CN109856489A - 一种负荷模拟装置及测试直流供电***性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种负荷模拟装置及测试直流供电***性能的方法，利用包含输入模块、负荷模拟电路和控制模块的负荷模拟装置对直流供电***的性能进行测试，其中，本发明的负荷模拟装置的拓扑电路采用稳定性高的拓扑结构，解决了传统负荷模拟装置应用局限性大、稳定裕度低和易损坏的问题，有效降低装置结构成本和运行成本的同时，提升了负荷模拟装置的适用性，本发明利用该负荷模拟装置对直流供电***的性能进行测试能够有效促进微电网直流供电***的优化设计和发展。

Description

一种负荷模拟装置及测试直流供电***性能的方法

技术领域

本发明涉及性能测试技术领域，具体地，涉及一种负荷模拟装置及测试直流供电***性能的方法。

背景技术

为了评估已有微电网供电***的技术结构和运行机制可靠性，需要利用可靠的负载对微电网供电***的相关性能进行测试，要想获得可靠的评估结果，就需要基于实际负载的分布数据开展测试。但是，微电网***中供电***，尤其是可再生能源发电等直流供电***各时段的发电比例不同，负荷数据也在实时变化，为了缩短测试周期，减少开发成本，基于模拟负载实现微电网供电***的性能测试时目前主要的研究方向。

传统的负荷模拟装置多是根据基础电感和可变电阻器实现需求负荷的模拟，其拓扑结构可模拟的负载局限性大，无法很好地应用于到有大功率需求的工程中，且传统负荷模拟装置的拓扑电路结构稳定裕度低，易发生振荡损坏电路，不适宜应用于测试供电***性能的技术中，不能有效、可靠地获得微电网直流供电***的性能测试结果。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种负荷模拟装置及测试直流供电***性能的方法，下面对技术方案进行说明。

在一个实施例中，所述装置包括：

输入模块，其一端与直流供电***的输出侧连接，用于将所述直流供电***的电能传输至负荷模拟装置；

负荷模拟电路，其输入端与所述输入模块的另一端连接，用于模拟生成测试负荷以消耗所述直流供电***的电能；

控制模块，其与所述负荷模拟电路连接，用于控制所述负荷模拟电路生成的模拟负荷值。

优选地，所述负荷模拟电路包括：

电感(L)、与所述电感(L)连接的第一电阻(R1)、与所述第一电阻(R1)连接的第二电阻(R2)、与所述第二电阻(R2)连接的功率管(T)，以及与所述第二电阻(R2)和所述功率管(T)并联连接的第一电容(C1)。

进一步地，所述负荷模拟电路还包括：

整流电路，其与所述第二电阻(R2)并联连接，与所述第二电阻(R2)以及第二电阻(R2)的附加电感组成回路，用于吸收第二电阻(R2)附加电感的能量，保护电路；

所述整流电路包括：第一二极管(D1)。

进一步地，所述负荷模拟电路还包括：

缓冲电路，其与所述功率管(T)并联连接，用于缓冲功率管的能量，保护功率管；

所述缓冲电路包括：第二二极管(D2)、与所述第二二极管(D2)连接的第二电容(C2)和与所述第二电容(C2)并联的第三电阻(R3)。

在另一个实施例中，所述装置还包括：

温度调节模块，其与所述负荷模拟电路连接，用于监测和调节所述负荷模拟电路的温度；

其中，所述温度调节模块包括：

温度传感器，其用于实时采集所述负荷模拟电路的温度数据；

控制器，其与所述温度传感器连接，用于将所述温度传感器采集的温度数据进行模数转换，并将转换得到的温度数据数字信号与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果选择输出控制风扇开启或关闭的指令信号；

