直流微電網控制策略測試系統及方法與流程

2023-05-31 00:50:41

本發明涉及電力電子技術領域，特別涉及一種直流微電網控制策略測試系統及方法。

背景技術：

直流微電網是以直流配電的形式，通過一條公共的直流母線將所有微電源連接起來的獨立可控系統。直流微電網控制策略的研究對直流微電網技術的發展具有重要意義。目前，較常採用的直流微電網控制策略測試方式主要包括全數字實時仿真及物理動模測試。

全數字實時仿真是使用電力及電力電子仿真軟體搭建微網主拓撲、所有被控設備及其相關的控制算法，並通過仿真管理軟體將微網主拓撲、所有被控設備模型及其相關的控制算法編譯、部署並實時運行於仿真系統中，該方法的優點是可以方便的修改所仿真的被控設備模型拓撲、參數及其相關的控制算法，利用在線調參、修改控制目標等方式快速驗證微電網中各相關的控制算法的功能及有效性。但全數字實時仿真技術也有如下問題：(1)直流微電網中尤其是發電機及電池等被控設備使用的是等效數學模型，忽略了發電機的電磁特性及運行過程中的發電機參數變化、電池參數隨溫度變化等情況，因而與實際的被控對象有所不同；(2)實時的全數字仿真是信號級的仿真，控制算法與被控對象之間只是數據的輸入輸出，沒有實際被控設備與控制器信號交互所涉及的數據調理延遲及通信協議等諸多問題，過於理想；(3)全數字實時仿真的數學模型可通過功放採用功率硬體在環的方式和其他微網中的實物相連，從而減小模型的不準確所帶來的影響，但物理實物和數學模型的物理接口設備及接口算法處理不當時會產生時延，不利於直流微電網控制策略的開發。

而另一種較常採用的方式為物理動模測試，其中，物理動模測試系統包括：實時仿真設備、等效的整流器及逆變器、微網中各被控設備的物理等效模擬設備等。使用等效的整流器及逆變器來搭建微電網主電力拓撲，使用電力及電力電子開發系統可以編寫出應用於直流微電網的能量管理控制算法，並通過仿真管理軟體將該直流微電網能量管理控制算法編譯、部署並實時運行於仿真系統中。物理動模測試系統使用按比例縮小的等效模擬設備來模擬直流微電網中各被控設備，各等效動模設備內部的DSP(Digital Signal Processing的簡稱，數位訊號處理器)或PLC(Programmable Logic Controller的簡稱，可編程邏輯控制器)中運行有被模擬裝置的控制算法，同時各PLC和DSP也帶有通信接口，可以接收直流微電網能量管理器所發出的控制目標，並按照所接收的控制目標控制模擬設備運行。物理動模測試系統中使用了實際等比例的物理模擬裝置，智能功率模塊及實時仿真設備，極大的還原了直流微電網控制的真實環境，同時使用了可方便快速運行不同微網能量管理控制算法的實時仿真設備，及可靈活的改變直流微電網的物理拓撲結構的等比例的物理模擬裝置和智能功率模塊，可為直流微電網控制策略研發提供較為靈活的研發測試平臺。

發明人在實現本發明的過程中發現：物理動模測試系統作為一個直流微電網控制策略的開發測試平臺，還存在如下問題：(1)當整個直流微電網拓撲結構發生變化時，各物理等效模擬設備之間及與作為直流微電網能量管理器的實時仿真設備的通信需根據具體拓撲進行重新的修改及調試，存在工作量上的重複；(2)各物理等效模擬設備使用自帶的DSP或PLC運行被模擬裝置的控制算法，當需要對各物理等效模擬設備所模擬的直流微電網中被控設備的控制算法進行修改時，部分物理等效模擬設備不開放其控制算法，因而需要重新編寫修改等效模擬設備的控制程序代碼並燒寫到DSP或PLC中，增加了測試的複雜度。

