微网能量管理系统模拟测试平台的制作方法

本发明涉及微电网技术领域，特别是涉及一种微网能量管理系统模拟测试平台。

背景技术：

随着科学技术及社会经济的发展，科技的进步正影响着社会的经济并改变着微电网技术领域。在微电网技术领域，特别是独立型微电网光伏输出功率预测及独立型微电网能量调控管理技术的发展对微电网技术的影响深远。

目前，微网能量管理算法的研究中，算法可行性验证多基于算法设定的仿真输入数据，运行算法得出理想的结果，脱离整个微网系统运行；若采用实际微网系统对算法进行验证，很难遍历微网每一种运行状态和设备运行模式，不能很好检验出微网能量管理算法的实际运用可行性。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种微网能量管理系统模拟测试平台，以对微网能量管理算法可行性进行验证，以及微网能量管理算法在实际运行中相应的通信条件是否满足。

一种微网能量管理系统模拟测试平台，包括：第一计算机、第二计算机、可编程控制器及路由器；所述第一计算机具有微网能量管理算法模块；所述第二计算机具有微网仿真平台，用于模拟真实微网系统；所述可编程控制器用于采集所述微网仿真平台的运行数据，并接收由所述第一计算机中的所述微网能量管理算法模块运行生成的调度指令；所述路由器分别与所述第一计算机、所述第二计算机及所述可编程控制器连接，用于实现所述第一计算机、所述第二计算机及所述可编程控制器之间的通信连接。

在其中的一个实施例中，所述微网能量管理算法模块包括数据库、预测模块、并网调度算法模块及离网调度算法模块；所述数据库分别与所述预测模块、所述并网调度算法模块及所述离网调度算法模块连接。

在其中的一个实施例中，所述数据库与所述微网仿真平台连接，用于读取所述微网仿真平台运行的数据。

在其中的一个实施例中，所述微网仿真平台为基于matlab的Simulink环境。

在其中的一个实施例中，所述微网仿真平台根据微网设备的数学模型和控制框图搭建，所述数学模型用于根据所述控制框图搭建出每个微网设备的仿真模型，以搭建所述仿真微网系统。

在其中的一个实施例中，所述仿真微网系统包括分别与电网公共连接点连接的负荷系统、光伏系统、风电系统、储能系统、柴油发电机。

在其中的一个实施例中，所述第一计算机具有第一通信模块，所述第一通信模块与所述微网能量管理算法模块连接，所述第一通信模块还与所述路由器通讯连接。

在其中的一个实施例中，所述第二计算机具有第二通信模块，所述第二通信模块包括依次连接的s-function函数模块、协议转换模块及输出调度指令模块，所述协议转换模块利用tcp通讯协议通过所述路由器与所述微网仿真平台连接。

在其中的一个实施例中，所述输出调度指令模块与所述可编程控制器连接，用于向所述可编程控制器输出所述调度指令。

在其中的一个实施例中，所述路由器为无线路由器，所述无线路由器分别与所述第一计算机、所述第二计算机及所述可编程控制器无线通讯连接。

上述微网能量管理系统模拟测试平台，通过由路由器将第一计算机、第二计算机及可编程控制器连接起来，根据需要模拟的实际微网运行状态，对微网仿真平台进行设置并运行，可编程控制器通过路由器对微网仿真平台的运行数据进行采集，并传输给第一计算机上的微网能量管理算法模块，微网能量管理算法模块对数据进行处理并运算，得出的微网设备的调度指令，通过路由器传输给可编程控制器，可编程控制器接受调度指令对微网逆变器进行控制，以对微网能量管理算法可行性进行验证，以及验证微网能量管理算法在实际运行中相应的通信条件是否满足。

附图说明

图1为一个实施例中微网能量管理系统模拟测试平台的结构示意图；

图2为一个实施例中微网能量管理算法模块的模块示意图；

图3为一个实施例中微网仿真平台拓扑设计结构的示意图；

图4为一个实施例中第二通信模块的模块示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1，其为一个实施例中微网能量管理系统模拟测试平台的结构示意图，例如，一种微网能量管理系统模拟测试平台包括：第一计算机PC1、第二计算机PC2、可编程控制器PLC及路由器。所述第一计算机PC1具有微网能量管理算法模块。所述第二计算机PC2具有微网仿真平台，用于模拟真实微网系统。例如，所述模拟真实微网系统即模仿现实中的真实的微网系统，也称仿真微网系统。所述可编程控制器PLC用于采集所述微网仿真平台的运行数据，并接收由所述第一计算机PC1中的所述微网能量管理算法模块运行生成的调度指令。所述路由器分别与所述第一计算机PC1、所述第二计算机PC2及所述可编程控制器PLC连接，用于实现所述第一计算机PC1、所述第二计算机PC2及所述可编程控制器PLC之间的通信连接。

上述微网能量管理系统模拟测试平台，通过由路由器将第一计算机PC1、第二计算机PC2及可编程控制器PLC连接起来，根据需要模拟的实际微网运行状态，对微网仿真平台进行设置并运行，可编程控制器PLC通过路由器对微网仿真平台的运行数据进行采集，并传输给第一计算机PC1上的微网能量管理算法模块，微网能量管理算法模块对数据进行处理并运算，得出的微网设备的调度指令，通过路由器传输给可编程控制器PLC，可编程控制器PLC接受调度指令对微网逆变器进行控制，以对微网能量管理算法可行性进行验证，以及验证微网能量管理算法在实际运行中相应的通信条件是否满足。