放大电路，其与所述控制器的输出端连接，用于对控制器发出的指令信号进行放大；

风扇，其通过继电器与所述放大电路连接，用于根据所述控制器的指令信号调节所述负荷模拟电路的温度。

优选地，所述输入模块包括：主控开关，其一端与所述直流供电***的输出侧连接，另一端与负荷模拟电路的输入端连接，用于控制所述直流供电***的电能传输的通断；

具体连接在所述主控开关和所述负荷模拟电路之间的保护电路，用于对负荷模拟电路进行过流保护和漏电保护；

所述保护电路包括断路器和与所述断路器连接的熔断器。

优选地，所述控制模块包括：

电压电流采集器，其输入端与所述负荷模拟电路连接，用于实时采集所述负荷模拟电路的电压电流数据；

上位机模块，其与所述电压电流采集器连接，用于根据所述电压电流采集器采集的电压电流数据和来自外置终端设备的需求电压电流数据生成控制信号；

下位机模块，其连接在所述上位机模块与所述负荷模拟电路之间，用于对所述控制信号进行处理并传输至所述负荷模拟电路。

进一步地，所述控制模块还包括：手动控制模块，其与所述下位机模块连接，用于模拟生成负荷模拟电路的控制信号；

具体地，所述手动控制模块包括：

手动控制面板，用于手动输入需求的负荷模拟数据；

电位器，其与所述手动控制面板连接，用于根据所述需求的负荷模拟数据模拟生成负荷模拟电路的控制信号。

进一步地，所述上位机模块包括：

通信接口，其与所述电压电流采集器和外置终端设备连接，用于接收来自所述电压电流采集器的电压电流数据和外置终端设备的需求电压电流数据；

PID控制器，其与所述通信接口连接，用于根据所述电压电流采集器的电压电流数据和外置终端设备的需求电压电流数据进行计算生成所述负荷模拟电路的控制信号；

显示单元，其与所述通信接口连接，用于向用户展示所述电压电流采集器采集的电压电流数据；

数据备份单元，其与所述通信接口连接，用于存储所述电压电流采集器采集的电压电流数据和历史控制数据。

所述下位机模块包括：

PWM发生电路，其与所述PID控制器连接，用于对来自所述上位机模块和手动控制模块的控制信号进行编码；

PWM驱动器，其与所述PWM发生电路连接，用于对编码后的控制信号进行放大。

另外，本发明还提供一种测试直流供电***性能的方法，所述方法包括以下步骤：

根据预设时间段的历史用电数据确定供电测试数据；

根据所述供电测试数据控制如上述一个或多个实施例中所述的负荷模拟装置模拟生成测试负荷，并利用所述负荷模拟装置根据所述测试负荷对所述待测直流供电***进行测试；

记录各供电测试数据对应的待测直流供电***的供电数据及设备状态，并确定待测直流供电***的性能测试结果。

与最接近的现有技术相比，本发明还具有如下有益效果：

本发明提供的一种负荷模拟装置及测试直流供电***性能的方法，其通过包含输入模块、负荷模拟电路和控制模块的负荷模拟装置对直流供电***的性能进行测试，其中，本发明的负荷模拟装置采用防浪涌能力高的拓扑结构，克服了现有技术中负荷模拟装置稳定裕度低、易损坏的问题，有效降低负荷模拟装置运行成本的同时，提升了其对于直流供电***性能测试工作的适用性，有助于微电网直流供电***的优化设计和发展。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例一中负荷模拟装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一中第一示例负荷模拟电路的电路拓扑结构图；

图3是本发明实施例一中第二示例负荷模拟电路的电路拓扑结构图；

图4是本发明实施例一中第三示例负荷模拟电路的电路拓扑结构图；

图5-a至图5-c是负荷模拟电路仿真电路的仿真结果示意图；

图6是本发明实施例一中输入模块的电路拓扑结构图；

图7是本发明实施例一中第一示例控制模块的结构示意图；

图8是本发明实施例一中第二示例控制模块的结构示意图；

图9是本发明实施例二中负荷模拟装置的结构示意图；

图10是本发明实施例中测试直流供电***性能的方法流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

目前应用于小功率设备的负荷模拟装置占多数，其拓扑结构无法满足高负荷、变化频率高的负荷模拟需求，要想应用到大功率的工程中，则需要多个装置串并联，这样的设计操作成本高，控制复杂。此外，传统负荷模拟装置的电路结构稳定裕度不足，模拟结果的精确度较低，不能很好地适用于微电网的直流供电***测试工程或其他大规模的技术活动。有鉴于此，本发明实施例提供一种负荷模拟装置及测试直流供电***性能的方法，下面参考附图对本发明各个实施例进行说明。

