CN117518869A - 一种配电网硬件在环仿真方法及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本发明适用配电网硬件仿真技术领域，涉及一种配电网硬件在环仿真方法及相关设备，包括在仿真区中搭建配电网被控对象的仿真模型；建立仿真模型与工作区之间的第一数据交互通道及工作区与实物控制器的第二数据交互通道；仿真开始时，工作区通过第一数据交互通道获取配电网被控对象的采集量和控制量，仿真模型通过第二数据交互通道获取配电网被控对象的第一全局变量和第二全局变量，通过仿真模型对配电网被控对象进行在环仿真。利用工作区进行全局变量转换来实现仿真模型和实物控制器之间的数据交互，仿真模型通过实物控制器的采集量和控制量进行硬件在环仿真，无需配置专用仿真机以及专用接口硬件，能降低配电网硬件在环仿真的成本。
Description
技术领域
本发明属于配电网硬件仿真技术领域，具体涉及一种配电网硬件在环仿真方法及相关设备。
背景技术
硬件在环仿真，又称半实物仿真，是将需要仿真的部分系统硬件直接放到仿真回路中的仿真系统，它不仅弥补了纯数字仿真中的许多缺陷，提高了整个模型的置信度，而且可以大大减轻编程的工作量。这种仿真的另一个优势在于它实现了仿真模型和实际系统间的实时数据交互，使仿真结果的验证过程非常直观，大大缩短了产品开发周期。现有的硬件在环仿真需基于专用仿真机实现，单台专用仿真机价格较高，应用成本十分高昂。
发明内容
本发明的目的是针对现有的硬件在环仿真需基于专用仿真机实现，单台专用仿真机价格较高，应用成本十分高昂的问题，提出一种配电网硬件在环仿真方法及相关设备，通过在PC机中将硬件在环仿真划分为仿真区和工作区，利用工作区进行全局变量转换来实现仿真模型和实物控制器之间的数据交互，使得仿真模型能够通过实物控制器的采集量和控制量进行硬件在环仿真，无需配置专用仿真机以及专用接口硬件就能够实现配电网硬件在环仿真，由于PC机及硬件接口在成本方面较低，显著降低了配电网硬件在环仿真的成本。
第一方面，本发明实施例提供一种配电网硬件在环仿真方法，所述配电网硬件在环仿真方法应用于PC机，所述PC机包括仿真区和工作区，所述方法包括以下步骤：
在所述仿真区中搭建配电网被控对象的仿真模型，所述配电网被控对象为实物控制器所控制的配电网硬件；
建立所述仿真模型与所述工作区之间的第一数据交互通道，以使所述仿真模型获取到所述配电网被控对象的第一全局变量以及第二全局变量；
建立所述工作区与实物控制器的第二数据交互通道，以使所述工作区获取到所述配电网被控对象的采集量以及控制量，所述第一全局变量为对所述采集量进行定义得到，所述第二全局变量为对所述控制量进行定义得到；
仿真开始时，所述工作区通过所述第一数据交互通道获取到所述配电网被控对象的采集量以及控制量，所述仿真模型通过第二数据交互通道获取到配电网被控对象的第一全局变量以及第二全局变量，通过所述仿真模型对配电网被控对象进行在环仿真。
进一步地，所述第一数据交互通道基于S-Function模块进行建立得到，所述建立所述仿真模型与所述工作区之间的第一数据交互通道，包括：
读取所述S-Function模块对应的S-Function源文件；
在所述S-Function源文件中将所述S-Function模块的输入信号数量和输出信号数量进行设置，并将所述采集量与所述控制量分别采用全局变量进行定义，得到所述第一全局变量以及所述第二全局变量；
在所述S-Function源文件中将采样周期设置为所述仿真模型的仿真步长；
在所述S-Function源文件中将所述采集量对应的第一全局变量以及所述控制量对应的第二全局变量进行赋值；
基于设置好的所述S-Function源文件以及对应的所述S-Function模块，建立得到所述仿真模型与所述工作区之间的第一数据交互通道。
进一步地，所述在所述S-Function源文件中将所述S-Function模块的输入信号数量和输出信号数量进行设置，包括：
在所述S-Function源文件中将所述S-Function模块的输入信号数量设置为所述采集量的数量，以及将所述S-Function模块的输出信号的数量设置为控制量的数量。
进一步地，所述在所述S-Function源文件中将所述采集量对应的第一全局变量以及所述控制量对应的第二全局变量进行赋值，包括：
在所述S-Function源文件中将所述采集量对应的第一全局变量用所述S-Function模块的输入信号进行赋值，以及将所述控制量对应的第二全局变量用所述S-Function模块的输出信号进行赋值。
