一、應用背景

微電網是指在局部范圍內通過集中式或分布式發(fā)電設備與能量存儲設備相結合，形成的一個小型、獨立且自治的電力系統(tǒng)。它可以與主電網相互連接，也可以在需要時獨立供電。

可再生能源的合理利用：隨著可再生能源如太陽能和風能的快速發(fā)展和廣泛應用，微電網成為了一種靈活的解決方案。微電網可以將分布式的可再生能源設備（如太陽能電池板、風力發(fā)電機）與傳統(tǒng)能源網絡連接，以實現(xiàn)清潔能源的分布式生產和使用。

增強電力供應的可靠性：微電網可以提供較高的電力供應可靠性。當主電網發(fā)生故障或停電時，微電網可以通過內部的發(fā)電和能量存儲系統(tǒng)繼續(xù)供電，確保關鍵設備的正常運行，降低停電對用戶造成的影響。

減少電力損耗：傳統(tǒng)的電力分配系統(tǒng)中存在著傳輸損耗，導致能源的浪費。微電網通過將發(fā)電設備放置在電力負載附近，減少了長距離輸電的需要，可以顯著減少電力損耗，提高能源利用效率。

電力負荷管理和優(yōu)化：微電網可以對電力負荷進行實時監(jiān)測和管理，使電力需求和供給之間的匹配更加有效。通過智能控制系統(tǒng)的應用，微電網可以對不同負荷進行優(yōu)化分配，最大限度地提高能源的利用效率。

提升電力的可持續(xù)性和環(huán)境友好性：微電網的應用可以促進可持續(xù)能源的使用，減少對傳統(tǒng)化石燃料的依賴，降低溫室氣體排放，有助于解決全球的能源和環(huán)境問題。

微電網的應用背景主要涵蓋了可再生能源的增多、電力供應可靠性、電力損耗的減少、電力負荷管理和優(yōu)化以及可持續(xù)能源的推廣等方面。這些因素共同促使微電網在實際應用中得到越來越廣泛的關注和采用。

二、微電網的實時仿真

實時仿真技術對微電網仿真賦予了更高的真實性、可視化性和靈活性。它為微電網的設計、運營和優(yōu)化提供了強有力的工具和方法，對推動微電網技術的發(fā)展具有重要意義。

• 微電網的實時仿真是指在仿真過程中，系統(tǒng)的運行和響應能夠以接近實時的速度進行模擬和評估的一種技術。它可以提供更高的仿真精度和準確度，使研究人員和工程師能夠更真實地觀察和理解微電網系統(tǒng)的運行特性。
• 在實時仿真中，微電網的各個組件和子系統(tǒng)的狀態(tài)和行為都以接近實時的速度更新和計算。這包括發(fā)電設備（如太陽能電池板、風力發(fā)電機等）、能量存儲裝置（如電池、超級電容器等）、負荷和電網之間的交互影響。系統(tǒng)的控制算法和策略也以實時的方式運行，根據(jù)當前的電力需求、能源供應和市場條件對微電網的運行進行智能調整和優(yōu)化。
• 實時仿真還可以模擬微電網系統(tǒng)的實時狀態(tài)監(jiān)測和故障處理。例如，當系統(tǒng)中某個設備發(fā)生故障或電力負荷突然增加時，實時仿真可以模擬相應的響應和應對措施，包括自動切換備用電源、動態(tài)調整發(fā)電設備的輸出功率、實時監(jiān)測和報警等。
• 通過實時仿真，研究人員和工程師可以更準確地評估微電網系統(tǒng)在不同工況下的運行特性，預測和驗證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和經濟性。此外，實時仿真還可以用于測試和驗證不同的控制策略，以優(yōu)化微電網的能源管理、功率調度和供需平衡。

三、微電網的系統(tǒng)拓撲

微電網的系統(tǒng)拓撲基本包含以下幾個部分：風力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、充電樁、儲能系統(tǒng)以及居民負載。

1. 風力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)的結合可以實現(xiàn)能源的多樣化和互補，增加微電網系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。它們可根據(jù)微電網的資源條件、負荷需求和運行策略進行靈活配置和調整，以實現(xiàn)最佳的能源管理和供需平衡。
2. 儲能系統(tǒng)為微電網提供了靈活性、可靠性和可持續(xù)性的能源管理。它能夠平衡供需、調節(jié)頻率、削減峰谷差、提供備用電源并平滑能源波動，以優(yōu)化微電網的能源利用和運行性能。儲能系統(tǒng)的應用將使微電網更加智能、高效，推動可再生能源的大規(guī)模應用和微電網的可持續(xù)發(fā)展。
3. 充電樁和居民負載在微電網中具有能源調度、能源存儲、能源交易、能源需求和能源靈活性等關鍵作用。它們的有效管理和優(yōu)化可以實現(xiàn)微電網的能源平衡、提高能源利用效率和負荷管理。以下是微電網控制界面中的充電站管理系統(tǒng)與居民負載管理系統(tǒng)，用戶可以自定義模擬其主要參數(shù)。

四、基于EasyGo的解決方案

（一）基于PXIBox 的微電網實時仿真方案

基于PXIBox超強的CPU+FPGA計算精度，可將微電網拓撲系統(tǒng)的風力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、充電樁系統(tǒng)、居民負載等電力電子拓撲結構部分運行在FPGA上，利用豐富的IO接口可實現(xiàn)PXIBox自閉環(huán)測試，實時仿真步最小可達到us級別。

PXIBox的實時模型架構入下所示:

（二）測試內容

1、測試能量調度控制器

用真實的控制器與PXIBox進行IO連接，通過PXIBox模擬對微電網中的各種發(fā)電設備（太陽能光伏、風力發(fā)電機、燃氣發(fā)電機等）進行仿真，模擬它們的產生能力、響應時間、輸出功率和性能等參數(shù)以及微電網中各種能源資源的供應和負荷需求情況。測試實時仿真能源是否能夠達到供需平衡的狀態(tài)。

除此之外還能夠對微電網中的儲能系統(tǒng)（電池、超級電容器等）進行仿真模擬，包括儲能容量、充放電效率、功率響應和儲能策略等方面的評估。這可以幫助確定儲能系統(tǒng)的運行策略和最佳運行模式，以優(yōu)化系統(tǒng)的能源管理和供需平衡。

在實時仿真中，可以模擬和評估各種風險因素對微電網的影響，如天氣變化、設備故障和需求波動等。通過風險評估仿真，可以提前預測和應對潛在的風險，并采取相應的措施來增強微電網的魯棒性和可靠性。

通過實時仿真，微電網的運行狀態(tài)可以實時顯示，并能夠對不同因素和運行策略進行調整和優(yōu)化。這有助于用戶更好地理解微電網的運行特性，改進能源管理策略，并最大程度地發(fā)揮微電網的效益。

2、實時仿真系統(tǒng)自閉環(huán)實物圖

感謝您的關注，我們下期再見。