实施例一

图1示出了本发明实施例一中负荷模拟装置的结构示意图，下面参考图1对本装置进行说明。

参照图1可知，该装置包括如下模块：输入模块11、负荷模拟电路13和控制模块15。

其中，输入模块11，其一端与直流供电***17的输出侧连接，用于将直流供电***17的电能传输至负荷模拟装置10。负荷模拟电路13，其输入端与输入模块11的另一端连接，用于模拟生成测试负荷以消耗直流供电***17的电能。控制模块15，其与负荷模拟电路13连接，用于控制负荷模拟电路13生成的模拟负荷值。

为了使本发明的负荷模拟装置能够满足实际工况中直流供电***的运行环境，本发明的负荷模拟电路13采用了不同于传统负荷模拟器的结构，图2示出了本发明实施例一中第一示例负荷模拟电路的电路拓扑结构图。

如图2所示，本发明的负荷模拟电路13包括：电感L、与电感L连接的第一电阻R1、与第一电阻R1连接的第二电阻R2、与第二电阻R2连接的功率管T，以及与第二电阻R2和功率管T并联连接的第一电容C1。

其中，电感L可以限制过大的启动冲击电流；第一电阻R1作为电路的负载，消耗电能，同时和电感L和第一电容C1组成RLC电路，可以有效防止电感L给第一电容C1充电过程中发生震荡；第一电容C1作为输出电容，稳定输出电压，功率管T1用于调节负荷模拟电路的输出功率。

实际工况中上述结构可以根据需求选择适用的型号，在本例中，如功率管T可选用IGBT模块ISP0115T。如图2所示，功率管T的集电极与第二电阻R2连接，功率管的T的发射极与第一电容C1连接。

该示例中的负荷模拟电路设有第二电阻R2，其与第一电阻R1连接，然后与功率管T连接，有效降低了浪涌冲击对电路的影响，提升了负荷模拟电路的稳定裕度，而且能够同时满足大功率和小功率的工作需求，通用性更强，有利于负荷模拟装置的稳定运行。

在实际情况中，第二电阻R2不可避免有电感的存在，功率管T关断过程会出现高压，击穿功率管T，导致电路无法正常运行，因此，本发明实施例的负荷模拟电路通过设计，将第二电阻R2与第一电阻R1连接，然后与功率管T连接，有效降低了浪涌冲击对电路的影响，此种设计有能够有效克服上述缺陷的电路结构。

图3示出了本发明实施例一中第二示例负荷模拟电路的电路拓扑结构图。此处与第一示例中负荷模拟电路相似的结构不再赘述，仅对区别结构特征进行说明。

参照图3可知，该示例中的负荷模拟电路还包括：整流电路，其与第二电阻R2并联连接，与第二电阻R2以及第二电阻R2的附加电感组成回路，用于吸收第二电阻R2附加电感的能量，保护电路。

具体来说，整流电路包括：第一二极管D1，其反向并联于第二电阻R2的两端，第一二极管D1作为整流管，与第二电阻R2以及电阻第二电阻R2的附加电感组成回路，吸收电感的能量。

通过在该示例中的负荷模拟电路设计有整流电路，采用简洁的结构设计巧妙地消耗电路中第二电阻R2附加电感的能量，有效地降低了电路损坏的概率，一定程度上减少了负荷模拟电路运行过程中的资源消耗。

