CN108957378A - 一种用于测试能量管理***的测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于测试能量管理***的测试平台，包括电网模拟***、配用电模拟***和能量可控***，分别向能量管理***发送电网运行数据、发用电数据以及电能存储状态，使能量管理***能够依据电网运行数据、发用电数据以及电能存储状态生成并输出电能控制指令，同时记录并输出电网运行数据、发用电数据、电能存储状态以及电能控制指令，以用来确认能量管理***的工作是否正常，进而实现对能量管理***的测试。并且，本发明中在测试平台中增加电网模拟***，能够考虑外电网的运行状态对微电网的运行状态的影响，使得模拟的测试平台符合真实的微电网的运行环境。

Description

一种用于测试能量管理***的测试平台

技术领域

本发明涉及微电网领域，更具体的说，涉及一种用于测试能量管理***的测试平台。

背景技术

随着分布式发电的逐渐发展，电力***稳定性与安全性等问题越来越突出。微电网作为包含能量管理***、分布式发电、负荷、储能单元以及保护测量装置在内的一体化***，不仅能够解决传统分布式发电的间歇性和不确定性等问题，同时能够参与电力***的调节，对于电力***可靠性的提高有着巨大的意义和价值。

能量管理***是实现微电网内储能充放电管理、负荷调度、微电网与外电网之间的协调控制的核心，能量管理***直接决定微电网的运行特性。

现有技术中，在对能量管理***进行测试时，需要预先构建能够模拟微电网的运行状态的测试平台。测试平台中包括风力发电模拟实验平台、光伏发电模拟实验平台、储能模拟实验平台和负载模拟实验平台等。微电网在实际运行时，微电网的运行状态受到与微电网连接的外电网的运行状态的影响，但是现有技术中的测试平台，并未考虑外电网的运行状态对微电网的运行状态的影响，进而使得模拟的测试平台与真实的微电网的运行状态不一致。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于测试能量管理***的测试平台，以解决现有技术中并未考虑外电网的运行状态对微电网的运行状态的影响，使得模拟的测试平台与真实的微电网的运行状态不一致的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种用于测试能量管理***的测试平台，包括电网模拟***、配用电模拟***和能量可控***；所述电网模拟***的输出端、所述配用电模拟***的输出端和所述能量可控***的输出端均连接至交流母线；所述电网模拟***、所述配用电模拟***和所述能量可控***均与微电网中的能量管理***通信连接；其中，

所述电网模拟***用于：获取与所述微电网连接的外电网的电网运行状态，基于所述电网运行状态，模拟所述外电网，检测并发送模拟得到的电网运行数据至所述能量管理***；

所述配用电模拟***用于：模拟所述微电网中的发电单元和用电单元的功率输出，发送发用电数据至所述能量管理***；其中，所述发用电数据包括每一所述发电单元的发电数据和每一所述用电单元的用电数据；

所述能量可控***用于：模拟所述微电网的供电和电能存储，检测并发送所述能量可控***的电能存储状态至所述能量管理***，以使所述能量管理***依据所述电网运行数据、所述发用电数据以及所述电能存储状态生成并输出电能控制指令，同时所述能量管理***记录并输出所述电网运行数据、所述发用电数据、所述电能存储状态以及所述电能控制指令；并且，所述能量可控***还用于：接收并响应所述能量管理***发送的所述电能控制指令。

优选地，所述电网模拟***包括：电网配置单元、第一供电单元、第一整流器和第一逆变器；所述第一整流器的输入端与所述第一供电单元的输出端连接，所述第一整流器的输出端与所述第一逆变器的输入端连接，所述第一逆变器的输出端与所述交流母线连接，所述电网配置单元的输出端与所述第一整流器的控制端及所述第一逆变器的控制端分别连接；其中，

所述电网配置单元用于：获取外电网的运行参数，依据所述运行参数生成三相电压生成指令和第一整流指令；其中，所述三相电压生成指令包括三相电压的参数；

所述第一整流器用于：接收所述第一整流指令，获取所述第一供电单元输出的第一电源，并根据所述第一整流指令对所述第一电源进行整流得到第一直流电源，将所述第一直流电源输出至所述第一逆变器；

所述第一逆变器用于:依据所述三相电压的参数，对所述第一直流电源进行转换，得到三相电压，并输出所述三相电压至所述交流母线。

优选地，所述电网配置单元依据所述运行参数生成三相电压生成指令时，具体用于：

使用预设电压计算公式对所述运行参数进行计算，得到所述三相电压的参数，生成包括所述三相电压的参数的所述三相电压生成指令。

优选地，所述第一供电单元包括三相电源和第一隔离变压器；

所述三相电源的输出端与所述第一隔离变压器的输入端连接，所述第一隔离变压器的输出端与所述第一整流器的输入端连接。

优选地，所述电网模拟***包括控制单元和外电网模拟单元；所述外电网模拟单元的控制端与所述控制单元的输出端连接，所述外电网模拟单元的输出端与所述交流母线连接；其中，