技術實現要素：

本發明實施方式的目的在於提供一種直流微電網控制策略測試系統及方法，使得該系統具有更佳的靈活性、通用性以及穩定性，從而有利於提高直流微電網控制策略的測試效率。

為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種直流微電網控制策略測試系統，包括：第一上位機、N個就地控制器、與各就地控制器通信連接的若干個微電網功率模塊以及與各微電網功率模塊連接的微電網被控模擬設備；其中，所述N為正整數；所述第一上位機通信連接於所述就地控制器，且用於生成運行於所述就地控制器中的就地控制程序以及配置程序；所述就地控制器用於運行所述就地控制程序以生成對應於各微電網功率模塊的就地控制信號，所述就地控制器還用於運行所述配置程序，並發出對應於各微電網功率模塊的配置信號；所述微電網功率模塊包括：控制晶片、濾波器以及變流器；所述控制晶片用於根據所述配置信號對所述濾波器以及變流器進行配置，使得所述濾波器以及變流器工作於與所述配置信號對應的工作模式；所述控制晶片還用於根據所述就地控制信號控制所述變流器從而控制所述微電網被控模擬設備的運行。

本發明的實施方式還提供了一種直流微電網控制策略測試方法，將N個就地控制器分別與若干個微電網功率模塊通信連接，將微電網被控模擬設備與微電網功率模塊連接；其中，所述N為正整數；將各就地控制器與能量管理控制器通信連接；在第一上位機中生成就地控制程序以及配置程序並部署至N個就地控制器中；各就地控制器運行所述配置程序，並發出對應於微電網功率模塊的配置信號，各就地控制器還運行所述就地控制程序，並向對應的微電網功率模塊發送就地控制信號；所述微電網功率模塊的控制晶片根據所述配置信號對所述微電網功率模塊中的濾波器以及變流器進行配置，使得所述濾波器以及變流器工作於與所述配置信號對應的工作模式，所述控制晶片還根據所述就地控制信號控制所述變流器從而控制對應的微電網被控模擬設備的運行。

本發明實施方式相對於現有技術而言，通過就地控制器、微電網功率模塊以及微電網被控模擬設備的組合來代替現有的物理動模測試系統中的部分設備，通過第一上位機生成就地控制程序以及配置程序，使得就地控制程序便於修改，並且通過配置程序對微電網功率模塊中的濾波器以及變流器的工作模式進行配置，使得微電網功率模塊可工作於多種模式，具有更佳的通用性，從而在直流微電網拓撲結構變化時，可以避免物理等效模擬設備的修改、調試的繁雜操作，同時，本實施方式的測試系統還具有較佳的靈活性、穩定性，有利於提高直流微電網控制策略的測試效率。

另外，所述控制晶片還用於：將所述濾波器上採集到的電壓電流信號反饋至所述就地控制器；根據採集到的所述電壓電流信號對所述變流器進行保護；以及將所述就地控制信號轉換成用於控制所述變流器的脈衝寬度調製波。通過在控制晶片中集成信號採集、設備保護以及控制信號調製等的功能，使得微電網功率模塊的集成程度更高，更有利於降低測試系統搭建的複雜度。

另外，所述就地控制器以及各微電網功率模塊相互串接形成第一通信環，所述就地控制器以及各微電網功率模塊通過所述第一通信環進行通信。

另外，所述第一通信環為光纖通信環。就地控制器和各微電網功率模塊通過高速光纖通信環進行通信，可以避免由於通信延遲帶來的時延，提高測試系統的實時性。

另外，所述控制晶片採用現場可編程邏輯門陣列實現。

另外，所述第一上位機中存儲有第一通訊庫文件，所述第一上位機還用於生成包括所述第一通訊庫文件的第一通信程序，並用於配置所述第一通訊庫文件；其中，所述第一通訊庫文件封裝有所述就地控制器與各微電網功率模塊之間的通信信息類型；所述微電網功率模塊用於向對應的就地控制器提供與所述第一通訊庫文件封裝的通信信息類型對應的全部通信信息，所述就地控制器用於運行所述第一通信程序並通過配置的第一通訊庫文件獲取各微電網功率模塊的通信信息。通過將就地控制器與各微電網功率模塊之間使用的數據要求的通信信息預先進行封裝，使得用戶在實際使用時，僅需根據實際的網絡拓撲進行簡單配置即可完成就地控制器與各微電網功率模塊之間交換的通信信息的設置，進一步簡化用戶操作。