图4示出了本发明实施例一中第三示例负荷模拟电路的电路拓扑结构图。此处与第一示例和第二示例中负荷模拟电路相似的结构不再赘述，仅对区别结构特征进行说明。

参照图4可知，该示例中的负荷模拟电路还包括：缓冲电路，其与功率管T并联连接，用于缓冲功率管的能量，保护功率管，减少电磁干扰。具体的，缓冲电路包括：第二二极管D2、与第二二极管D2连接的第二电容C2和与第二电容C2并联的第三电阻R3，其中，第二二极管的正极与功率管T的集电极连接，负极与第二电容连接。

基于本发明实施例负荷模拟电路拓扑结构的可靠性，可以结合相应的数学模型和仿真电路的结果进行对比验证。数学模型的具体算法如下。

利用状态空间平均法对负荷模拟电路的拓扑结构进行数学分析：

在0＜t＜D_rT期间，功率开关T导通，直流供电***的输出电压V通过电感L和第一电阻R1给第一电容C1充电，同时第一电容C1给负载电阻第二电阻R2供电。其中，t为负荷模拟电路运行的时间，T为一个拓扑分析周期的时间，D_r为负荷模拟电路的当前占空比，此时，电路的状态空间方程如下：

式中，v(t)为t时刻电感L两端的电压，l_L为电感值，i_L(t)为t时刻电感L的电流，V_C1(t)为t时刻第一电容C1两端的电压，i_C1(t)为t时刻第一电容C1两端的电流，c_C1为第一电容C1的电容值。

此时负荷模拟电路中的电流流向为：

电流流向1：直流供电***→L→R1→R2→T→直流供电***；

电流流向2：C1→R2→T→C1；

在D_rT＜t＜T期间，功率开关T1关断，直流供电***的输出电压V通过电感L和第一电阻R1给第一电容C1充电，此时，电路的状态空间方程如下：

此时，负荷模拟电路的电流流向如下：

电流流向：直流供电***→L→R1→C1→直流供电***；

根据伏秒数守恒原则，一个周期T内的电感两端电压为0，流过电容的电流为0，则有：

根据上述公式可以得到负荷模拟电路输出功率P和占空比D_r的关系为：

代入上式(6)可以得到：

其中，r_R2为第二电阻R2的电阻值，r_R1为第一电阻R1的电阻值，P为负荷模拟电路的输出功率。

参照实际工况中的数据提供若干假设的参数进行验证，例如，假设电路中的参数为：

V＝360V，l_L＝1mH,R1＝3Ω，c_C1＝1000Uf，r_R2＝3Ω，Dr＝0.5；

根据公式(6)得

令V＝240，代入公式(9)中得P＝14400W。

然后可以利用合适的仿真电路搭建工具或结构搭建负荷模拟电路的仿真电路，例如利用simulink搭建仿真电路。图5示出了负荷模拟电路仿真电路的仿真结果示意图，其中图5-a中分别展示了仿真电路R2两端的瞬时电流和R2两端的瞬时电压；分别根据R2两端的瞬时电流和R2两端的瞬时电压进行均值运算可以得到仿真电路R2两端的平均电流和R2两端的平均电压，如图5-b所示，其中，参照图中数据可知：R2两端的平均电流值为40A，启动过程平滑没有超调；R2两端的平均电压值为240V，启动过程有一定的冲击，但是只超过了额定电压的50％；图5-c中展示的是仿真电路的输出功率示意图，参照图中数据可知，仿真电路的输出功率近似等于14400W，仿真结果与理论计算结果一致，因此，可以得出本发明实施例中负荷模拟电路的拓扑结构是可靠的。

根据上述内容和验证结果可知，该示例中的负荷模拟电路设有用于缓冲功率管能量的缓冲电路，采用简单的电路结构有效地对功率管进行保护，在不提升成本的基础上显著地降低了电路中重要元件的损坏概率。此外，负荷模拟电路采用上述拓扑结构减弱了控制算法的复杂度，当负荷模拟电路中电阻，电容，电感等电路参数已知时，只需要调节占空比就可以连续调节输出功率。且在实际运用中，由于使用功率管控制，可靠性高，不会出现传统继电器控制触点磨损的问题。