所述控制单元用于：获取外电网的运行参数，依据所述运行参数确定外电网的三相电压模拟数据；

所述外电网模拟单元用于：生成与所述三相电压模拟数据相对应的三相电压，并输出所述三相电压至所述交流母线。

优选地，所述配用电模拟***包括配用电配置单元、第二供电单元、第二整流器和第二逆变器；所述第二整流器的输入端与所述第二供电单元的输出端连接；所述第二整流器的输出端与所述第二逆变器的输入端连接，所述第二逆变器的输出端与所述交流母线连接，所述第二整流器的控制端和所述第二逆变器的控制端分别与所述配用电配置单元的输出端连接；其中，

所述配用电配置单元用于：获取所述微电网中的每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据，依据获取的每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据，生成功率控制指令和第二整流指令；

所述第二整流器用于：接收所述第二整流指令，获取所述第二供电单元输出的第二电源，并根据所述第二整流指令对所述第二电源进行整流后得到第二直流电源，并将所述第二直流电源输出至所述第二逆变器；

所述第二逆变器用于：依据所述功率控制指令，计算待生成的三相电流的参数，基于所述待生成的三相电流的参数，对所述第二直流电源进行转换，得到三相电流，并输出所述三相电流至所述交流母线。

优选地，所述配用电配置单元依据获取的每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据，生成功率控制指令时，具体用于：

使用预设功率计算公式对获取的每一发电单元的发电数据以及每一用电单元的用电数据进行计算，得到所述微电网中所有的发电单元以及用电单元的总有功功率、所有的用电单元的总无功功率；

生成包括所述总有功功率和所述总无功功率的所述功率控制指令。

优选地，所述配用电模拟***还包括多个通信模块；每一所述通信模块分别与所述配用电配置单元、所述能量管理***通信连接；其中，

所述通信模块用于：接收所述能量管理***发送的数据获取指令，并将所述数据获取指令发送至所述配用电配置单元，以及接收所述配用电配置单元发送的数据，并将所述数据发送至所述能量管理***；

所述配用电配置单元还用于：根据接收到的各个数据获取指令，获取与各个数据获取指令相对应的各个数据，并分别将各个数据发送至与各个数据获取指令相对应的各个通信模块；其中，所述数据为一个发电单元的发电数据或一个用电单元的用电数据。

优选地，所述能量可控***包括第二隔离变压器、发电机单元和至少一个储能单元；每一所述储能单元与所述第二隔离变压器的一端连接；所述第二隔离变压器的另一端、所述发电机单元的输出端分别与所述交流母线连接；每一所述储能单元、所述发电机单元分别与所述能量管理***通信连接；其中，

所述储能单元用于：发送电池荷电状态信息至所述能量管理***，接收所述电能控制指令中的充放电控制指令，根据所述充放电控制指令进行充放电操作；所述电能存储状态包括电池荷电状态信息；

所述发电机单元用于：在接收到所述电能控制指令中的发电控制指令时，进行发电操作，并将发出的电能传输到所述交流母线；

其中，所述充放电控制指令和所述发电控制指令均为所述能量管理***依据所述电网运行数据、所述发用电数据以及所述电池荷电状态信息而生成的。

优选地，所述储能单元包括：

储能元件、电池管理***和变流器；所述储能元件、所述电池管理***和所述变流器依次连接，所述变流器的另一端与所述第二隔离变压器连接；所述电池管理***与所述能量管理***通信连接。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种用于测试能量管理***的测试平台，包括电网模拟***、配用电模拟***和能量可控***。所述电网模拟***能够模拟所述外电网，检测并发送模拟得到的电网运行数据至所述能量管理***。所述配用电模拟***模拟所述微电网中的发电单元和用电单元的功率输出，发送发用电数据至所述能量管理***。所述能量可控***模拟所述微电网的供电和电能存储，检测并发送所述能量可控***的电能存储状态至所述能量管理***，接收并响应所述能量管理***发送的所述电能控制指令。通过上述原理使得所述能量管理***能够依据所述电网运行数据、所述发用电数据以及所述电能存储状态生成并输出电能控制指令，同时记录并输出所述电网运行数据、所述发用电数据、所述电能存储状态以及所述电能控制指令；输出的电网运行数据、所述发用电数据、所述电能存储状态以及所述电能控制指令，能够用来确认能量管理***的工作是否正常，进而实现对能量管理***的测试。并且，本发明中在测试平台中增加电网模拟***，能够考虑外电网的运行状态对微电网的运行状态的影响，使得模拟的测试平台符合真实的微电网的运行环境。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种测试平台的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种测试平台的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种能量管理***的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