进一步地，所述第二数据交互通道基于Matlab脚本进行建立得到，所述建立所述工作区与实物控制器的第二数据交互通道，包括：
在所述Matlab脚本中定义与所述S-Function源文件中相同的全局变量，并对Matlab脚本的全局变量进行赋值；
在所述Matlab脚本中创建Modbus对象，根据所述Modbus对象的通信协议建立与所述实物控制器的通信连接；
在所述Matlab脚本中配置用于触发所述配电网被控对象的采集量采集操作的第一计时器，以及配置用于触发读取实物控制器的控制量采集操作的第二计时器；
基于配置好的所述Matlab脚本建立所述工作区与实物控制器的第二数据交互通道。
进一步地，所述在所述Matlab脚本中配置用于触发所述配电网被控对象的采集量采集操作的第一计时器，以及配置用于触发读取实物控制器的控制量采集操作的第二计时器，包括：
在所述Matlab脚本中配置用于触发所述配电网被控对象的采集量采集操作的第一计时器后，将所述第一计时器中的周期参数设置为所述配电网被控对象采集量的采集周期，在所述第一计时器的回调函数中采用Modbus对象的写函数将配电网被控对象的采集量对应的全局变量值写入所述实物控制器；
在所述Matlab脚本中配置用于触发读取实物控制器的控制量采集操作的第二计时器后，将所述第二计时器中的周期参数设置为所述实物控制器控制量的读取周期，在所述第二计时器的回调函数中采用Modbus对象的读函数读取所述实物控制器的控制量，并用所述实物控制器的控制量对所述配电网被控对象对应的全局变量进行赋值。
进一步地，在所述仿真区中搭建配电网被控对象的仿真模型之后，所述方法还包括：为所述仿真模型配置系统时间模块，并将所述仿真模型的仿真时间与所述系统时间模块的系统时间进行同步。
第二方面，本发明实施例还提供一种配电网硬件在环仿真装置，装置包括：
模型搭建模块，用于在所述仿真区中搭建配电网被控对象的仿真模型，所述配电网被控对象为实物控制器所控制的配电网硬件；
第一通道建立模块，用于建立所述仿真模型与所述工作区之间的第一数据交互通道，以使所述仿真模型获取到所述配电网被控对象的第一全局变量以及第二全局变量；
第二通道建立模块，用于建立所述工作区与实物控制器的第二数据交互通道，以使所述工作区获取到所述配电网被控对象的采集量以及控制量，所述第一全局变量为对所述采集量进行定义得到，所述第二全局变量为对所述控制量进行定义得到；
仿真模块，用于仿真开始时，所述工作区通过所述第一数据交互通道获取到所述配电网被控对象的采集量以及控制量，所述仿真模型通过第二数据交互通道获取到配电网被控对象的第一全局变量以及第二全局变量，通过所述仿真模型对配电网被控对象进行在环仿真。
第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如实施例中所述的一种配电网硬件在环仿真方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例中所述的一种配电网硬件在环仿真方法的步骤。
本发明所达到的有益效果：本发明通过在PC机中将硬件在环仿真划分为仿真区和工作区，利用工作区进行全局变量转换来实现仿真模型和实物控制器之间的数据交互，使得仿真模型能够通过实物控制器的采集量和控制量进行硬件在环仿真，无需配置专用仿真机以及专用接口硬件就能够实现配电网硬件在环仿真，由于PC机及硬件接口在成本方面较低，显著降低了配电网硬件在环仿真的成本。
上述发明内容仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。
图1是本发明实施例提供的一种配电网硬件在环仿真方法的流程图。
图2是本发明实施例提供的一种配电网硬件在环仿真系统的整体架构。
图3是本发明实施例提供的一种配电网硬件在环仿真方法的验证结果示意图。
图4是本发明实施例提供的一种配电网硬件在环仿真装置的结构示意图。
图5本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在更加详细地讨论示例性实施例之前，应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作(或步骤)可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤；所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
