关控制策略，能有效解决真实控制系统不易更改控制策略的缺点，因此能更好的验证微电网的相关控制策略，更有利于微电网的理论研究。dSPACE控制子系统通过通讯接口与RTDS相连接，通过RTDS的输出接口接收RTDS微电网实时仿真子系统模拟产生的微电网实时运行数据和相关控制信息，通过RTDS的输入接口发送经dSPACE处理后得到的控制信号。同时，dSPACE控制子系统也需要与微电网能量管理子系统相连接以进行通信，既能向能量管理系统发送相关信息，也可以接收微电网能量管理子系统下发的控制命令。

本实施例的dSPACE控制子系统如图7所示，包括：风力发电单元控制部分，光伏发电单元控制部分，储能单元控制部分，柴油发电机控制部分和保护控制部分。其中，风力发电、光伏发电控制部分应具备以下功能：1)最大功率跟踪、并网逆变；2)功率调节功能；3)控制对蓄电池的充电，以保证蓄电池不至于过充、过放；4)相关的保护功能，电气保护，短路，反接，过流保护等。储能单元控制部分应具备以下功能：1)充、放电控制；2)相关保护功能。保护控制部分提供相应的电气保护，如过流、短路保护等。

以光伏发电控制单元为例，dSPACE控制子系统的实现过程如下：

1)利用Simulink搭建光伏发电系统模型(包含功率回路和控制回路)，并进行离线仿真，验证控制部分功能的正确性；

2)仅保留控制部分模型，利用RTW(Real-Time-Workshop)将保留的模型直接生成C代码，并对I/O进行配置，用硬件接口关系替代原来的逻辑连接关系；

3)利用RTI(Real-Time-Interface)将RTW生成的C代码下载到dSPACE中并运行；

4)课利用dSPACE提供的测试软件如ContolDesk、MLIB/MTRACE等实现交互操作，进行综合实验和测试。

除实现对微电网分布式电源和储能单元的控制外，dSPACE中还集成了通信功能。由于dSPACE本身具有串口板卡，支持RS232、RS485等串口通信，因此可以通过dSPACE将RTDS中产生的微电网的实时运行数据发送给微电网能量管理子系统。采用通过dSPACE实现数据通信，而不需要将能量管理系统相连，简化了仿真系统的结构。

通信功能的具体实现为：dSPACE采集RTDS产生的微电网仿真系统的实时运行数据，并按照给定的通信协议数据进行组织，通过设定相应串口的波特率、检验位、检验方式等，dSPACE通过串口将数据发送给微电网能量管理子系统。

微电网能量管理子系统是微电网的关键组成部分，微电网能量管理子系统通过串口与dSPACE相连以实现通信功能，可以接收dSPACE发送的相关控制信息和由dSPACE上传的RTDS微电网仿真系统的实时运行数据，能量管理系统对接收到的信息进行分析并作出决策，并通过串口将能量管理系统产生的控制命令发送给dSPACE,再由dSPACE通过RTDS的输入接口下发给RTDS。通过这样的方式，可以实现能量管理系统对整个微电网系统运行状况的实时监控。

微电网能量管理子系统能优化各分布式电源的功率分配，维持系统的功率平衡，保证微电网系统的安全和经济运行。本实施例的微电网能量管理子系统如图8所示，主要包含以下功能模块：1)发/用电功率预测模块，该模块主要对各分布式电源的发电功率和负荷用电功率进行预测，为能量管理提供参考；2)超短期功率平衡评估模块；3)潜在调节能力评估模块；4)能量调度模块，该模块实现对微电网各分布式电源的能量管理和优化调度，合理分配各分布式电源出力，保证系统功率平衡；5)数据存储模块，用于存储微电网相关运行数据；6)人机交互界面，提供显示、查询、人机交互等服务，主要包括：运行监控、协调控制、历史数据、系统设置和通信状态。

本实施例的微电网仿真实验系统基于RTDS和dSPACE进行开发。RTDS实时仿真器采用并行计算方式，可以实现很小的仿真步长，因可以满足微电网实时仿真的要求，能够模拟产生微电网的实时运行数据。同时，RTDS具备丰富的输入、输出板卡，可以与微电网能量管理子系统和dSPACE控制子系统进行通信，实现数据交互。dSPACE广泛应用于控制器的开发，通过dSPACE开发控制系统，替代真实的控制器，能更加方便的测试、修改控制策略，更有利于微电网的理论研究。同时，dSPACE本身具有串口板卡，支持RS232、RS485等串口通信，因此可以通过dSPACE将RTDS中产生的微电网的实时运行数据发送给微电网能量管理子系统。采用通过dSPACE实现数据通信，而不需要将能量管理系统相连，简化了仿真系统的结构，提高了系统的稳定性。