本发明实施例提供了一种用于测试能量管理***的测试平台，参照图1，测试平台可以包括电网模拟***101、配用电模拟***201和能量可控***301；电网模拟***101的输出端、配用电模拟***201的输出端和能量可控***301的输出端均连接至交流母线1；电网模拟***101、配用电模拟***201和能量可控***301均与微电网中的能量管理***2通信连接；电网模拟***101、配用电模拟***201和能量可控***301可以通过串口、网口或无线等方式与能量管理***2通信连接。

电网模拟***101用于：获取与微电网连接的外电网的电网运行状态，基于电网运行状态，模拟外电网，检测并发送模拟得到的电网运行数据至能量管理***2；

配用电模拟***201用于：模拟微电网中的发电单元和用电单元的功率输出，发送发用电数据至能量管理***2；其中，发用电数据包括每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据；

能量可控***301用于：模拟微电网的供电和电能存储，检测并发送能量可控***301的电能存储状态至能量管理***2，以使能量管理***2依据电网运行数据、发用电数据以及电能存储状态生成并输出电能控制指令至能量可控***301，同时能量管理***2记录并输出电网运行数据、发用电数据、电能存储状态以及电能控制指令；并且，能量可控***301还用于：接收并响应能量管理***2发送的电能控制指令。

具体的，电网模拟***101为软硬件结合的设备，外电网的电网运行状态可以保存到电网模拟***101中的数据库中，也可以从外接设备获取，具体的可以通过无线、数据线等方式获取到该电网运行状态。电网运行状态可以包括运行参数。

电网运行数据可以是交换功率、电网频率、电网幅值等参数，电网模拟***101检测得到电网运行数据，可以发送至能量管理***2中，以使能量管理***2了解电网模拟***101的运行状态，以及根据电网模拟***101的运行状态来对能量可控***301进行相应的控制。

需要说明的是，电网模拟***101用于构建外电网交流母线电压。这里不直接采用真实的三相电网，而采用电网模拟***101模拟外电网的原因在于，微电网在并网状态下需要承担调频调峰等电力辅助需求，此时外电网的电网运行状态将直接影响微电网对外输出状态，而不同地点、不同时段外电网的电网运行状态并不具备统一性，因此这里采用电网模拟***101模拟能量管理***2的应用场合，即当地的外电网的电网运行状态，从而提高整个测试平台的真实度。另一方面，采用电网模拟***101可以对能量管理***2进行诸如孤岛、低电压、高电压等故障条件下的压力测试，进一步验证能量管理***2的可靠性。

微电网中可以包括多个发电单元和多个用电单元，发电单元可以是风力发电、光伏发电等。用电单元可以是负载等。设置配用电模拟***201，就是用于模拟微电网中的发电单元和用电单元的功率输出，功率包括无功功率和有功功率。此外，配用电模拟***201还可以检测并发送发用电数据至能量管理***2。发用电数据包括每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据。其中，可以将发用电数据打包成一个数据包发送至能量管理***2，也可以将发用电数据中的每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据单独发送至能量管理***2。

需要说明的是，由于外电网的电网运行状态实时改变，微电网中的发电单元和用电单元的功率输出实时改变，进而为了确定测试平台能够真实的模拟微电网，本实施例中的“电网模拟***101检测并发送模拟得到的电网运行数据至能量管理***2，配用电模拟***201检测并发送模拟得到的电网运行数据至能量管理***2，能量可控***301检测并发送能量可控***301的电能存储状态至能量管理***2后，能量管理***2依据电网运行数据、发用电数据以及电能存储状态生成并输出电能控制指令至能量可控***301，能量可控***301接收并响应能量管理***2发送的电能控制指令”的工作过程是周期执行的，周期可以是一秒。