本发明的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。还应当理解的是，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的变量关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含A、B和C”、“包含A、B、C”是指A、B、C三者都包含，“包含A、B或C”是指包含A、B、C三者之一，“包含A、B和/或C”是指包含A、B、C三者中任1个或任2个或3个。
应当理解，在本发明中，“与A对应的B”、“与A相对应的B”、“A与B相对应”或者“B与A相对应”，表示B与A相关联，根据A可以确定B。根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。A与B的匹配，是A与B的相似度大于或等于预设的阈值。
实施例一
请参照图1，图1是本发明实施例提供的一种配电网硬件在环仿真方法的流程图，一种配电网硬件在环仿真方法，具体包括以下步骤：
S1、在所述仿真区中搭建配电网被控对象的仿真模型，所述配电网被控对象为实物控制器所控制的配电网硬件。
在本发明实施例中，上述配电网硬件在环仿真方法应用于PC(PersonalComputer)机中，在PC机中包括基于Simulink的仿真区和基于Matlab的工作区，在仿真区中可以搭建配电网被控对象的仿真模型，仿真模型为基于Simulink的仿真模型，仿真区中搭建的配电网被控对象的仿真模型可以与工作区之间进行数据交互。上述配电网被控对象为实物控制器所控制的配电网硬件。
在搭建配电网被控对象的仿真模型之后，还可以为仿真模型配置系统时间模块(Real-Time Synchronization模块)，并将仿真模型的仿真时间与系统时间模块的系统时间进行同步，使得配电网被控对象的仿真模型能够更加真实地模拟实际被控对象。
S2、建立所述仿真模型与所述工作区之间的第一数据交互通道，以使所述仿真模型获取到所述配电网被控对象的第一全局变量以及第二全局变量。
其中，第一数据交互通道基于S-Function模块进行建立得到。具体的，步骤S2包括：S21、读取所述S-Function模块对应的S-Function源文件；
S22、在所述S-Function源文件中将所述S-Function模块的输入信号数量和输出信号数量进行设置，并将所述采集量与所述控制量分别采用全局变量进行定义，得到所述第一全局变量以及所述第二全局变量；
S23、在所述S-Function源文件中将采样周期设置为所述仿真模型的仿真步长；
S24、在所述S-Function源文件中将所述采集量对应的第一全局变量以及所述控制量对应的第二全局变量进行赋值；
S25、基于设置好的所述S-Function源文件以及对应的所述S-Function模块，建立得到所述仿真模型与所述工作区之间的第一数据交互通道。
具体的，首先确定实物控制器对配电网被控对象采集的状态量，确定配电网被控对象的控制量，并用信号线将配电网被控对象的采集量和控制量分别与S-Function模块对应的输入端口和输出端口进行连接，从S-Function模块中读取对应的S-Function源文件，在S-Function源文件中将S-Function模块的输入信号数量设置为采集量的数量，将S-Function模块的输出信号的数量设置为控制量的数量，并将所确定的采集量和控制量分别采用全局变量进行定义，使得在Matlab工作区中也可访问这些变量。此外，对S-Function源文件中的采样周期ts进行设置，保持与Simulink模型的仿真步长相同。
更具体的，在S-Function源文件的mdlOutputs函数中，将采集量对应的第一全局变量用S-Function模块的输入信号进行赋值，以及将控制量对应的第二全局变量用S-Function模块的输出信号进行赋值。对S-Function源文件进行处理之后，便可以基于设置好的S-Function源文件以及对应的S-Function模块，建立仿真模型与Matlab工作区之间的第一数据交互通道。
S3、建立所述工作区与实物控制器的第二数据交互通道，以使所述工作区获取到所述配电网被控对象的采集量以及控制量，所述第一全局变量为对所述采集量进行定义得到，所述第二全局变量为对所述控制量进行定义得到。
其中，上述第二数据交互通道基于Matlab脚本进行建立得到。具体的，步骤S3包括：S31、在所述Matlab脚本中定义与所述S-Function源文件中相同的全局变量，并对Matlab脚本的全局变量进行赋值；
S32、在所述Matlab脚本中创建Modbus对象，根据所述Modbus对象的通信协议建立与所述实物控制器的通信连接；
