一种车网互动仿真实验平台制造技术

本发明专利技术公开了一种车网互动仿真实验平台，所述平台包括硬件单元和软件单元，所述硬件单元包括充电故障模拟设备、电池模拟器、直流双向充电机、系统组态柜、实时仿真器、功率放大器、光储一体化系统、供电开关柜，通过所述硬件单元用于对各个要素的实时仿真以及充电桩的检测；所述软件单元包含能量管理系统、实时仿真模型、实时数据库以及人机交互界面。该平台基于“硬件在环+实时仿真”的思想，以实时数据库为桥梁，将硬件设备、仿真模型、能量管理系统、人机交互界面等环节进行集成，可灵活构造不同场景，实现对硬件在环仿真技术、智能有序充电技术、车网智能互动技术、新能源消纳技术、电动汽车负荷预测技术的研究与验证。电动汽车负荷预测技术的研究与验证。电动汽车负荷预测技术的研究与验证。

【技术实现步骤摘要】
一种车网互动仿真实验平台


[0001]本专利技术涉及电动汽车充电设施和电网互动仿真实验
，尤其涉及一 种车网互动仿真实验平台。

技术介绍

[0002]电动汽车作为传统燃油汽车的替代品，能够减少汽车尾气的排放，对保障 能源安全、促进节能减排、防治大气污染具有重要意义。伴随着电动汽车的大 规模发展，不仅给交通系统带来巨大变革，也对电力系统产生了深远的影响。 一方面，大量电动汽车无序接入电网充电，会使电网负荷出现峰峰叠加的现象， 使峰谷差进一步扩大恶化电网的运行状态，影响电网运行的可靠性。另一方面， 大规模电动汽车接入电网，也给电网乃至能源互联网的发展带来重要机遇。电 动汽车可作为一种分布式储能资源，具有与电网互动的巨大潜力。通过有序充 电技术、V2G(vehicle
‑
to
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grid)技术，可降低电动汽车集中充电的峰荷值，缓解 规模化电动汽车充电对电网的冲击，并可为电网提供调峰调频、新能源消纳、 备用等辅助服务，有力地提升电力系统的运行品质。
[0003]鉴于上述，本专利技术搭建了一种车网互动仿真实验平台，该平台为深入研究 电动汽车与电网互动技术提供了支撑环境。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种车网互动仿真实验平台，从而深入研究电动汽车 与电网互动技术提供了支撑环境。
[0005]为实现本专利技术的目的，本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]一种车网互动仿真实验平台，所述平台包括硬件单元和软件单元，所述硬 件单元包括充电故障模拟设备、电池模拟器、直流双向充电机、系统组态柜、 实时仿真器、功率放大器、光储一体化系统、供电开关柜，通过所述硬件单元 用于对各个要素的实时仿真以及充电桩的检测；
[0007]所述软件单元包含能量管理系统、实时仿真模型、实时数据库以及人机交 互界面，实时数据库通过通信软件与实时仿真模型建立连接，实现仿真模型与 实时数据库之间的数据的相互传输；通过计算引擎调用打包好的能量管理算法 程序，将调度指令保存在实时数据库中并下控至仿真模型，由此实现能量管理 系统与实时仿真模型的交互，仿真模型运行结果可基于人机交互界面进行数据 的直观展示。
[0008]其中，所述充电故障模拟设备由2个8U模块组成，连接方式为快速插头， 短路时间可设定，且带有交流短路开关、直流短路开关、直通回路、0.7Ω限流 回路、1.5Ω限流回路、2.5Ω等限流回路，避免短路时短路电流过大烧毁设备， 同时，充电故障模拟设备满足交流充电桩和直流充电桩的短路测试要求，且带 有本地控制和远程控制功能。充电故障模拟设备最大输出功率为120kW，具备 直流充电过程各种故障模拟功能，包括充电回路故障、控制导引回路异常、通 信异常等故障。
[0009]其中，所述电池模拟器具备电压源、电池模拟、负载等三种工作模式，同 时具有双向运行特性，可实现能量的双向流动，实现无缝切换；其在电池模拟 模式下可以配置多种电池特性，也可按用户需求自定义电池模型输出，可动态 模拟电池充放电过程的IV特性，反映不同容量、不同SOC状态下电池组的电 压电流特性曲线。
[0010]其中，所述直流充放电机具备电动汽车插枪充电、和车辆电池并离/网发电 功能，并网放电时，具有有功功率控制功能：直流充放电机能接受电网监控系 统的充/放电功率指令，并按照指定有功功率指令，给储能电池进行充/放电；在 离网运行时，可实时设置电压和频率。
[0011]其中，所述实时仿真器采用一个基于PXI工业通讯架构，配合软件用来搭 建基于FPGA的硬件在线仿真系统，控制器负责运行整个微电网模型及数据上 传至上位机，通信接口负责和外部模块进行交互数据，并同时配置PC上位机， 作为系统监控画面实现系统波形的显示存储及在线控制参数调节。
[0012]其中，所述光储一体化系统包括多组集散式汇流箱，多根直流母线及DC/AC 变流器，多组集散式汇流箱中的每一组集散式汇流箱包括多个集散式汇流箱； 多个集散式汇流箱中的每个集散式汇流箱的输入端连接到至少一个光伏组件和/ 或至少一个储能装置；多组集散式汇流箱中的每一组集散式汇流箱的输出端分 别接入一根直流母线；DC/AC变流器的直流端接入多根直流母线，DC/AC变流 器的交流端接入电网，采用直流分开交流并联的接线方式。
[0013]其中，所述能量管理系统，根据调度目标和系统运行状态进行调度安排， 产生当前调度时段内各个可控设备的调度指令，并下发功率指令到设备控制中 心和电动汽车模拟系统，执行相关调度计划，以实现充放电功率的调整。