能量管理***2记录并输出电网运行数据、发用电数据、电能存储状态以及电能控制指令后，技术人员可以根据输出的数据来确定能量管理***2是否正常工作。

本实施例提供了一种用于测试能量管理***2的测试平台，包括电网模拟***101、配用电模拟***201和能量可控***301。电网模拟***101能够模拟外电网，检测并发送模拟得到的电网运行数据至能量管理***2。配用电模拟***201模拟微电网中的发电单元和用电单元的功率输出，发送发用电数据至能量管理***2。能量可控***301模拟微电网的供电和电能存储，检测并发送能量可控***301的电能存储状态至能量管理***2，接收并响应能量管理***2发送的电能控制指令。通过上述原理使得能量管理***2能够依据电网运行数据、发用电数据以及电能存储状态生成并输出电能控制指令，同时记录并输出电网运行数据、发用电数据、电能存储状态以及电能控制指令；输出的电网运行数据、发用电数据、电能存储状态以及电能控制指令，能够用来确认能量管理***2的工作是否正常，进而实现对能量管理***2的测试。并且，本发明中在测试平台中增加电网模拟***101，能够考虑外电网的运行状态对微电网的运行状态的影响，使得模拟的测试平台符合真实的微电网的运行环境。

可选的，在上述测试平台的实施例的基础上，参照图2，电网模拟***101可以包括：

电网配置单元1011、第一供电单元1014、第一整流器1013和第一逆变器1012；第一整流器1013的输入端与第一供电单元1014的输出端连接，第一整流器1013的输出端与第一逆变器1012的输入端连接，第一逆变器1012的输出端与交流母线1连接，电网配置单元1011的输出端与第一整流器1013的控制端及第一逆变器1012的控制端分别连接。

电网配置单元1011具体可以为控制芯片等硬件，电网配置单元1011为控制芯片时，控制芯片中设置运行程序，以实现相应的功能。

第一整流器1013和第一逆变器1012均可以是背靠背变流器。

可选的，在本实施例的基础上，第一供电单元1014包括三相电源1024和第一隔离变压器1034；

三相电源1024的输出端与第一隔离变压器1034的输入端连接，第一隔离变压器1034的输出端与第一整流器1013的输入端连接。

三相电源1024输出第一三相电源到第一隔离变压器1034，第一隔离变压器1034将第一三相电源进行电气隔离后输出至第一整流器1013，第一隔离变压器1034输出的是第一电源，其中，第一电源为交流电。

三相电源1024输出的第一三相电源即为普通的三相电网输出的三相电源。第一隔离变压器1034起到隔离作用，确保三相电源1024与第一整流器1013电气隔离。

电网模拟***101中的各设备的功能为：

电网配置单元1011用于：获取外电网的运行参数，依据运行参数生成三相电压生成指令和第一整流指令；其中，三相电压生成指令包括三相电压的参数；

第一整流器1013用于：接收第一整流指令，获取第一供电单元1014输出的第一电源，并根据第一整流指令对第一电源进行整流得到第一直流电源，将第一直流电源输出至第一逆变器1012；

第一逆变器1012用于:依据三相电压的参数，对第一直流电源进行转换，得到三相电压，并输出三相电压至交流母线1。

可选的，在本实施例的基础上，电网配置单元1011依据运行参数生成三相电压生成指令时，具体用于：

使用预设电压计算公式对运行参数进行计算，得到三相电压的参数，生成包括三相电压的参数的三相电压生成指令。

具体的，外电网的运行参数可以是外电网时序电压、频率、电压初始相角等参数。其中，获取外电网的运行参数是以周期进行的，一周期可以为1s。三相电压的参数可以包括电压幅值、频率和相角。确定三相电压的参数是为了生成符合该参数的一个三相电压。

预设电压计算公式中的各相电压幅值的计算公式为：

其中，V_aref、V_bref和V_cref为电网的每一相的电压幅值，f为频率，θ₀为电压初始相角，t为时间，V为外电网时序电压。

计算得到每一相的电压幅值后，相角可以通过电压初始相角计算得到，此后可以生成包括电压幅值、频率和相角的三相电压生成指令。

电网配置单元1011生成三相电压生成指令和第一整流指令后，对第一整流器1013和第一逆变器1012进行电压V/频率f控制。具体的，将第一整流指令发送至第一整流器1013，将三相电压生成指令发送至第一逆变器1012，第一整流器1013对第一电源进行整流操作，得到第一直流电源，将第一直流电源输出至第一逆变器1012。第一逆变器1012对第一直流电源进行逆变操作，得到符合三相电压的参数的三相电压并输出。

本实施例中，给出了电网模拟***101的具体结构，进而可以使用本实施例给出的内部结构图，来构造用于模拟外电网的电网模拟***101。

可选的，在上述测试平台的实施例的基础上，电网模拟***101包括控制单元和外电网模拟单元，外电网模拟单元的控制端与控制单元的输出端连接，外电网模拟单元的输出端与交流母线1连接；其中，