S33、在所述Matlab脚本中配置用于触发所述配电网被控对象的采集量采集操作的第一计时器，以及配置用于触发读取实物控制器的控制量采集操作的第二计时器；
S34、基于配置好的所述Matlab脚本建立所述工作区与实物控制器的第二数据交互通道。
具体的，先在Matlab脚本中定义与S-Function源文件中相同的全局变量，并对Matlab脚本的全局变量进行赋值，并在Matlab脚本中创建Modbus对象，通过Modbus通信协议建立与实物控制器的通信连接，用于数据交互。
更具体的，在Matlab脚本中配置用于触发配电网被控对象的采集量采集操作的第一计时器(第一timer计时器对象)后，将第一计时器中的周期参数(Period参数)设置为配电网被控对象采集量的采集周期，在第一计时器的TimerFcn回调函数中采用Modbus对象的write函数将配电网被控对象的采集量对应的全局变量值写入实物控制器。以及在Matlab脚本中配置用于触发读取实物控制器的控制量采集操作的第二计时器(第二timer计时器对象)后，将第二计时器中的周期参数设置为实物控制器控制量的读取周期，在第二计时器的TimerFcn回调函数中采用Modbus对象的read函数读取实物控制器的控制量，并用实物控制器的控制量对配电网被控对象对应的全局变量进行赋值。对Matlab脚本完成配置后，便可以根据配置好的Matlab脚本连接Matlab工作区与实物控制器之间的第二数据交互通道。
S4、仿真开始时，所述工作区通过所述第一数据交互通道获取到所述配电网被控对象的采集量以及控制量，所述仿真模型通过第二数据交互通道获取到配电网被控对象的第一全局变量以及第二全局变量，通过所述仿真模型对配电网被控对象进行在环仿真。
具体的，结合图2所示，在建立好配电网被控对象的Simulink仿真模型与Matlab工作区之间的第一数据交互通道，以及Matlab工作区与实际控制器之间的第二数据交互通道后，在启动仿真时，配电网被控对象的Simulink仿真模型便可以基于S-Function模块与Matlab工作区之间的第一数据交互通道与Matlab工作进行数据交互，以及Matlab工作区可以基于第二数据交互通道与实际控制器进行数据交互，从而实现基于运用在PC机上的配电网被控对象的Simulink仿真模型对配电网被控对象进行在环仿真。
在本发明实施例中，通过在PC机中将硬件在环仿真划分为仿真区和工作区，利用工作区进行全局变量转换来实现仿真模型和实物控制器之间的数据交互，使得仿真模型能够通过实物控制器的采集量和控制量进行硬件在环仿真，无需配置专用仿真机以及专用接口硬件就能够实现配电网硬件在环仿真，由于PC机及硬件接口在成本方面较低，显著降低了配电网硬件在环仿真的成本。
在本实施例中，为了更好的对本发明进行说明，提供了以下具体实例。以配电台区充电桩有序充电控制为例，验证本发明实施例提供一种配电网硬件在环仿真方法的有效性。在Simulink中搭建仿真模型，其中，包含7个充电桩，充电负荷分别为7kW、7kW、30kW、60kW、100kW、150kW、200kW，采用三相交流电压源模拟台区电源，台区额定容量为1000kW。通过load模块从matlab工作区读取负荷数据，modelIO2(S-Function模块)用于实现仿真模型对外数据交互。充电桩的充电负荷为采集量，充电桩的充电状态为控制量，将其分别作为S函数模块的输入和输出信号。
在实际控制器中，以控制台区负载率不超过设定阈值，同时最大化满足充电需求为目标，实现充电桩有序充电的优化控制，如下式(1)所示：
式中：n为台区可控充电桩数量；xi为充电桩充电状态变量，取值为0或1，若为1表示充电桩i为充电状态，若为0表示充电桩i为非充电状态；Pi为充电桩i的负荷；r为需要控制的台区负载率，取80％；Pm为台区额定容量。
在实际控制器中求解上述优化模型，若有解，则按照解得的xi值控制台区各充电桩状态；若无解，说明仅通过控制充电桩无法使台区负载率降至设定阈值。此时，令所有xi均为0，使所有充电桩停止充电，以尽可能降低台区负载率。
运行Matlab脚本、实际控制器和Simulink仿真模型进行硬件在环仿真，得到的结果如图3所示。可以看出台区负载率已尽可能控制在80％以内。在一天中的00:00-00:45和23:45-24:00时段，台区非充电负荷处于低谷期，所有充电桩在这一时段可同时充电。在09:15-09:45时段，台区非充电负荷达到峰值，超过了台区负载率的80％，此时，控制器控制所有充电桩暂停充电，以尽可能该时段降低台区负载率。在其余时段，通过验证可得，已充分利用台区充电桩充电，若再增大充电负荷，将会造成台区重载。上述仿真结果与所配置的控制策略逻辑相符合，实现了对控制策略的测试，验证了本发明一种配电网硬件在环仿真方法的有效性。