另外，所述直流微電網控制策略測試系統還包括：第二上位機以及能量管理控制器；所述第二上位機用於生成運行於所述能量管理控制器中的能量管理控制程序；所述能量管理控制器通信連接於所述N個就地控制器，並用於根據N個就地控制器反饋的各微電網功率模塊的運行參數以及所述能量管理控制程序，生成對應於各微電網功率模塊的能量管理控制目標值，並將所述能量管理控制目標值發送至對應的就地控制器；所述就地控制器用於根據所述能量管理控制目標值以及所述就地控制程序生成對應於微電網功率模塊的就地控制信號。

另外，所述能量管理控制器與所述N個就地控制器相互串接形成第二通信環；所述能量管理控制器與所述N個就地控制器通過所述第二通信環進行通信。

另外，所述第二上位機中存儲有第二通訊庫文件，所述第二上位機還用於生成包括有所述第二通訊庫文件的第二通信程序，並用於配置所述第二通訊庫文件；其中，所述第二通訊庫文件封裝有所述能量管理控制器與各就地控制器之間的通信信息類型；所述能量管理控制器以及各就地控制器還用於運行所述第二通信程序並通過配置的第二通訊庫進行通信信息交換。通過將能量管理控制器與各就地控制器之間使用的數據所要求的通信信息預先進行封裝，使得用戶在實際使用時，僅需根據實際的網絡拓撲進行簡單配置即可完成能量管理控制器與各就地控制器之間交換的通信信息的設置，進一步簡化用戶操作。

附圖說明

圖1是根據本發明第一實施方式直流微電網控制策略測試系統示例結構示意圖；

圖2是根據本發明第一實施方式微電網功率模塊的結構示意圖；

圖3是根據本發明第二實施方式微電網功率模塊控制晶片的結構示意圖；

圖4是根據本發明第三實施方式直流微電網控制策略測試方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，即使沒有這些技術細節和基於以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請所要求保護的技術方案。

本發明實施方式基於全數字實時仿真以及直流微電網物理動模測試系統的不足，提出了適用於直流微電網控制策略測試系統的、易於模塊化的、基於功率級快速控制原型的部分物理等效設備的替代組合設備。該替代組合設備包括：就地控制器、微電網功率模塊以及微電網被控模擬設備。其中，微電網功率模塊是該替代組合設備的核心，該微電網功率模塊的工作模式可靈活配置，從而適用於具體直流微電網拓撲結構要求。本實施方式的替代組合設備可替代物理動模測試系統中的等效整流器及逆變器，便於為直流微電網的能量管理控制策略以及被控設備的控制算法的測試搭建靈活、通用、穩定的測試平臺。

本發明的第一實施方式涉及一種直流微電網控制策略測試系統。其具體結構如圖1所示。該直流微電網控制策略測試系統包括：第一上位機、N個就地控制器、與各就地控制器通信連接的若干個微電網功率模塊、與各微電網功率模塊連接的微電網被控模擬設備、第二上位機以及能量管理控制器。其中，各就地控制器以及與各就地控制器連接的微電網功率模塊的組合可替代等效整流器以及逆變器。其中，能量管理控制器用於對整個直流微電網能量進行管理。其中，各就地控制器以及能量管理控制器可以採用包括CPU(Central Processing Unit的簡稱，中央處理器)的計算機實現。