控制单元用于：获取外电网的运行参数，依据运行参数确定外电网的三相电压模拟数据。

外电网模拟单元用于：生成与三相电压模拟数据相对应的三相电压，并输出三相电压至交流母线1。

具体的，外电网的运行参数除了可以包括上述的电网时序电压、频率、电压初始相角外，还可以包括谐波频率、外电网负荷、发电机转子、阻尼系数等参数，三相电压模拟数据可以包括电压幅值、频率和相角，控制单元依据外电网的运行参数生成三相电压模拟数据的过程类似于电网配置单元1011生成三相电压生成指令的过程类似，只是计算公式不同。

外电网模拟单元可以是上述的第一整流器1013、第一逆变器1012和第一供电单元1014。

此外，外电网模拟单元还可以包括A相模拟单元、B相模拟单元和C相模拟单元，这三个模拟单元根据三相电压模拟数据独立动作，分别模拟三相电网中的一相。

本实施例中，给出了另一种电网模拟***101的结构，进而可以在不同的使用场景下使用具有不同结构的电网模拟***101来模拟外电网。

可选的，在上述任一测试平台的实施例的基础上，参照图2，配用电模拟***201包括配用电配置单元2011、第二供电单元2014、第二整流器2013和第二逆变器2012；第二整流器2013的输入端与第二供电单元2014的输出端连接；第二整流器2013的输出端与第二逆变器2012的输入端连接，第二逆变器2012的输出端与交流母线1连接，第二整流器2013的控制端和第二逆变器2012的控制端分别与配用电配置单元2011的输出端连接；

第二供电单元2014包括三相电源2024和隔离变压器2034，三相电源2024和隔离变压器2034的功能分别同三相电源1024和第一隔离变压器1034，请参照上述相应描述，在此不再赘述。第二整流器2013和第二逆变器2012均可以是背靠背变流器。

配用电模拟***201中的各个设备的工作过程为：

配用电配置单元2011用于：获取微电网中的每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据，依据获取的每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据，生成功率控制指令和第二整流指令；

第二整流器2013用于：接收第二整流指令，获取第二供电单元2014输出的第二电源，并根据第二整流指令对第二电源进行整流后得到第二直流电源，并将第二直流电源输出至第二逆变器2012；

第二逆变器2012用于：依据功率控制指令，计算待生成的三相电流的参数，基于待生成的三相电流的参数，对第二直流电源进行转换，得到三相电流，并输出三相电流至交流母线1。

具体的，由于微电网中包括多个发电单元和多个用电单元，发电单元可以是风电、光伏等分布式可再生发电单元，用电单元可以是各种负荷，考虑到分布式电源和负荷类型及数量繁多，对每一台分布式发电单元及负荷均设置模拟装置会导致测试平台过于复杂，因此这里采用集总模拟的方式，实现方式为：

配用电配置单元2011获取微电网中的每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据，依据获取的每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据，生成功率控制指令和第二整流指令。发电单元的发电数据和用电单元的用电数据均可以包括有功功率和无功功率。

可选的，在本实施例的基础上，配用电配置单元2011依据获取的每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据，生成功率控制指令时，具体用于：

使用预设功率计算公式对获取的每一发电单元的发电数据以及每一用电单元的用电数据进行计算，得到微电网中所有的发电单元以及用电单元的总有功功率、所有的用电单元的总无功功率，生成包括总有功功率和总无功功率的功率控制指令。

预设功率计算公式为：

其中，P_ref、Q_ref分别为总有功功率和总无功功率，H_pv为光伏发电单元合集，P_{pv_i}为第i号光伏发电单元的输出功率；H_wt为风力发电单元合集，P_{wt_i}为第j号风力发电单元的输出功率；H_l为用电单元合集，P_{l_n}为第n号用电单元的有功功率，Q_{l_n}为第n号用电单元的无功功率。通过配用电配置单元2011，可以灵活调整模拟微电网的可再生能源、负荷的数量和参数，并整合为单个PQ源通过变流器实现输出。

通过上述公式计算得到总有功功率和总无功功率，此后生成包括总有功功率和总无功功率的功率控制指令。此外，配用电配置单元2011还生成第二整流指令，并分别将功率控制指令和第二整流指令发送至第二逆变器2012和第二整流器2013。

第二整流器2013接收第二整流指令，获取第二供电单元2014输出的第二电源，并根据第二整流指令对第二电源进行整流后得到第二直流电源，并将第二直流电源输出至第二逆变器2012；