图6示出了本发明实施例一中输入模块的电路拓扑结构图，参照图6可知，该实施例中负荷模拟装置的输入模块包括：主控开关61，其一端与直流供电***的输出侧连接，另一端与负荷模拟电路的输入端连接，用于控制直流供电***的电能传输的通断，主控开关闭合，直流供电***的电能向负荷模拟电路传输，主控开关断开，直流供电***的电能停止向负荷模拟电路传输。

结合实际工况，输入模块还可以包括：连接在主控开关和负荷模拟电路之间的保护电路，用于对负荷模拟电路进行过流保护和漏电保护，在***发生故障时能及时迅速切断故障电路，防止事故扩大，从而保证***安全运行。保护电路包括断路器63和与断路器65连接的熔断器。本发明实施例采用包含保护电路的输入模块将直流供电***与负荷模拟电路连接，控制传输直流供电***电能的同时能够根据用户需求或在发生异常的时候及时对电路进行保护动作，避免损坏整个电路造成更大的损失。

图7示出了本发明实施例一中第一示例控制模块的结构示意图，如图7所示，控制模块包括：电压电流采集器71、上位机模块73和下位机模块75。

电压电流采集器71，其输入端与负荷模拟电路13连接，用于实时采集负荷模拟电路的电压电流数据并将采集到的数据进行模数转换；实际工况中可以根据需求选用适用的数据采集结构，如采用德州仪器的数据采集卡。

上位机模块73，其与电压电流采集器71连接，用于根据电压电流采集器71采集的电压电流数据和来自外置终端设备的需求电压电流数据生成控制信号；

下位机模块75，其连接在上位机模块73与负荷模拟电路13之间，用于对控制信号进行处理并传输至负荷模拟电路13。

图8示出了本发明实施例一中第二示例控制模块的结构示意图，此处与第一示例控制模块相似的结构不再赘述，仅对区别结构特征进行说明，如图8所示，第二示例控制模块还可以包括：手动控制模块81，其与下位机模块75连接，用于模拟生成负荷模拟电路13的控制信号。手动控制模块81包括：手动控制面板，用于手动输入需求的负荷模拟数据。电位器，其与手动控制面板连接，用于根据需求的负荷模拟数据模拟生成负荷模拟电路的控制信号。

实际应用中，用户通过手动控制面板上的旋钮和仪器结合电位器设定需求的电流和功率，生成模拟信号，然后通过下位机模块将模拟信号传输至负荷模拟电路，负荷模拟电路工作于开环的控制模式，输出与用户设定值对应的电流或功率。或者用户直接在PC机上结合数据监控软件，设置需求负荷的动态负荷曲线，负荷模拟电路工作于闭环控制模式下，将进行动态负荷的模拟。其中，数据监控软件可以选用具备手动输入、电子表格、文本文件和绘图等功能的常规工具软件。

具体地，上位机模块73包括：通信接口，其与电压电流采集器和外置终端设备连接，用于接收来自电压电流采集器71的电压电流数据和外置终端设备的需求电压电流数据，其中电压电流采集器71通过USB接口将电压电流数据传送到上位机模块73。PID控制器，其与通信接口连接，用于根据电压电流采集器71的电压电流数据和外置终端设备的需求电压电流数据进行计算生成负荷模拟电路13的控制信号。显示单元，其与通信接口连接，用于向用户展示电压电流采集器71采集的电压电流数据，例如将采集到的模拟负荷电压、模拟负荷电流和功率曲线等数据进行展示。数据备份单元，其与通信接口连接，用于存储电压电流采集器采集的电压电流数据和历史控制数据。

下位机模块75包括：PWM发生电路，其与PID控制器连接，用于对来自上位机模块73和手动控制模块81的控制信号进行编码，其中，上位机模块73可以通过串行总线RS485将控制信号传送到下位机模块75。PWM驱动器，其与PWM发生电路连接，用于对编码后的控制信号进行放大。