如圖2所示，微電網功率模塊包括：控制晶片、濾波器以及變流器。控制晶片用於根據配置信號(由第一上位機生成的配置程序中包括各濾波器以及變流器的配置信息，就地控制器運行第一上位機生成的配置程序，解析各微電網功率模塊對應的濾波器配置信號以及變流器配置信號，並將濾波器以及變流器對應的配置信號發送給微電網功率模塊中的控制晶片，該控制晶片可以將濾波器配置信號給到濾波器，並將變流器配置信號給到變流器。)對濾波器以及變流器進行配置，使得濾波器以及變流器工作於與配置信號對應的工作模式。在一個例子中，濾波器為三相LCL濾波器。該三相LCL濾波器可接收控制晶片發送的濾波器配置信號，並根據濾波器配置信號工作於三相或者某兩相的模式下，其中，濾波器配置信號例如為每相的使能或者禁用信號。該三相LCL濾波器的每一相可以帶有電壓電流傳感器，從而可以採集到每一相的電壓電流，以反饋至控制晶片。在一個例子中，變流器可以採用兩電平變流橋，變流器可以接收來自控制晶片的變流器配置信號，並根據變流器配置信號使得變流器可工作於DC/AC、DC/DC以及AC/DC等三種模式下。因此，本實施方式中，可配置的三相LCL濾波器以及變流器相互配合，可以使得各微電網功率模塊工作於DC/AC、DC/DC以及AC/DC等三種模式下。

控制晶片還可以用於根據來自就地控制器的就地控制信號(就地控制器中運行由第一上位機生成的就地控制程序時，可以向對應的微電網功率模塊發送就地控制信號控制變流器，從而控制連接於該微電網功率模塊的微電網被控模擬設備的運行。控制晶片可以採用FPGA(Field Programmable Gate Array的簡稱，現場可編程邏輯門陣列)實現，使得控制晶片可以提供數百納秒級的計算步長，避免信號處理的延時，並且該FPGA控制晶片是基於硬體代碼實現所以能夠確保對應功能快速、穩定地運行。

本實施方式各被控設備(即微電網被控模擬設備)的控制算法運行於就地控制器中，因此，被控設備的控制算法可以靈活修改。而微電網功率模塊可以工作於多種工作模式，具有較佳的通用性，當直流微電網的網絡拓撲結構發生變化時，僅需要根據具體的拓撲結構要求對微電網功率模塊進行配置即可，省去了繁瑣的修改、調試工作。

在實際應用中，第一上位機和第二上位機可以採用工程上位機，其中，第一上位機和第二上位機中安裝有具有圖像化界面的電力與電力電子系統仿真軟體。第一上位機和就地控制器通信連接，並用於生成運行於就地控制器中的就地控制程序(即直流微電網中各直流微電網被控設備(例如風電模擬器、儲能模擬器、光伏模擬器等)的控制程序)以及配置程序，第二上位機與能量管理控制器通信連接，並用於生成運行於能量管理控制器中的能量管理控制程序(即整個直流微電網能量管理算法)。其中，就地控制程序、能量管理控制程序以及配置程序可以採用圖像化的電力與電力電子系統仿真軟體編寫。

在一個例子中，第一上位機中還存儲有第一通訊庫文件，第一上位機還用於生成包括該第一通訊庫文件的第一通信程序，且第一上位機還用於配置該第一通訊庫文件。第二上位機中存儲有第二通訊庫文件，第二上位機還用於生成包括有該第二通訊庫文件的第二通信程序，並且第二上位機還用於配置該第二通訊庫文件。其中，第一通訊庫文件中封裝有各就地控制器與微電網功率模塊之間的通信信息類型，第二通訊庫文件封裝有能量管理控制器與各就地控制器之間的通信信息類型。就地控制器與微電網功率模塊之間的通信信息包含多種類型，本實施方式將該些通信信息類型均封裝於第一通訊庫文件中。第二通訊庫文件也可以根據能量管理控制算法和各就地控制器的就地控制程序需使用的數據進行通信信息的配置。