第二逆变器2012依据功率控制指令，计算待生成的三相电流的参数，基于待生成的三相电流的参数，对第二直流电源进行转换，得到三相电流，并输出三相电流至交流母线1。

其中，第二逆变器2012依据功率控制指令，计算待生成的三相电流的参数，具体用于：

使用预设三相电流计算公式对总有功功率以及总无功功率进行计算，得到待生成的三相电流的参数。三相电流的参数包括电流幅值、频率和相角。

其中，预设三相电流计算公式可以为

其中，P_ref为总有功功率，Q_ref为总无功功率，θ₀为电网初始相角，f为频率，t为时间，V为三相电源2024的电网时序电压。

通过上述公式，可以计算得到每一相的电流幅值，相角可以依据电网初始相角计算得到，频率可以直接获取。

待生成的三相电流的参数计算得到后，基于待生成的三相电流的参数，对第二直流电源的电流的幅值、频率和相角进行调整，得到符合待生成的三相电流的参数的三相电流即可。

本实施例中，以集总模拟的形式模拟微电网内所有风光等可再生发电和负荷用电的功率，可以灵活调整可再生能源及负荷数量和参数。另外，给出了一种确定三相电流的参数以及生成三相电流的过程，进而就可以根据本实施例中的方法生成符合微电网中所有的发电单元和用电单元的功率输出的三相电流，进而实现模拟微电网中的发电单元和用电单元的功率输出功能。

可选的，在上述“配用电模拟***201包括配用电配置单元2011、第二供电单元2014、第二整流器2013和第二逆变器2012”的实施例的基础上，配用电模拟***201还包括多个通信模块；每一通信模块分别与配用电配置单元2011、能量管理***2通信连接；其中，

通信模块用于：接收能量管理***2发送的数据获取指令，并将数据获取指令发送至配用电配置单元2011，以及接收配用电配置单元2011发送的数据，并将数据发送至能量管理***2；

配用电配置单元2011还用于：根据接收到的各个数据获取指令，获取与各个数据获取指令相对应的各个数据，并分别将各个数据发送至与各个数据获取指令相对应的各个通信模块；其中，数据为一个发电单元的发电数据或一个用电单元的用电数据。

具体的，配用电配置单元2011中存储有每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据，具体，配用电配置单元2011中存储的数据可以预先存储到配用电配置单元2011中，也可以是配用电配置单元2011从外接设备中获取的。通信模块接收到能量管理***2发送的数据获取指令，并将数据获取指令发送至配用电配置单元2011，配用电配置单元2011查找与每一数据获取指令对应的数据，并经过通信模块传输到能量管理***2。通信模块的数量与发电单元、用电单元的数量总和相同，每一通信模块传输一发电单元的发电数据或一用电单元的用电数据，并且每个通信模块采用独立的通信地址和通信协议。

本实施例中，设置多个通信模块且分开通讯，是为了通过完整的通信架构模拟真实微电网的通信场景，进而更加完整的实现对于该能量管理***2的测试。

可选的，在上述任一实施例的基础上，参照图2，能量可控***301包括第二隔离变压器402、发电机单元401和至少一个储能单元3011-301n；每一储能单元与第二隔离变压器402的一端连接；第二隔离变压器402的另一端、发电机单元401的输出端分别与交流母线1连接；每一储能单元、发电机单元401分别与能量管理***2通信连接。

储能单元可以是电池***，电池***用于在测试平台中生成的电能较多时，对电能进行存储，以及在测试平台中的电能不足时，放电到交流母线1中。具体储能单元是充电还是放电，受控于能量管理***2的控制，能量管理***2基于依据电网运行数据、发用电数据以及电池荷电状态信息确定测试平台中的电能需求来控制储能单元是充电还是放电。

可选的，在本实施例的基础上，参照图2中的储能单元3011，储能单元3011包括：

储能元件、电池管理***和变流器3211；储能元件、电池管理***和变流器3211依次连接，变流器3211的另一端与第二隔离变压器402连接；电池管理***与能量管理***2通信连接。其中，储能元件和电池管理***设置在一起，形成部件3111。其中，变流器3211可以为储能变流器PCS。储能元件可以是电池。需要说明的是，储能单元3012-301n的具体结构请参照图2，具体不再解释说明。

需要说明的是，本实施例采用真实的储能单元，而未采用模拟装置，能够考虑到电池充放电特性受温度、海拔、湿度等环境因素以及充放电倍率的多重影响，避免电池荷电状态SOC计算误差较大。

另外，发电机单元401可以是柴油发电机组，柴油发电机组的调速励磁特性结构复杂，各类延迟等非线性因素较多，因此这里不采用模拟装置，而是采用实际柴发机组作为测试设备。