本实施例的基于RTDS的微电网仿真实验系统是实时仿真，能真实的反映微电网的实际运行状况，所得仿真结果更准确、更能反映实际情况；利用dSPACE开发控制系统，替代真实的控制器，可以方便、快捷的修改控制策略，能够更加全面的对微电网的控制策略进行验证、修改和完善；利用dSPACE的串口通信功能实现RTDS微电网实时仿真子系统和能量管理系统的数据交互，而不需要将二者进行直接连接，简化了系统结构，提高了稳定性；提供了功能丰富的人机界面，简化了仿真系统的操作。RTDS Runtime模块中设计的仿真控制界面可以查询微电网仿真模型的输出结果，设定部分仿真参数和仿真条件；能量管理系统的人机交互界面功能更加强大，提供了微电网运行监控、协调控制、数据查询、系统设置等功能；不依赖于实际的一次设备或控制器，通过RTDS搭建微电网仿真模型，利用dSPACE开发控制系统，使得仿真系统具有良好的可移植性和可扩展性。

图2示出了本实施例提供的一种基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验方法的流程示意图，包括：

S1、实时数字仿真仪RTDS微电网实时仿真子系统对微电网进行实时仿真，产生实时仿真数据，并将所述实时仿真数据发送至数字空间dSPACE控制子系统；

S2、所述dSPACE控制子系统根据所述实时仿真数据产生第一控制命令，根据所述第一控制命令产生控制信息，并将所述实时仿真数据和所述控制信息发送至微电网能量管理子系统；

S3、所述微电网能量管理子系统根据所述实时仿真数据和所述控制信息产生第二控制命令，并发送至所述dSPACE控制子系统；

S4、所述dSPACE控制子系统将所述第一控制命令和所述第二控制命令发送至所述RTDS微电网实时仿真子系统；

S5、所述RTDS微电网实时仿真子系统根据所述第一控制命令和所述第二控制命令对所述实时仿真进行控制。

本实施例的仿真实验方法不依赖于实际微电网设备，具有良好的可移植性和可扩展性，同时利用dSPACE替代真实的控制器，可以方便快捷地修改控制策略，更好的完成微电网的理论研究。

作为本实施例的优选方案，

S1包括：

所述RTDS微电网实时仿真子系统根据预设仿真条件对微电网的网络结构、分布式电源、负荷的主回路电气部分和控制系统进行实时仿真，得到所述微电网的风力发电单元模型、光伏发电单元模型、储能单元模型、柴油发电机单元模型和负荷模型；

S2包括：

所述dSPACE控制子系统根据所述风力发电单元模型、所述光伏发电单元模型、所述储能单元模型和所述柴油发电机单元模型，得到对应的风力发电单元控制模型、光伏发电单元控制模型、储能单元控制模型和柴油发电机单元控制模型。其中，仿真条件具体指风速、光照、负荷大小等条件。RTDS微电网实时仿真子系统可根据需要快速、便捷的改变系统结构，通过合理配置参数，可以得到与实际相近的实时运行数据。dSPACE开发控制系统可以代替真实的微电网系统控制模型，dSPACE可以有效方便的修改相关控制策略，能有效解决真实控制系统不易更改控制策略的缺点，因此能更好的验证微电网的相关控制策略，更有利于微电网的理论研究。

具体地，S1包括：

所述实时仿真数据通过输出接口发送至数字空间dSPACE控制子系统。

进一步地，S2包括：

所述实时仿真数据和所述控制信息通过串口板卡发送至所述微电网能量管理子系统。

通过dSPACE的串口板卡实现与能量管理系统的通信，实现数据、信息和控制的交互，微电网能量管理子系统可以实现实时监测微电网的运行状态并根据能量管理及协调控制做出相应决策，下发如负荷投切、运行模式切换等相应指令，实现闭环仿真。