在實際應用中，就地控制器和對應的微電網功率模塊之間可能不需要使用第一通訊庫文件中封裝的全部通信信息類型，因此用戶可以根據實際的拓撲結構，在第一上位機中對第一通訊庫文件進行配置，設置各就地控制器和其對應的微電網功率模塊之間實際需要使用的通信信息。類似地，可以根據能量管理控制器的能量管理控制算法和各就地控制器的就地控制策略需要交互的數據對第二通訊庫文件中的通信信息進行配置。

第一上位機可以將搭建好的直流微電網中相關的各就地控制器的控制策略(即就地控制程序)、配置程序以及第一通信程序(包括有已配置的第一通訊庫文件)編譯為可實時運行的機器代碼(例如C代碼)，自動下載並部署到各就地控制器中，在一個例子中，第一上位機和就地控制器是一一對應的，從而便於就地控制程序等的部署。第二上位機可以將搭建好的能量管理控制程序以及第二通信程序編譯為可實時運行的機器代碼(例如C代碼)，自動下載並部署到各就地控制器中。其中，第一上位機還可以控制各微電網功率模塊，並可以完成針對各被控模擬設備的試驗管理、自動測試、數據監控和數據分析等功能。

本實施方式中，能量管理控制器用於運行能量管理控制程序，並根據各就地控制器反饋的各微電網功率模塊的運行參數以及能量管理控制程序，生成對應於各微電網功率模塊能量管理控制目標值，並將能量管理控制目標值發送至對應的就地控制器。就地控制器用於運行就地控制程序，並根據該就地控制程序生成對應於微電網功率模塊的就地控制信號，就地控制器還用於運行配置程序，並發出對應於微電網功率模塊的配置信號。其中，配置信號包括濾波器配置信號以及變流器配置信號。就地控制器還用於根據能量管理控制目標值以及就地控制程序向對應的微電網功率模塊發出就地控制信號。即就地控制器用於直流微電網中具體被控設備的就地控制。當該就地控制器連接有多個微電網功率模塊時，其可同時運行多個被控設備的就地控制算法。而能量管理控制器則用於運行能量管理控制算法，將微電網能量管理命令(例如能量管理控制目標值)下發給各就地控制器。在一個例子中，能量管理控制器以及各就地控制器還用於運行第二通信程序並通過配置的第二通訊庫進行通信信息交換。

在一個例子中，各就地控制器以及各微電網功率模塊均相互串接形成第一通信環，就地控制器以及各微電網功率模塊通過第一通信環進行通信。能量管理控制器與各就地控制器相互串接形成第二通信環，能量管理控制器與N個就地控制器通過第二通信環進行通信。在一個例子中，該第一通信環和第二通信環均採用光纖通信環。就地控制器通過高速光纖通信環(第一通信環)控制多個直流微電網被控設備對應的微電網功率模塊。能量管理控制器通過高速光纖通信環(第二通信環)與各就地控制器進行通訊。為了滿足直流微電網控制策略測試系統通信的實時性，各第一通信環中的微電網功率模塊的數目應小於等於4，各第二通信環中的就地控制器的數目應小於等於6。應當理解，本實施方式對於第一通信環中的微電網功率模塊的數目不做具體限制，對於第二通信環中的就地控制器的數目不作具體限制。

結合圖1所示，對本實施方式的一個直流微電網控制測試系統示例進行說明如下：

該直流微電網控制策略測試系統包括：3個就地控制器(1～3)、1個能量管理控制器、7個直流微電網功率模塊(1～2、3～5、6～7)以及5個直流微電網被控設備(即風電模擬器1～2以及儲能模擬器1以及光伏模擬器1～2)，3個第一上位機(1～3)以及1個第二上位機。需要說明的是，本實施方式對於第一上位機、就地控制器、直流微電網功率模塊以及直流微電網被控設備的數量不做具體限制。