本发明实施例利用控制模块控制负荷模拟电路根据用户的需求生成相应的模拟负荷值，采用连续可调结构且可实现双余度控制，不仅可以通过PC等外设终端输入数字信号进行控制，也可以由用户直接通过手动控制面板方便灵活地设定需求电流和功率进而实现控制，这种设计使负荷模拟装置的实用性更高，适用领域和对象的范围也更广。

图9示出了本发明实施例二中负荷模拟装置的结构示意图，此处与实施例一的负荷模拟装置相似的结构不再赘述，仅对区别结构特征进行说明，如图9所示，该实施例的负荷模拟装置还包括：温度调节模块91，其与负荷模拟电路13连接，用于监测和调节负荷模拟电路13的温度。

其中，温度调节模块91包括：温度传感器，其用于实时采集负荷模拟电路13的温度数据；实际工况中，可以根据需求设置一个或多个温度传感器以地采集各个有高温隐患的结构的温度数据。控制器，其与温度传感器连接，用于将温度传感器采集的温度数据进行模数转换，并将转换得到的温度数据数字信号与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果选择输出控制风扇开启或关闭的指令信号，若温度数据的数字信号大于等于预设的开启温度阈值时，输出开启风扇指令信号，当温度数据的数字信号小于预设的关闭温度阈值时，输出关闭风扇指令信号。实际工况中，控制器可以根据需求选用相应的设备或结构，如单片机；温度阈值可以根据需求进行设置，例如，可以设置开启温度阈值为20摄氏度，设置关闭温度阈值为17摄氏度。放大电路，其与控制器的输出端连接，用于对控制器发出的指令信号进行放大，以避免控制器的输出电平不足以控制风扇的继电器而导致风扇无法正常运转。风扇，其通过继电器与放大电路连接，用于根据控制器的指令信号调节负荷模拟电路的温度。

本发明实施例负荷模拟装置设有与负荷模拟电路连接的温度调节模块，实时监视并调节负荷模拟电路的温度，有效预防负荷模拟电路因温度过高导致故障，一定程度上保证了负荷模拟装置的可靠性，并延长了其使用寿命。

基于上述实施例，本发明还提供一种测试直流供电***性能的方法，图10示出了本发明实施例中测试直流供电***性能的方法流程图，如图10所示，该方法包括以下步骤：

步骤S1010，根据预设时间段的历史用电数据确定供电测试数据。

步骤S1020，根据供电测试数据控制如实施例一和实施例二中所示的负荷模拟装置模拟生成测试负荷，并利用负荷模拟装置根据测试负荷对待测直流供电***进行测试。

步骤S1030，记录各供电测试数据对应的待测直流供电***的供电数据及设备状态，并确定待测直流供电***的性能测试结果。

其中，在步骤S1020中的根据供电测试数据控制负荷模拟装置模拟生成测试负荷，具体包括：根据测试需求向负荷模拟装置的控制模块输入需求负荷信号，由控制模块根据需求负荷信号和负荷模拟装置的当前负荷数据生成控制信号，并通过控制信号调节负荷模拟装置生成的测试负荷值。

本发明实施例采用上述步骤对直流供电***的性能开展测试，通过以历史实际用电数据为基础确定测试数据，然后利用本发明实施例一至实施例二记载的负荷模拟装置对直流供电***的性能进行测试，在提升直流供电***测试效率的同时有效保证了性能测试结果的精准性，为微电网直流供电***的设计优化提供可靠的数据支持，有利于微电网供电***的稳定运行和发展。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意味着限制。

说明书中提到的“一实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特征包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种负荷模拟装置，其特征在于，所述装置包括：

输入模块，其一端与直流供电***的输出侧连接，用于将所述直流供电***的电能传输至负荷模拟装置；

负荷模拟电路，其输入端与所述输入模块的另一端连接，用于模拟生成测试负荷以消耗所述直流供电***的电能；

控制模块，其与所述负荷模拟电路连接，用于控制所述负荷模拟电路生成的模拟负荷值。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述负荷模拟电路包括：

