一、應用背景

微電網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)成為了一種靈活的解決方案。微電網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)可以提供較高的電力供應可靠性。當主電網(wǎng)發(fā)生故障或停電時，微電網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)在實際應用中得到越來越廣泛的關注和采用。

二、微電網(wǎng)的實時仿真

實時仿真技術對微電網(wǎng)仿真賦予了更高的真實性、可視化性和靈活性。它為微電網(wǎng)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(wǎng)技術的發(fā)展具有重要意義。

• 微電網(wǎng)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(wǎng)系統(tǒng)的運行特性。
• 在實時仿真中，微電網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(jīng)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(wǎng)的能源管理、功率調度和供需平衡。

三、微電網(wǎng)的系統(tǒng)拓撲

微電網(wǎng)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(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。它們可根據(jù)微電網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)的能源利用和運行性能。儲能系統(tǒng)的應用將使微電網(wǎng)更加智能、高效，推動可再生能源的大規(guī)模應用和微電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。
3. 充電樁和居民負載在微電網(wǎng)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(wǎng)的能源平衡、提高能源利用效率和負荷管理。以下是微電網(wǎng)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(wǎng)實時仿真方案

基于PXIBox超強的CPU+FPGA計算精度，可將微電網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)的魯棒性和可靠性。

通過實時仿真，微電網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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。