其中，第一上位機1連接於就地控制器1，第一上位機2連接於就地控制器2，第一上位機3連接於就地控制器3。其中，第一上位機1用於生成運行於就地控制器1中的就地控制程序、配置程序以及第一通信程序，依此類推，第一上位機3用於生成運行於就地控制器3中的就地控制程序、配置程序以第一通信程序。其中，各就地控制器中的運行的控制程序的數目與連接於該就地控制器的微電網功率模塊的數目相同。如，就地控制器1連接有2個微電網功率模塊，所以就地控制器1中運行的就地控制程序有2個。其中，就地控制程序為對應的微電網功率模塊的控制算法。

其中，微電網功率模塊1以及微電網功率模塊2連接於市電(其中，市電的作用與被實施方式的直流微電網被控設備作用相同)，就地控制器1與微電網功率模塊1以及微電網功率模塊2形成第一通信環1。微電網功率模塊3連接於風電模擬器1，微電網功率模塊4連接於風電模擬器2，微電網功率模塊5連接於儲能模擬器1，就地控制器2與微電網功率模塊3～5形成第一通信環2。微電網功率模塊6連接於光伏模擬器1，微電網功率模塊7連接於光伏模擬器2，就地控制器3與微電網功率模塊6～7形成第一通信環3。

圖1所示的高速光纖通信環中(即第一通信環1～3)各微電網功率模塊都受到所在環的就地控制器控制，各就地控制器中運行有各微電網功率模塊的控制算法，從而可以完成高速光纖通信環中各被控設備的並行、獨立的控制。其中，各就地控制器以及能量管理控制器均配置有光纖板卡以實現高速光纖通信。其中，各就地控制器實時運行各第一上位機編譯為可實時運行的機器代碼的各直流微電網中被控設備的控制算法、以及包括預先配置好的第一通訊庫文件的第一通訊程序，第一通訊程序通過光纖板卡接收由各微電網功率模塊反饋回的各自的電壓、電流等的光纖信息，並完成信息解析，將解析後的各微電網模塊的電壓、電流等的反饋信息輸入給對應的直流微電網的被控設備的控制算法。第一通訊程序打包由各直流微電網被控設備的控制算法發出的對應於各直流微電網被控設備的控制命令，通過光纖板卡，向各個微電網功率模塊發送對應的光纖控制命令。需要說明的是，為了簡化用戶的操作，本實施方式中，第一通訊庫文件中已經封裝有儘可能多的就地控制器與各微電網功率模塊之間的通信信息，而各微電網功率模塊可以向就地控制器反饋儘可能多的通信信息(通信信息中例如包括有：從濾波器上採集到的電壓電流信號、發電機的轉速、電池的狀態信號等)，而用戶則可以根據各就地控制器實際需要的通信信息對第一通訊庫文件進行配置，從而使得第一通訊程序僅提供各就地控制器實際需要的通信信息，從而可以進一步簡化用戶的操作。

能量管理控制器承擔整個直流微電網的能量管理任務。其中，能量管理控制器與3個就地控制器串聯，組成閉合的高速光纖通訊環(即第二通信環)，各就地控制器都可以接受來自能量管理控制器下發的控制目標值，並按照控制目標值，控制自身所在高速光纖中的各微電網功率模塊，完成對整個直流微電網孤網併網能量管理策略的測試驗證。圖1所示的能量管理控制器實時運行由第二上位機編譯為可實時運行的機器代碼的直流微電網能量管理控制算法及預先配置好的第二通訊程序。其中，能量管理控制器中配有光纖板卡，第二通信程序通過該光纖板卡接收由各就地控制器反饋回的各被控設備的運行參數(輸出功率、電壓、電流)等的光纖信息，並完成該光纖信息解析，將解析後功率參數輸入給整個直流微電網能量管理控制算法。第二通信程序打包由直流微電網能量管理控制算法發出的對應於直流微電網中各被控設備的控制目標值，通過光纖板卡，向各就地控制器發送對應的光纖控制命令。

