(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211183771.X (22)申请日 2022.09.27 (71)申请人 国网辽宁省电力有限公司技能培训 中心 地址 121000 辽宁省锦州市 凌河区松坡路 128号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 于常乐　张肃　万家　徐明虎　 张晴晴　高思远　赵晓娜　 (74)专利代理 机构 辽宁沈阳国兴知识产权代理 有限公司 21 100 专利代理师 姜婷婷 (51)Int.Cl. G09B 23/18(2006.01) G09B 9/00(2006.01)H02J 3/38(2006.01) H02J 13/00(2006.01) (54)发明名称 光伏发电新能源微电网仿真培训平台 (57)摘要 本发明提供了光伏发电新能源微电网仿真 培训平台， 涉及培训平台技术领域， 包括仿真光 伏发电架构、 交互系统和监控中心， 所述仿真光 伏发电架构为数学模型， 包括单晶硅光伏电池阵 列、 DC‑DC变换器及MPPT、 光伏并网逆变器和电 网， 所述交互系统包括CPU模块、 显示模块、 模拟 量输入模块、 脉冲和开关量模块、 评估模块、 太阳 能辐照度计算模块； 所述电网分为交流电主网和 直流母线； 本发 明以数学模型的方式构建仿真光 伏发电架构， 以此进行仿真模拟并显示在显示模 块上， 能够反映大容量光伏发电系统的生产流程 和工作原理， 针对高校学生， 充分考虑了学生的 具体知识结构与层次， 使 得学生可以充分理解微 电网的特点与结构。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115482708 A 2022.12.16 CN 115482708 A 1.光伏发电新能源微电网仿真培训平台， 包括仿真光伏发电架构、 交互系统和监控中 心， 其特征在于： 所述仿 真光伏发电架构为数学模 型， 包括单晶硅光伏电池阵列、 DC ‑DC变换 器及MPPT、 光伏并网逆变器和电网， 所述交互系统包括CPU模块、 显示模块、 模拟量输入模 块、 脉冲和开关量模块、 评估 模块、 太阳能辐照度计算模块； 所述电网分为交流电主 网和直流母线， 所述单晶硅光伏电池阵列发出的电接入光伏并 网逆变器， 将直流点逆变为符合并网要求的三相交流电， 馈入交流电主网， 所述DC ‑DC变换 器及MPPT采用Boost升压电路， 将单晶硅光伏电池输出的直流电压变为可调节的直流电， 馈 入直流母线， 所述模拟量输入模块记录直流母线电压电流、 交流电主网电压电流， 所述脉冲 和开关量模块记录脉冲输入量和开关量， 所述太阳能辐照度计算模块用于计算并记录太阳 能辐照度， 所述评估模块依据 记录数据评估电能质量、 能效和经济性分析， 所述显示模块显 示所有记录数据和评估数据， 并显示 光伏发电架构的建模图。 2.根据权利要求1所述的光伏发电新 能源微电网仿真培训平台， 其特征在于： 所述单晶 硅光伏电池阵列为能量来源， 当单晶硅材料P ‑N结上受到太阳光照射而产生电动势， 串并联 后形成能够输出大功 率的光伏阵列， 以此， 基于光伏电池厂家的铭牌参数， 计算等效电路模 型参数， 通过光伏电池的数学模型建立单 晶硅光伏电池阵列的数学模型， 用于针对不同温 度及不同日照强度， 对光伏阵列的输出 特性进行仿真。 3.根据权利要求2所述的光伏发电新能源微电网仿真培训平台， 其特征在于： 所述DC ‑ DC变换器及MPPT、 光伏并网逆变器和电网为匹配单晶硅光伏电池阵列参数构建的数学模 型， 以此组成仿真光伏发电架构， 并显示在显示模块中。 4.根据权利要求3所述的光伏发电新能源微电网仿真培训平台， 其特征在于： 所述CPU 模块提供运算功能， 且CPU模块包括建模模块， 所述建模模块基于BIM应用创建仿真光伏发 电架构数 学模型的显示模型， 显示在显示模块中。 5.根据权利要求4所述的光伏发电新 能源微电网仿真培训平台， 其特征在于： 所述模拟 量输入模块包括记录模块、 时间戳模块， 所述记录模块用于记录直流母线电压电流、 交流电 主网电压电流， 所述时间戳模块用于对直流母线电压电流、 交流电主网电压电流的记录标 记时间。 6.根据权利要求5所述的光伏发电新 能源微电网仿真培训平台， 其特征在于： 所述脉冲 和开关量模块包括开关量输入记录模块、 开关量输出记录模块和脉冲量记录模块， 所述开 关量输入记录模块、 开关量输出记录模块和脉冲量记录模块用于记录实时的输入开关量、 输出开关量和脉冲量并标记时间。 7.根据权利要求6所述的光伏发电新 能源微电网仿真培训平台， 其特征在于： 所述太阳 能辐照度计算模块基于CPU模块的运算功能， 利用天空散射辐射和参考气象站辐照量修正 法计算太阳能辐照度， 并量化为数据变量， 利用该数据变量匹配单 晶硅光伏电池阵列的输 出特性。 8.根据权利要求7所述的光伏发电新 能源微电网仿真培训平台， 其特征在于： 所述评估 模块包括电能质量评估模块、 能效评估模块、 经济性评估模块、 报表输出模块， 所述电能质 量评估模块内置电压电流标准， 用于比对所记录的直流母线电压电流、 交流电主网电压电 流， 判断电能的质量， 所述能效评估模块用于综合太阳能辐照度以及所模拟产生的直流母 线电压电流、 交流电主网电压电流之和， 判断功 率能效， 所述经济性评估模块用于评价直流权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115482708 A 2母线电压电流、 交流电主网电压电流之和所产生的经济效益。 9.根据权利要求8所述的光伏发电新 能源微电网仿真培训平台， 其特征在于： 所述报表 输出模块包括数据结论模块、 数据曲线模块， 所述数据结论模块用于根据能效评估模块所 判断的功率能效， 得出太阳辐照度波动对输出功率的影响结论， 并以报表的形式输出至显 示模块， 所述数据曲线模块用于将直流母线电压电流、 交流电主网电压电流， 以及功率能效 随时间的变化数据制作成曲线统计图， 输出至 显示模块。 10.根据权利要求1所述的光伏发电新能源微电网仿真培训平台， 其特征在于： 所述监 控模块具备分级保护功能， 分别接入单晶硅光伏电池阵列、 DC ‑DC变换器及MPPT、 光伏并网 逆变器和电网， 监控仿 真光伏发电架构各种部件的运行参数， 并在 模拟故障时， 发出提醒至 显示模块。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115482708 A 3