更进一步地，S5包括：

所述RTDS微电网实时仿真子系统通过输入接口接收所述第一控制命令和所述第二控制命令。

本发明所述的微电网仿真实验系统由三部分组成：RTDS微电网实时仿真子系统，dSPACE控制子系统和微电网能量管理子系统，其中，RTDS微电网实时仿真子系统通过RTDS的输入输出板卡与dSPACE控制子系统相连，dSPACE控制子系统通过串口与微电网能量管理子系统相连，实现了仿真系统的数据交互。其具体工作过程为：RTDS实时数字仿真系统根据当前给定的仿真条件(如风速、光照、负荷大小等)，进行微电网实时仿真，得到微电网运行的实时仿真数据，并将相应数据通过RTDS的输出接口发送给dSPACE；dSPACE对收到的数据进行分析处理，产生相应的控制命令，通过RTDS的输入接口下发至RTDS，同时，dSPACE对收到的数据和产生的相关控制信息按照给定通信协议进行组织，在设定相应串口的波特率、检验位、检验方式后，通过串口发送给微电网能量管理子系统；微电网能量管理子系统对收到的所有数据进行综合分析处理，然后向dSPACE下发相应控制命令，再由dSPACE控制子系统下发给RTDS微电网实时仿真子系统。这样就实现了能量管理系统对微电网的实时运行监控。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

Claims (6)

1.一种基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验系统，其特征在于，包括：实时数字仿真仪RTDS微电网实时仿真子系统、数字空间dSPACE控制子系统和微电网能量管理子系统；

所述RTDS微电网实时仿真子系统与所述dSPACE控制子系统连接，用于对微电网进行实时仿真并产生实时仿真数据；

所述dSPACE控制子系统与所述微电网能量管理子系统连接，用于根据所述实时仿真数据产生第一控制命令，并根据所述第一控制命令产生控制信息；

所述微电网能量管理子系统用于根据所述实时仿真数据和所述控制信息产生第二控制命令；

所述RTDS微电网实时仿真子系统根据预设仿真条件对微电网的网络结构、分布式电源、负荷的主回路电气部分和控制系统进行实时仿真，得到所述微电网的风力发电单元模型、光伏发电单元模型、储能单元模型、柴油发电机单元模型和负荷模型；

其中，所述RTDS微电网实时仿真子系统包括输出接口和输入接口；

所述输出接口用于将所述实时仿真数据发送给所述dSPACE控制子系统；

所述输入接口用于接收所述dSPACE控制子系统发送的所述第一控制命令和所述第二控制命令；

其中，所述第二控制命令由所述dSPACE控制子系统接收后转发至所述RTDS微电网实时仿真子系统；

所述dSPACE控制子系统根据所述风力发电单元模型、所述光伏发电单元模型、所述储能单元模型和所述柴油发电机单元模型，得到对应的风力发电单元控制模型、光伏发电单元控制模型、储能单元控制模型和柴油发电机单元控制模型；

所述RTDS微电网实时仿真子系统还用于根据第一控制命令和第二控制命令对所述实时仿真进行控制。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述dSPACE控制子系统包括串口板卡。

3.一种基于RTDS和dSPACE的微电网仿真实验方法，其特征在于，包括：

S1、实时数字仿真仪RTDS微电网实时仿真子系统对微电网进行实时仿真，产生实时仿真数据，并将所述实时仿真数据发送至数字空间dSPACE控制子系统；

S2、所述dSPACE控制子系统根据所述实时仿真数据产生第一控制命令，根据所述第一控制命令产生控制信息，并将所述实时仿真数据和所述控制信息发送至微电网能量管理子系统；

S3、所述微电网能量管理子系统根据所述实时仿真数据和所述控制信息产生第二控制命令，并发送至所述dSPACE控制子系统；

S4、所述dSPACE控制子系统将所述第一控制命令和所述第二控制命令发送至所述RTDS微电网实时仿真子系统；

S5、所述RTDS微电网实时仿真子系统根据所述第一控制命令和所述第二控制命令对所述实时仿真进行控制；

S1包括：

所述RTDS微电网实时仿真子系统根据预设仿真条件对微电网的网络结构、分布式电源、负荷的主回路电气部分和控制系统进行实时仿真，得到所述微电网的风力发电单元模型、光伏发电单元模型、储能单元模型、柴油发电机单元模型和负荷模型；

S2包括：

所述dSPACE控制子系统根据所述风力发电单元模型、所述光伏发电单元模型、所述储能单元模型和所述柴油发电机单元模型，得到对应的风力发电单元控制模型、光伏发电单元控制模型、储能单元控制模型和柴油发电机单元控制模型。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，S1包括：

所述实时仿真数据通过输出接口发送至数字空间dSPACE控制子系统。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，S2包括：

所述实时仿真数据和所述控制信息通过串口板卡发送至所述微电网能量管理子系统。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，S5包括：

所述RTDS微电网实时仿真子系统通过输入接口接收所述第一控制命令和所述第二控制命令。