[0014]其中，所述实时仿真模型包括电动汽车模型和电网仿真模型，其中电网仿 真模型包括风力发电模型、光伏发电模型、储能系统模型、网架仿真模型，通 过对这些仿真模型组合，可以构建不同的场景模型，用于开展车网互动实验。
[0015]其中，所述实时数据库为专用实时数据库，存储仿真系统实时运行数据及 监控组态界面操作和监控命令，并于数据库管理系统配置计算引擎算法库，对 数据运算后形成调度指下控至仿真系统。
[0016]其中，所述人机交互界面，采用专用的监控组态平台进行人机交互界面的 开发，涵盖监控系统各关键设备操作，并且具有多种数据显示功能，可以组态 出各种数据显示。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为，该平台基于“硬件在环+实时仿真
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的思想，以实时数据库为桥梁，将硬件设备、仿真模型、能量管理系统、人机 交互界面等环节进行集成，可灵活构造不同场景，实现对硬件在环仿真技术、 智能有序充电技术、车网智能互动技术、新能源消纳技术、电动汽车负荷预测 技术的研究与验证。
附图说明
[0018]图1为本申请车网互动仿真实验平台整体架构图。
具体实施方式
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征 可以相
互组合。
[0020]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处 所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0021]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图 限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确 指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说 明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件或 者模块、组件和/或它们的组合。
[0022]应该理解，当本申请文件中称部件被“连接”到另一部件时，它可以直接连接 到其他元件，或者也可以存在中间部件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更 多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
[0023]图1为本申请车网互动仿真实验平台整体架构图，由图一可以看出该平台 由硬件单元和软件单元所组成。
[0024]其中，硬件单元包括充电故障模拟设备、电池模拟器、直流双向充电机、 系统组态柜、实时仿真器、功率放大器、光储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车网互动仿真实验平台，其特征在于：所述平台包括硬件单元和软件单元，所述硬件单元包括充电故障模拟设备、电池模拟器、直流双向充电机、系统组态柜、实时仿真器、功率放大器、光储一体化系统、供电开关柜，通过所述硬件单元用于对各个要素的实时仿真以及充电桩的检测；所述软件单元包含能量管理系统、实时仿真模型、实时数据库以及人机交互界面，实时数据库通过通信软件与实时仿真模型建立连接，实现仿真模型与实时数据库之间的数据的相互传输；通过计算引擎调用打包好的能量管理算法程序，将调度指令保存在实时数据库中并下控至仿真模型，由此实现能量管理系统与实时仿真模型的交互，仿真模型运行结果可基于人机交互界面进行数据的直观展示。2.根据权利要求1所述的一种车网互动仿真实验平台，其特征在于：所述充电故障模拟设备由2个8U模块组成，连接方式为快速插头，短路时间可设定，且带有交流短路开关、直流短路开关、直通回路、0.7Ω限流回路、1.5Ω限流回路、2.5Ω等限流回路，避免短路时短路电流过大烧毁设备，同时，充电故障模拟设备满足交流充电桩和直流充电桩的短路测试要求，且带有本地控制和远程控制功能。充电故障模拟设备最大输出功率为120kW，具备直流充电过程各种故障模拟功能，包括充电回路故障、控制导引回路异常、通信异常等故障。3.根据权利要求1所述的一种车网互动仿真实验平台，其特征在于：所述电池模拟器具备电压源、电池模拟、负载等三种工作模式，同时具有双向运行特性，可实现能量的双向流动，实现无缝切换；其在电池模拟模式下可以配置多种电池特性，也可按用户需求自定义电池模型输出，可动态模拟电池充放电过程的IV特性，反映不同容量、不同SOC状态下电池组的电压电流特性曲线。4.根据权利要求1所述的一种车网互动仿真实验平台，其特征在于：所述直流充放电机具备电动汽车插枪充电、和车辆电池并离/网发电功能，并网放电时，具有有功功率控制功能：直流充放电机能接受电网监控系统的充/放电功率指令，并按照指定有功功率指令，给储能电池进行充/放电；在离网运行时，可实时设置电压和频率。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，刘伟东，张剑，李晓辉，李丹，梁彬，谢秦，杨光，邹琪，刘洋洋，赵庆来，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司国网天津市电力公司营销服务中心，
类型：发明
国别省市：