圖1所示的直流微電網控制策略測試系統，通過採用微電網功率模塊靈活地實現了整個直流微電網的電氣主拓撲的搭建。其中微電網功率模塊1和2工作在AC/DC模式下，將市電的三相交流電整流為直流電，為直流微電網的直流母線供電；微電網功率模塊3和4工作在AC/DC模式下，將風電模擬器輸出的三相交流電整流為直流電，併入到直流母線上；微電網功率模塊5～7工作在DC/DC模式下，將儲能模擬器1和光伏模擬器1～2輸出的直流電通過升降壓併入到直流母線上。

因此，本實施方式可以通過多個工程上位機(即第一上位機和第二上位機)、多個就地控制器、能量管理控制器、微電網功率模塊以及被控模擬設備靈活搭建出基於功率級快速原型控制的直流微電網控制策略測試系統。

結合圖1所示，當直流微電網的拓撲結構發生變化時，本實施方式僅需增加、減少就地控制器、微電網功率模塊以及微電網被控模擬設備，或者對微電網功率模塊進行配置。即修改第一上位機中的配置程序通過該配置程序設置各微電網功率模塊的工作模式即可，從而避免了現有物理動模測試系統中，當增加了新的物理等效模擬設備時，需要對新增加的物理等效模擬設備重新進行調試的情況。

綜上，採用本實施方式的直流微電網控制策略測試系統，利用具有較強通用性的微電網功率模塊搭建網絡拓撲，從而可以避免由於網絡拓撲的改變而帶來的較為繁瑣的修改、調試工作，提高測試系統搭建的靈活性、安全性，進而有利於提高直流微電網控制策略開發的效率。因此，用戶在使用本測試系統時，僅需在上位機中預先寫好通訊庫文件，並且僅需根據能量控制器與就地控制器之間的通信信息以及就地控制器與微電網功率模塊之間的通信新對通訊庫文件進行配置，並在上位機中對微電網功率模塊的工作模式進行配置即可使用本測試系統完成對直流微電網中的就地控制算法以及能量管理控制算法的效果的驗證。

本發明的第二實施方式涉及一種直流微電網控制策略測試系統。第二實施方式在第一實施方式的基礎上的做出改進，在第二實施方式中，進一步限定了微電網功率模塊中的控制晶片實現的功能，從而有利於進一步簡化微電網功率模塊的實現方式。

本實施方式中，控制晶片還用於實現以下功能，包括但不限於：其一、將濾波器上採集到的電壓電流信號反饋至就地控制器，其中，控制晶片還將採集到的電壓電流信號發送至對應的就地控制器；其二、根據採集到的電壓電流信號對變流器進行保護；其三、將就地控制信號轉換成用於控制變流器的脈衝寬度調製波。

具體而言，可以在控制晶片中預先部署要實現的功能對應的程序。如圖3所示，控制晶片可以包括：信號處理模塊、設備通信模塊、設備保護模塊以及調製模塊等。其中，信號處理模塊用於將從三相LCL濾波器中採集的電壓電流信號進行濾波，並將濾波後的電壓電流信號發送至設備通信模塊。需要說明的是，三相LCL濾波器可以自帶用於採集電壓電流信號的電壓電流傳感器。設備通信模塊用於將來自微電網功率模塊外部的通信信號(例如光纖信號)轉換成電信號，以及將控制晶片內部的電信號轉換成通信信號(例如光纖信號)。設備通信模塊用於接收來自信號處理模塊的濾波後的電壓電流信號，並將其轉換成通信信號發送至對應地就地控制器。設備通信模塊還用於將接收到的濾波器配置信號以及變流器配置信號發送給三相LCL濾波器和變流器。設備保護模塊用於將從濾波器上採集到的電流值和預設的整定值進行比較，滿足預設條件時(例如採集到的電流值小於等於預設的整定值)則給調製模塊發送控制目標值，不滿足預設條件時則給調製模塊發送閉鎖信號，閉鎖PWM(Pulse Width Modulation的簡稱，脈衝寬度調製)波。調製模塊用於根據從設備通信模塊接收到的就地控制信號以及從設備保護模塊接收到的保護命令生成對應的脈衝寬度調製波。當調製模塊收到保護命令時，調製模塊生成脈衝寬度調製波用於控制變流器中的功率管全部斷開，當調製模塊沒有收到保護命令時，調製模塊輸出的脈衝寬度調製波用於控制變流器中的功率管按照控制目標值工作。

