(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210977091.9 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 国网湖南省电力有限公司 地址 410004 湖南省长 沙市新韶东路398号 申请人 国网湖南省电力有限公司电力科 学 研究院　 国家电网有限公司 (72)发明人 龚禹生　欧阳帆　朱吉然　唐海国　 李辉　王灿　洪权　周可慧　 熊尚峰　吴晋波　胡锦豪　严亚兵　 余斌　莫文慧　王小源　羿敏　 徐彪　邓威　张帝　肖豪龙　丁禹　 龙雪梅　欧阳宗帅 　 (74)专利代理 机构 湖南兆弘专利事务所(普通 合伙) 43008 专利代理师 谭武艺(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种有源配电网功率闭环型动模仿真系统 及其应用方法 (57)摘要 本发明公开了一种有源配电网功率闭环型 动模仿真系统及其应用方法， 本发 明的仿真系统 包括模拟电网单元、 光伏实物平台、 控制器平台 和用于模拟有源配电网的一二次深度融合断路 器的断路器， 模拟电网单元包括仿真器和功率放 大器， 光伏实物平台包括光伏变流器、 光伏电池、 储能变流器、 储能电池和低压母线， 光伏电池通 过光伏变流器与低压母线相连， 储能电池通过储 能变流器与低压母线相连， 控制器平台分别与光 伏变流器、 储能变流器的控制端相连。 本发明采 用半实物仿真克服了离线仿真和纯数字实时仿 真的局限性， 其仿真结果更接近于实际情况， 在 对电力系统大功率装置的研究中， 半实物实吋仿 真不仅提高可靠性， 并且可 以缩短研发周 期、 降 低研发成本。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115270504 A 2022.11.01 CN 115270504 A 1.一种有源配电网功率闭环型动模仿真系统， 其特征在于， 包括模拟电网单元(1)、 光 伏实物平台(2)、 控制器平台(3)和用于模拟有源配电网的一二次深度融合断路器的断路器 (4)， 所述模拟电网单元(1)包括用于模拟有源配电网的主回路模型的仿真器和功率放大 器， 所述光伏实物平台(2)包括光伏变流器、 光伏电池、 储 能变流器、 储 能电池和低压母线， 所述光伏电池通过光伏变流器与低压母线相连， 所述储能电池通过储能变流器与低压母线 相连， 所述控制器平台(3)的输出端分别与光伏变流器、 储能变流器的控制端相连， 且所述 光伏变流器、 储能变流器的电压和电流信号输出端与仿真器的输入端相连， 所述仿真器的 模拟信号输出端通过功率放大器分别与光伏变流器、 储能变流器的一次接口相连， 所述仿 真器分别与控制器平台(3)以及断路器(4)相连。 2.根据权利要求1所述的有源配电网功率闭环型动模仿真系统， 其特征在于， 所述仿真 器为用于运行RTDS仿 真软件的RTDS仿真器， 所述光伏变流器、 储能变流器和断路器(4)的反 馈量通过RTDS仿真器的接口卡的数字通道、 并将数字信号传输到RTDS仿 真器中的RTDS仿 真 软件和控制器平台(3)中以完成闭环控制。 3.根据权利要求2所述的有源配电网功率闭环型动模仿真系统， 其特征在于， 所述控制 器平台(3)包括FPGA小步长实时仿真器和DSP控制板卡， 所述FPGA小步长实时仿真器和DSP 控制板卡分别与RTDS 仿真器相连， 所述FPGA小步长实时仿真器的输出端与光伏变流器的控 制端相连以用于控制光伏变流器， 所述DSP控制 板卡的输出端与储能变流器的控制端相连 以用于控制储能变流器。 4.根据权利要求3所述的有源配电网功率闭环型动模仿真系统， 其特征在于， 所述功率 放大器为四象限仿真功率 放大器。 5.根据权利要求4所述的有源配电网功率闭环型动模仿真系统， 其特征在于， 所述光伏 实物平台(2)还 包括用于调节三相不平衡度的可调负载， 所述可调负载与低压母线相连。 6.根据权利要求5所述的有源配电网功率闭环型动模仿真系统， 其特征在于， 所述光伏 实物平台(2)还 包括充电桩， 所述充电桩与低压母线相连。 7.一种权利要求1～6中任意一项所述的有源配电网功率闭环型动模仿真系统的应用 方法， 其特 征在于， 包括： S1， 基于RTDS仿真器中的RTDS仿真软件搭建有源配电网的主回路模型； 在控制器平台 (3)中分别写入光伏变流器、 储能变流器的控制策略； S2， 通过有源配电网的主回路模型产生节点电压、 电流以及一二次融合断路器的信号， 并将节点电压、 电流通过RTDS仿真器的接口卡的模拟通道传输到功率放大器、 通过功率放 大器进行功率放大后分别与光伏变流器、 储能变流器的一次接口， 将一二次融合断路器的 信号通过RTDS仿真器的接口卡的数字通道传输给断路器(4)； S3， 通过RTDS仿真器的接口卡的数字通道采集光伏实物平台(2)在光伏变流器、 储能变 流器的控制策略控制下的电压和电流信号。 8.根据权利要求7所述的有源配电网功率闭环型动模仿真系统的应用方法， 其特征在 于， 步骤S1中搭建有源配电网的主回路模型是指搭建光伏发电系统的主回路模型， 且包括： 定义光伏发电系统中的电池组件， 设置光伏发电系统的主回路模型中电池组件的并联数量 和串联数量， 从而将电池组件组成光伏列阵； 从RTDS仿真软件中自带器件选择并网逆变器 的Boost电路和全桥逆变器电路， 搭建 并网逆变器的控制器并选择控制策略， 将光伏列阵和权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115270504 A 2并网逆变器相连得到光伏发电系统的主回路模型。 9.根据权利要求8所述的有源配电网功率闭环型动模仿真系统的应用方法， 其特征在 于， 步骤S1 中在控制器平台(3)中分别写入光伏变流器、 储能变流器的控制策略时包括FPGA 小步长实时仿真器中写入光伏变流器的控制策略以控制光伏变流器、 往DSP控制板卡中写 入储能变流器的控制策略以控制储能变流器。 10.根据权利要求9所述的有源配电网功率闭环型动模仿真系统 的应用方法， 其特征在 于， 所述往DSP控制板卡中写入储能变流器的控制策略时， 包括判断有源配电网的运行模 式， 若有源配电网的运行模式为并网运行， 则往DSP控制板卡中写入储能变流器预设的并网 控制策略， 否则往D SP控制板卡中写入 储能变流器预设的孤岛控制策略。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115270504 A 3