能量可控***301中的各个设备的功能为：

储能单元用于：发送电池荷电状态信息至能量管理***2，接收电能控制指令中的充放电控制指令，根据充放电控制指令进行充放电操作；电能存储状态包括电池荷电状态信息；

发电机单元401用于：在接收到电能控制指令中的发电控制指令时，进行发电操作，并将发出的电能传输到交流母线1；

其中，充放电控制指令和发电控制指令均为能量管理***2依据电网运行数据、发用电数据以及电池荷电状态信息而生成的。

具体的，能量管理***2通过储能单元的电池管理***(Battery ManagementSystem,BMS)获取其电池荷电状态信息，即SOC信息，并结合电网运行数据、发用电数据和能量管理需求计算储能单元的充放电功率。当储能单元SOC处于高位时，减小其吸收功率或增加其输出功率，当储能单元SOC处于低位时，增加其吸收功率或减少其输出功率，必要时启动柴油发电机组进行能量补充。

储能元件进行充放电操作时，储存的电能和释放的电能均经过变流器，变流器起到整流或逆变的功能，当充电时，变流器起到整流的功能，当放电时，变流器起到逆变的作用。

可选的，在本实施例的基础上，参照图3，被测试的能量管理***2应包含的功能模块，分别为人机交互模块11，能量管理模块12，通讯调度模块13及数据存储模块14，其中，人机交互模块11应采用可视化的人机接口，显示电网运行数据、发用电数据、电能存储状态以及电能控制指令等信息，并提供人机用户接口方便用户设置和查询相关信息。能量管理模块12应根据电网运行数据、发用电数据、电能存储状态确定电能控制指令。通讯调度模块13应将计算得到的电能控制指令，按照既定顺序和通讯协议发送给能量可控***301执行，并接收电网模拟***101、配用电模拟***201和能量可控***301的反馈信息。数据存储模块14应对电网运行数据、发用电数据、电能存储状态确定电能控制指令进行存储，并以表格或其他文件形式输出，作为能量管理***2控制性能评价的依据。

被测试的能量管理***2控制过程为：

1、通过人机交互模块11确定能量管理***2的当前工作时序；

2、通讯调度模块13获取电网模拟***101输出的电网运行数据；

3、通讯调度模块13获取配用电模拟***201输出的发用电数据；

4、通讯调度模块13获取能量可控***301的电能存储状态；

5、能量管理模块12依据电网运行数据、发用电数据以及电能存储状态生成并输出电能控制指令；其中，电能控制指令包括充放电控制指令和发电控制指令；

6、通讯调度模块13将充放电控制指令和发电控制指令分别发送给储能单元和柴油发电机组以响应；

7、能量管理模块12将步骤2-6获取和生成的数据添加到历史合集中，并通过数据存储模块14进行存储；

8、数据存储模块14将将步骤2-6获取和生成的数据以文档形式输出。

本实施例中，采用储能单元和发电机单元作为受能量管理***2调度的能量传递装置，能量可控***301的工作受到能量管理***2的调度，进而能够在测试平台中的电能不足和充足时，进行相应的充放电和发电操作。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于测试能量管理***的测试平台，其特征在于，包括电网模拟***、配用电模拟***和能量可控***；所述电网模拟***的输出端、所述配用电模拟***的输出端和所述能量可控***的输出端均连接至交流母线；所述电网模拟***、所述配用电模拟***和所述能量可控***均与微电网中的能量管理***通信连接；其中，

所述电网模拟***用于：获取与所述微电网连接的外电网的电网运行状态，基于所述电网运行状态，模拟所述外电网，检测并发送模拟得到的电网运行数据至所述能量管理***；

所述配用电模拟***用于：模拟所述微电网中的发电单元和用电单元的功率输出，发送发用电数据至所述能量管理***；其中，所述发用电数据包括每一所述发电单元的发电数据和每一所述用电单元的用电数据；

所述能量可控***用于：模拟所述微电网的供电和电能存储，检测并发送所述能量可控***的电能存储状态至所述能量管理***，以使所述能量管理***依据所述电网运行数据、所述发用电数据以及所述电能存储状态生成并输出电能控制指令，同时所述能量管理***记录并输出所述电网运行数据、所述发用电数据、所述电能存储状态以及所述电能控制指令；并且，所述能量可控***还用于：接收并响应所述能量管理***发送的所述电能控制指令。

2.根据权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述电网模拟***包括：电网配置单元、第一供电单元、第一整流器和第一逆变器；所述第一整流器的输入端与所述第一供电单元的输出端连接，所述第一整流器的输出端与所述第一逆变器的输入端连接，所述第一逆变器的输出端与所述交流母线连接，所述电网配置单元的输出端与所述第一整流器的控制端及所述第一逆变器的控制端分别连接；其中，

所述电网配置单元用于：获取外电网的运行参数，依据所述运行参数生成三相电压生成指令和第一整流指令；其中，所述三相电压生成指令包括三相电压的参数；

所述第一整流器用于：接收所述第一整流指令，获取所述第一供电单元输出的第一电源，并根据所述第一整流指令对所述第一电源进行整流得到第一直流电源，将所述第一直流电源输出至所述第一逆变器；