採用本實施方式，使得微電網功率模塊可以方便地集成設備保護、設備通信、信號處理以及信號調製等各種功能，有利於提高微電網功率模塊的通用性。因此，由於微電網功率模塊中的控制晶片中預先燒寫好了用於實現設備通信、信號處理、設備保護以及信號調製等功能的程序，並且控制晶片可應用於多種新能源接入系統的場合，無需重複編譯燒寫控制晶片，所以用戶僅需考慮控制算法程序的編寫等，就可完成對直流微電網中各個被控設備的控制算法的效果的檢測。

值得一提的是，本實施方式中所涉及到的各模塊均為邏輯模塊，在實際應用中，一個邏輯單元可以是一個物理單元，也可以是一個物理單元的一部分，還可以以多個物理單元的組合實現。此外，為了突出本發明的創新部分，本實施方式中並沒有將與解決本發明所提出的技術問題關係不太密切的單元引入，但這並不表明本實施方式中不存在其它的單元。

本發明第三實施方式涉及一種直流微電網控制策略測試方法。其流程如圖4所示，該直流微電網控制策略測試方法包括：

步驟401：將N個就地控制器分別與若干個微電網功率模塊通信連接，將微電網被控模擬設備與微電網功率模塊連接。其中，N為正整數。在實際應用中，為了滿足就地控制器與各微電網功率模塊之間通信的實時性，一個就地控制器中接入的為電網功率模塊的個數應小於等於4。然而，本實施方式對於各就地控制器所控制的微電網功率模塊的數目不做具體限制。

其中，就地控制器和各微電網功率模塊可以相互串接，形成閉環通信環，例如形成高速光纖通信環。

步驟402：將各就地控制器與能量管理控制器通信連接。

其中，各就地控制器和能量管理控制器可以串接形成閉環通信環，例如高速光纖通信環。在實際應用中，為了保證能量管理控制器與各就地控制器之間通信的實時性，能量管理控制器同時連接的就地控制器的數目應小於等於6個。應當理解，本實施方式對於連接於能量管理控制器的就地控制器的具體數目不做限制。

步驟403：在第一上位機中生成就地控制程序以及配置程序並部署至各就地控制器中。

步驟404：各就地控制器運行配置程序，並發出對應於微電網功率模塊的配置信號，各就地控制器還運行就地控制程序，並向對應的微電網功率模塊發送就地控制信號。

步驟405：微電網功率模塊的控制晶片根據配置信號對微電網功率模塊中的濾波器以及變流器進行配置，使得濾波器以及變流器工作於與配置信號對應的工作模式，控制晶片還根據就地控制信號控制變流器進而控制對應的微電網被控模擬設備的運行。

採用本實施方式，利用具有較強通用性的微電網功率模塊搭建網絡拓撲，從而可以避免由於網絡拓撲的改變而帶來的較為繁瑣的修改、調試工作，提高測試系統搭建的靈活性、穩定性，進而有利於提高直流微電網控制策略開發的效率。

上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現時可以合併為一個步驟或者對某些步驟進行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關係，都在本專利的保護範圍內；對算法中或者流程中添加無關緊要的修改或者引入無關緊要的設計，但不改變其算法和流程的核心設計都在該專利的保護範圍內。

不難發現，本實施方式為與第一實施方式相對應的方法實施例，本實施方式可與第一實施方式互相配合實施。第一實施方式中提到的相關技術細節在本實施方式中依然有效，為了減少重複，這裡不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節也可應用在第一實施方式中。

本領域技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體來完成，該程序存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一個設備(可以是單片機，晶片等)或處理器(processor)執行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬碟、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。

本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現本發明的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本發明的精神和範圍。