也就是说，针对现有微网能量管理算法可行性验证多局限于对算法输入仿真参数，脱离微网系统运行，不能验证实际运行时系统的通信条件是否满足，以及采用实际微网系统对微网能量管理算法进行验证时，对微网运行状态和设备运行模式遍历出现困难的问题，本实施例中提出一种微网能量管理算法模拟测试平台，该平台包括第一计算机PC1、可编程控制器PLC、路由器、第二计算机PC2。其中第一计算机PC1用于存放微网能量管理算法模块；可编程控制器PLC设备是用于采集微网仿真平台的运行数据，并接受第一计算机PC1中微网能量管理算法运行的调度指令，以对微网内逆变器进行控制；路由器用于实现各个设备的通信连接；第二计算机PC2用于搭建微网仿真平台，微网仿真平台基于matlab的Simulink环境，根据微网设备的数学模型和控制框图，搭建出每个微网设备的仿真模型，组成整个仿真微网系统，形成微网仿真平台；由于微网能量管理算法模块和微网仿真平台通过路由器进行通信，需要基于算法编写软件和搭建微网仿真平台的软件设计相应的通信模块，因此，在PC1和PC2上分别设计通信模块。根据需要模拟的实际微网运行状态，对微网仿真平台进行设置并运行，可编程控制器PLC通过路由器对微网仿真平台的运行数据进行采集，并传输给PC1上的微网能量管理算法模块，微网能量管理算法模块对数据进行处理并运算，得出的微网设备的调度指令，通过路由器传输给可编程控制器PLC，可编程控制器PLC接受调度指令对微网逆变器进行控制。由此验证微网能量管理算法可行性，以及微网能量管理算法在实际运行中相应的通信条件是否满足。

请参阅图2，其为一个实施例中微网能量管理算法模块的模块示意图，在其中的一个实施例中，所述微网能量管理算法模块包括数据库、预测模块、并网调度算法模块及离网调度算法模块；所述数据库分别与所述预测模块、所述并网调度算法模块及所述离网调度算法模块连接。在其中的一个实施例中，所述数据库与所述微网仿真平台连接，用于读取所述微网仿真平台运行的数据。

微网能量管理算法模块采用C++软件编写，主要包括预测模块、并网调度模块、离网调度模块，微网能量管理算法模块首先读取用于预测的历史数据，对负荷以及可再生能源进行预测，并读取微网仿真平台运行的数据，利用读取的运行状态、数据以及预测数据进行运算，得出的结果即为微网设备的调度指令，可编程控制器PLC根据调度指令对微网仿真平台进行调度。

请参阅图3，其为一个实施例中微网仿真平台拓扑设计结构的示意图，在其中的一个实施例中，所述微网仿真平台为基于matlab的Simulink环境。在其中的一个实施例中，所述微网仿真平台根据微网设备的数学模型和控制框图搭建，所述数学模型用于根据所述控制框图搭建出每个微网设备的仿真模型，组成仿真微网系统。在其中的一个实施例中，所述仿真微网系统包括分别与电网公共连接点连接的负荷系统、光伏系统、风电系统、储能系统、柴油发电机。

由于微网能量管理算法模块和微网仿真平台通过路由器进行通信，需要基于算法编写软件和微网仿真平台搭建软件设计相应的通信模块，因此，在PC1和PC2分别设计通信模块。微网能量管理算法模块侧的通信模块基于C++软件编写，微网仿真平台侧的通信模块基于Simulink的s-function函数编写。

由于微网能量管理算法模块和微网仿真平台通过路由器进行通信，需要基于算法编写软件和搭建微网仿真平台的软件设计相应的通信模块，因此，在其中的一个实施例中，所述第一计算机PC1具有第一通信模块，所述第一通信模块与所述微网能量管理算法模块连接，所述第一通信模块还与所述路由器通讯连接。如图4所示，其为一个实施例中第二通信模块的模块示意图在其中的一个实施例中，所述第二计算机PC2具有第二通信模块，所述第二通信模块包括依次连接的s-function函数模块、协议转换模块及输出调度指令模块，所述协议转换模块利用tcp通讯协议通过所述路由器与所述微网仿真平台连接。

在其中的一个实施例中，所述输出调度指令模块与所述可编程控制器PLC连接，用于向所述可编程控制器PLC输出所述调度指令。

为方便仿真实验，在其中的一个实施例中，所述路由器为无线路由器，所述无线路由器分别与所述第一计算机PC1、所述第二计算机PC2及所述可编程控制器PLC无线通讯连接。如此通过无线通讯连接可以节省在仿真实验过程中的接线的程序，极大地提高仿真实验的效率。

本发明的优点在于：通过由路由器将第一计算机、第二计算机及可编程控制器连接起来，根据需要模拟的实际微网运行状态，对微网仿真平台进行设置并运行，可编程控制器通过路由器对微网仿真平台的运行数据进行采集，并传输给第一计算机上的微网能量管理算法模块，微网能量管理算法模块对数据进行处理并运算，得出的微网设备的调度指令，通过路由器传输给可编程控制器，可编程控制器接受调度指令对微网逆变器进行控制，以对微网能量管理算法可行性进行验证，以及验证微网能量管理算法在实际运行中相应的通信条件是否满足。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。