电感(L)、与所述电感(L)连接的第一电阻(R1)、与所述第一电阻(R1)连接的第二电阻(R2)、与所述第二电阻(R2)连接的功率管(T)，以及与所述第二电阻(R2)和所述功率管(T)并联连接的第一电容(C1)。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述负荷模拟电路还包括：

整流电路，其与所述第二电阻(R2)并联连接，与所述第二电阻(R2)以及第二电阻(R2)的附加电感组成回路，用于吸收第二电阻(R2)附加电感的能量，保护电路；

所述整流电路包括：第一二极管(D1)。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述负荷模拟电路还包括：

缓冲电路，其与所述功率管(T)并联连接，用于缓冲功率管的能量，保护功率管；

所述缓冲电路包括：第二二极管(D2)、与所述第二二极管(D2)连接的第二电容(C2)和与所述第二电容(C2)并联的第三电阻(R3)。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

温度调节模块，其与所述负荷模拟电路连接，用于监测和调节所述负荷模拟电路的温度；

所述温度调节模块包括：

温度传感器，其用于实时采集所述负荷模拟电路的温度数据；

控制器，其与所述温度传感器连接，用于将所述温度传感器采集的温度数据进行模数转换，并将转换得到的温度数据数字信号与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果选择输出控制风扇开启或关闭的指令信号；

放大电路，其与所述控制器的输出端连接，用于对控制器发出的指令信号进行放大；

风扇，其通过继电器与所述放大电路连接，用于根据所述控制器的指令信号调节所述负荷模拟电路的温度。

6.如权利要求1～5中任一项所述的装置，其特征在于，所述输入模块包括：

主控开关，其一端与所述直流供电***的输出侧连接，另一端与负荷模拟电路的输入端连接，用于控制所述直流供电***的电能传输的通断；

连接在所述主控开关和所述负荷模拟电路之间的保护电路，用于对负荷模拟电路进行过流保护和漏电保护；

所述保护电路包括断路器和与所述断路器连接的熔断器。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：

电压电流采集器，其输入端与所述负荷模拟电路连接，用于实时采集所述负荷模拟电路的电压电流数据；

上位机模块，其与所述电压电流采集器连接，用于根据所述电压电流采集器采集的电压电流数据和来自外置终端设备的需求电压电流数据生成控制信号；

下位机模块，其连接在所述上位机模块与所述负荷模拟电路之间，用于对所述控制信号进行处理并传输至所述负荷模拟电路。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制模块还包括：手动控制模块，其与所述下位机模块连接，用于模拟生成负荷模拟电路的控制信号；

所述手动控制模块包括：

手动控制面板，用于手动输入需求的负荷模拟数据；

电位器，其与所述手动控制面板连接，用于根据所述需求的负荷模拟数据模拟生成负荷模拟电路的控制信号。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述上位机模块包括：

通信接口，其与所述电压电流采集器和外置终端设备连接，用于接收来自所述电压电流采集器的电压电流数据和外置终端设备的需求电压电流数据；

PID控制器，其与所述通信接口连接，用于根据所述电压电流采集器的电压电流数据和外置终端设备的需求电压电流数据进行计算生成所述负荷模拟电路的控制信号；

显示单元，其与所述通信接口连接，用于向用户展示所述电压电流采集器采集的电压电流数据；

数据备份单元，其与所述通信接口连接，用于存储所述电压电流采集器采集的电压电流数据和历史控制数据；

所述下位机模块包括：

PWM发生电路，其与所述PID控制器连接，用于对来自所述上位机模块和手动控制模块的控制信号进行编码；

PWM驱动器，其与所述PWM发生电路连接，用于对编码后的控制信号进行放大。

10.一种测试直流供电***性能的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据预设时间段的历史用电数据确定供电测试数据；

根据所述供电测试数据控制如权利要求1～9中任一项所述的负荷模拟装置模拟生成测试负荷，并利用所述负荷模拟装置根据所述测试负荷对所述待测直流供电***进行测试；

记录各供电测试数据对应的待测直流供电***的供电数据及设备状态，并确定待测直流供电***的性能测试结果。