综合以上验证结果可知，本发明通过S-Function模块实现了Simulink仿真模型与Matlab工作区之间的数据交互，通过Matlab脚本中定时触发的Modbus协议通信语句实现了Matlab工作区与实物控制器之间的数据交互，最终支持通过PC机实现仿真模型和实物控制器之间的数据交互，无需配置专用的仿真机硬件就能够实现配电网硬件在环仿真，由于PC机及硬件接口在成本方面较低，因此，可显著降低配电网硬件在环仿真的成本。
实施例二
请参照图4，图4是本发明实施例提供的一种配电网硬件在环仿真装置的结构示意图。一种配电网硬件在环仿真装置M40，包括：
模型搭建模块M401，用于在所述仿真区中搭建配电网被控对象的仿真模型，所述配电网被控对象为实物控制器所控制的配电网硬件；
第一通道建立模块M402，用于建立所述仿真模型与所述工作区之间的第一数据交互通道，以使所述仿真模型获取到所述配电网被控对象的第一全局变量以及第二全局变量；
第二通道建立模块M403，用于建立所述工作区与实物控制器的第二数据交互通道，以使所述工作区获取到所述配电网被控对象的采集量以及控制量，所述第一全局变量为对所述采集量进行定义得到，所述第二全局变量为对所述控制量进行定义得到；
仿真模块M404，用于仿真开始时，所述工作区通过所述第一数据交互通道获取到所述配电网被控对象的采集量以及控制量，所述仿真模型通过第二数据交互通道获取到配电网被控对象的第一全局变量以及第二全局变量，通过所述仿真模型对配电网被控对象进行在环仿真。
可选地，第一通道建立模块M402，包括：
读取单元M4021，用于读取所述S-Function模块对应的S-Function源文件；
变量设置单元M4022，用于在所述S-Function源文件中将所述S-Function模块的输入信号数量和输出信号数量进行设置，并将所述采集量与所述控制量分别采用全局变量进行定义，得到所述第一全局变量以及所述第二全局变量；
步长设置单元M4023，用于在所述S-Function源文件中将采样周期设置为所述仿真模型的仿真步长；
变量赋值单元M4024，用于在所述S-Function源文件中将所述采集量对应的第一全局变量以及所述控制量对应的第二全局变量进行赋值；
通道建立单元M4025，用于基于设置好的所述S-Function源文件以及对应的所述S-Function模块，建立得到所述仿真模型与所述工作区之间的第一数据交互通道。
可选地，变量设置单元M4022具体用于：在所述S-Function源文件中将所述S-Function模块的输入信号数量设置为所述采集量的数量，以及将所述S-Function模块的输出信号的数量设置为控制量的数量。
可选地，变量赋值单元M4024具体用于在所述S-Function源文件中将所述采集量对应的第一全局变量用所述S-Function模块的输入信号进行赋值，以及将所述控制量对应的第二全局变量用所述S-Function模块的输出信号进行赋值。
可选地，第二通道建立模块M403，包括：
定义子单元M4031，用于在所述Matlab脚本中定义与所述S-Function源文件中相同的全局变量，并对Matlab脚本的全局变量进行赋值；
创建子单元M4032，用于在所述Matlab脚本中创建Modbus对象，根据所述Modbus对象的通信协议建立与所述实物控制器的通信连接；
配置子单元M4033，用于在所述Matlab脚本中配置用于触发所述配电网被控对象的采集量采集操作的第一计时器，以及配置用于触发读取实物控制器的控制量采集操作的第二计时器；通道建立子单元M4034，用于基于配置好的所述Matlab脚本建立所述工作区与实物控制器的第二数据交互通道。
可选地，配置子单元M4033具体用于：在所述Matlab脚本中配置用于触发所述配电网被控对象的采集量采集操作的第一计时器后，将所述第一计时器中的周期参数设置为所述配电网被控对象采集量的采集周期，在所述第一计时器的回调函数中采用Modbus对象的写函数将配电网被控对象的采集量对应的全局变量值写入所述实物控制器；
在所述Matlab脚本中配置用于触发读取实物控制器的控制量采集操作的第二计时器后，将所述第二计时器中的周期参数设置为所述实物控制器控制量的读取周期，在所述第二计时器的回调函数中采用Modbus对象的读函数读取所述实物控制器的控制量，并用所述实物控制器的控制量对所述配电网被控对象对应的全局变量进行赋值。
