具有實時動態控制能力的微網測試平臺方案探討
在智能電網的研究項目中，實時地調配各種不同來源的電力供應，滿足當前微網的耗能需求是關鍵的研究課題之一。而作為研究的一種重要手段，就是在實驗室里搭建一整套完整的模擬系統，包括風能、太陽能、儲能電池、電動汽車（充電樁）、功率馬達設備、常規負載（如家電產品）等各種模擬器甚至真實設施，通過受
在智能電網的研究項目中，實時地調配各種不同來源的電力供應，滿足當前微網的耗能需求是關鍵的研究課題之一。而作為研究的一種重要手段，就是在實驗室里搭建一整套完整的模擬系統，包括風能、太陽能、儲能電池、電動汽車（充電樁）、功率馬達設備、常規負載（如家電產品）等各種模擬器甚至真實設施，通過受控的電網模擬器全部連接在一起，研究各種供電來源與用電負載在各種情形下的表現。對于這樣一整套測試平臺，電網模擬器作為所有其他設備的核心聯結設備，通過調整其輸出可以輕松模擬真實電網上各種偶發或者具有危害性的事件，觀察、評判掛載的各種設備的應對行為以便進行相應的改進。這就要求電網模擬器具有強大的電壓、頻率調節控制能力，良好地支持能量的雙向流動，靈活實時地接受外部指令控制等能力。特別是隨著研究的深入，對于控制模擬電網輸出的實時性要求越來越高，波形變化日趨復雜，要求實現所謂硬件在環(Hardware-in-the-loop)的模擬，這對于作為普通交流源的電網模擬器產品的控制能力的要求也越來越嚴苛。
常規的控制方式是面板操作或者通過GPIB/RS232/USB/Ethernet等通信接口發送SCPI指令遠程程控，但是這兩種方式都難以滿足當前這種對于實時輸出復雜波形的要求。實時性比較好的控制方式是利用外部的模擬量信號來直接控制電網模擬器的輸出，此時電網模擬器的工作狀態就相當于一臺線性放大器，直接將外部的模擬量信號等比例放大，并提供相應的輸出功率支持。
至于外部控制信號的來源，尤其是其會需要提供各種復雜狀況的模擬能力，目前也已經有成熟的商業化工具，即實時數字仿真系統(Real Time Digital Simulation, RTDS)。RTDS是一種功能強大的工具，由硬件和軟件組合而成。其內建有廣泛的電力系統元件模塊數據庫，用戶可以在圖形化軟件界面中利用現有的元件模塊組建起電力系統的回路，設定相應的研究序列。RTDS能夠連續地產生輸出來真實地代表實際網絡中的情況，模擬許多惡劣的但很現實的情況，提供大量的數字量和模擬量的輸入輸出接口，可以直接連到外部設備設備上去。
我們使用AMETEK California Instrument（加州儀器，以下簡稱CI）旗下的RS系列高功率交流源來作為配套RTDS的電網模擬器，該款產品可提供90KVA至1MVA的功率輸出，支持100%標稱功率的能量雙向流動，穩定輸出主頻范圍為16Hz至820Hz，同樣還支持直流輸出。目前其提供的外部模擬量控制接口支持0至7Vac輸入電壓對應0至滿量程輸出電壓，并且支持三相分別獨立受控于各自的模擬量輸入。
我們以此RS交流電源配套加拿大某品牌實時控制器來驗證系統性能。
系統測試配置方案如下。
作者：阿美特克黃正峰 來源：太陽能發電網 責任編輯：gaoting
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