所述第一逆变器用于:依据所述三相电压的参数，对所述第一直流电源进行转换，得到三相电压，并输出所述三相电压至所述交流母线。

3.根据权利要求2所述的测试平台，其特征在于，所述电网配置单元依据所述运行参数生成三相电压生成指令时，具体用于：

使用预设电压计算公式对所述运行参数进行计算，得到所述三相电压的参数，生成包括所述三相电压的参数的所述三相电压生成指令。

4.根据权利要求2所述的测试平台，其特征在于，所述第一供电单元包括三相电源和第一隔离变压器；

所述三相电源的输出端与所述第一隔离变压器的输入端连接，所述第一隔离变压器的输出端与所述第一整流器的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述电网模拟***包括控制单元和外电网模拟单元；所述外电网模拟单元的控制端与所述控制单元的输出端连接，所述外电网模拟单元的输出端与所述交流母线连接；其中，

所述控制单元用于：获取外电网的运行参数，依据所述运行参数确定外电网的三相电压模拟数据；

所述外电网模拟单元用于：生成与所述三相电压模拟数据相对应的三相电压，并输出所述三相电压至所述交流母线。

6.根据权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述配用电模拟***包括配用电配置单元、第二供电单元、第二整流器和第二逆变器；所述第二整流器的输入端与所述第二供电单元的输出端连接；所述第二整流器的输出端与所述第二逆变器的输入端连接，所述第二逆变器的输出端与所述交流母线连接，所述第二整流器的控制端和所述第二逆变器的控制端分别与所述配用电配置单元的输出端连接；其中，

所述配用电配置单元用于：获取所述微电网中的每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据，依据获取的每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据，生成功率控制指令和第二整流指令；

所述第二整流器用于：接收所述第二整流指令，获取所述第二供电单元输出的第二电源，并根据所述第二整流指令对所述第二电源进行整流后得到第二直流电源，并将所述第二直流电源输出至所述第二逆变器；

所述第二逆变器用于：依据所述功率控制指令，计算待生成的三相电流的参数，基于所述待生成的三相电流的参数，对所述第二直流电源进行转换，得到三相电流，并输出所述三相电流至所述交流母线。

7.根据权利要求6所述的测试平台，其特征在于，所述配用电配置单元依据获取的每一发电单元的发电数据和每一用电单元的用电数据，生成功率控制指令时，具体用于：

使用预设功率计算公式对获取的每一发电单元的发电数据以及每一用电单元的用电数据进行计算，得到所述微电网中所有的发电单元以及用电单元的总有功功率、所有的用电单元的总无功功率；

生成包括所述总有功功率和所述总无功功率的所述功率控制指令。

8.根据权利要求6所述的测试平台，其特征在于，所述配用电模拟***还包括多个通信模块；每一所述通信模块分别与所述配用电配置单元、所述能量管理***通信连接；其中，

所述通信模块用于：接收所述能量管理***发送的数据获取指令，并将所述数据获取指令发送至所述配用电配置单元，以及接收所述配用电配置单元发送的数据，并将所述数据发送至所述能量管理***；

所述配用电配置单元还用于：根据接收到的各个数据获取指令，获取与各个数据获取指令相对应的各个数据，并分别将各个数据发送至与各个数据获取指令相对应的各个通信模块；其中，所述数据为一个发电单元的发电数据或一个用电单元的用电数据。

9.根据权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述能量可控***包括第二隔离变压器、发电机单元和至少一个储能单元；每一所述储能单元与所述第二隔离变压器的一端连接；所述第二隔离变压器的另一端、所述发电机单元的输出端分别与所述交流母线连接；每一所述储能单元、所述发电机单元分别与所述能量管理***通信连接；其中，

所述储能单元用于：发送电池荷电状态信息至所述能量管理***，接收所述电能控制指令中的充放电控制指令，根据所述充放电控制指令进行充放电操作；所述电能存储状态包括电池荷电状态信息；

所述发电机单元用于：在接收到所述电能控制指令中的发电控制指令时，进行发电操作，并将发出的电能传输到所述交流母线；

其中，所述充放电控制指令和所述发电控制指令均为所述能量管理***依据所述电网运行数据、所述发用电数据以及所述电池荷电状态信息而生成的。

10.根据权利要求9所述的测试平台，其特征在于，所述储能单元包括：

储能元件、电池管理***和变流器；所述储能元件、所述电池管理***和所述变流器依次连接，所述变流器的另一端与所述第二隔离变压器连接；所述电池管理***与所述能量管理***通信连接。