可选地，装置M40还包括：
配置模块M404，用于为所述仿真模型配置系统时间模块，并将所述仿真模型的仿真时间与所述系统时间模块的系统时间进行同步。
本发明实施例提供的一种配电网硬件在环仿真装置能够实现上述一种配电网硬件在环仿真方法中的各个过程，且可以达到相同的有益效果。为避免重复，这里不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机设备，请参照图5，图5是本发明实施例提供的计算机设备的结构示意图，所述计算机设备D50包括：处理器D501、存储器D502及存储在所述存储器D502上并可在所述处理器D501上运行的计算机程序。所述处理器D501调用所述存储器D502存储的计算机程序，执行本发明实施例中提供的一种配电网硬件在环仿真方法中各个步骤，且能实现同样的技术效果，参上述实施例中的描述，此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的一种配电网硬件在环仿真方法中的各个过程及步骤，且能实现相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
需要指出的是，本技术领域技术人员可以理解，本发明实施例中的电子设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、数字处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、嵌入式设备等。电子设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。电子设备可以通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。
需要说明的是，可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，存储器可以是电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的硬盘或内存。在另一些实施例中，存储器也可以是电子设备的外部存储设备，例如该电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，存储器还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，存储器通常用于存储安装于电子设备的操作装置和各类应用软件，例如一种配电网硬件在环仿真方法的程序代码等。此外，存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述一种配电网硬件在环仿真方法的各个实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)等。
以上所述之具体实施方式为本发明一种配电网硬件在环仿真方法的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种配电网硬件在环仿真方法，其特征在于，所述配电网硬件在环仿真方法应用于PC机，所述PC机包括仿真区和工作区，所述方法包括以下步骤：
在所述仿真区中搭建配电网被控对象的仿真模型，所述配电网被控对象为实物控制器所控制的配电网硬件；
建立所述仿真模型与所述工作区之间的第一数据交互通道，以使所述仿真模型获取到所述配电网被控对象的第一全局变量以及第二全局变量；
建立所述工作区与实物控制器的第二数据交互通道，以使所述工作区获取到所述配电网被控对象的采集量以及控制量，所述第一全局变量为对所述采集量进行定义得到，所述第二全局变量为对所述控制量进行定义得到；
仿真开始时，所述工作区通过所述第一数据交互通道获取到所述配电网被控对象的采集量以及控制量，所述仿真模型通过第二数据交互通道获取到配电网被控对象的第一全局变量以及第二全局变量，通过所述仿真模型对配电网被控对象进行在环仿真。
2.根据权利要求1所述的一种配电网硬件在环仿真方法，其特征在于，所述第一数据交互通道基于S-Function模块进行建立得到，所述建立所述仿真模型与所述工作区之间的第一数据交互通道，包括：
读取所述S-Function模块对应的S-Function源文件；
在所述S-Function源文件中将所述S-Function模块的输入信号数量和输出信号数量进行设置，并将所述采集量与所述控制量分别采用全局变量进行定义，得到所述第一全局变量以及所述第二全局变量；
在所述S-Function源文件中将采样周期设置为所述仿真模型的仿真步长；
在所述S-Function源文件中将所述采集量对应的第一全局变量以及所述控制量对应的第二全局变量进行赋值；
基于设置好的所述S-Function源文件以及对应的所述S-Function模块，建立得到所述仿真模型与所述工作区之间的第一数据交互通道。
3.根据权利要求2所述的一种配电网硬件在环仿真方法，其特征在于，所述在所述S-Function源文件中将所述S-Function模块的输入信号数量和输出信号数量进行设置，包括：
在所述S-Function源文件中将所述S-Function模块的输入信号数量设置为所述采集量的数量，以及将所述S-Function模块的输出信号的数量设置为控制量的数量。
4.根据权利要求2所述的一种配电网硬件在环仿真方法，其特征在于，所述在所述S-Function源文件中将所述采集量对应的第一全局变量以及所述控制量对应的第二全局变量进行赋值，包括：
在所述S-Function源文件中将所述采集量对应的第一全局变量用所述S-Function模块的输入信号进行赋值，以及将所述控制量对应的第二全局变量用所述S-Function模块的输出信号进行赋值。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的一种配电网硬件在环仿真方法，其特征在于，所述第二数据交互通道基于Matlab脚本进行建立得到，所述建立所述工作区与实物控制器的第二数据交互通道，包括：
在所述Matlab脚本中定义与所述S-Function源文件中相同的全局变量，并对Matlab脚本的全局变量进行赋值；
在所述Matlab脚本中创建Modbus对象，根据所述Modbus对象的通信协议建立与所述实物控制器的通信连接；
在所述Matlab脚本中配置用于触发所述配电网被控对象的采集量采集操作的第一计时器，以及配置用于触发读取实物控制器的控制量采集操作的第二计时器；
基于配置好的所述Matlab脚本建立所述工作区与实物控制器的第二数据交互通道。
6.根据权利要求5所述的一种配电网硬件在环仿真方法，其特征在于，所述在所述Matlab脚本中配置用于触发所述配电网被控对象的采集量采集操作的第一计时器，以及配置用于触发读取实物控制器的控制量采集操作的第二计时器，包括：
在所述Matlab脚本中配置用于触发所述配电网被控对象的采集量采集操作的第一计时器后，将所述第一计时器中的周期参数设置为所述配电网被控对象采集量的采集周期，在所述第一计时器的回调函数中采用Modbus对象的写函数将配电网被控对象的采集量对应的全局变量值写入所述实物控制器；
在所述Matlab脚本中配置用于触发读取实物控制器的控制量采集操作的第二计时器后，将所述第二计时器中的周期参数设置为所述实物控制器控制量的读取周期，在所述第二计时器的回调函数中采用Modbus对象的读函数读取所述实物控制器的控制量，并用所述实物控制器的控制量对所述配电网被控对象对应的全局变量进行赋值。
7.根据权利要求1所述的一种配电网硬件在环仿真方法，其特征在于，在所述仿真区中搭建配电网被控对象的仿真模型之后，所述方法还包括：
为所述仿真模型配置系统时间模块，并将所述仿真模型的仿真时间与所述系统时间模块的系统时间进行同步。
8.一种配电网硬件在环仿真装置，其特征在于，所述装置包括：
模型搭建模块，用于在所述仿真区中搭建配电网被控对象的仿真模型，所述配电网被控对象为实物控制器所控制的配电网硬件；
第一通道建立模块，用于建立所述仿真模型与所述工作区之间的第一数据交互通道，以使所述仿真模型获取到所述配电网被控对象的第一全局变量以及第二全局变量；
第二通道建立模块，用于建立所述工作区与实物控制器的第二数据交互通道，以使所述工作区获取到所述配电网被控对象的采集量以及控制量，所述第一全局变量为对所述采集量进行定义得到，所述第二全局变量为对所述控制量进行定义得到；
仿真模块，用于仿真开始时，所述工作区通过所述第一数据交互通道获取到所述配电网被控对象的采集量以及控制量，所述仿真模型通过第二数据交互通道获取到配电网被控对象的第一全局变量以及第二全局变量，通过所述仿真模型对配电网被控对象进行在环仿真。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的一种配电网硬件在环仿真方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的一种配电网硬件在环仿真方法的步骤。
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