使用实时仿真器对直流微电网中的分层控制进行实验研究

我们的研究主要集中在开发分层控制策略，以开发到真实世界微电网平台的实验验证。我们的目标是解决动态微电网环境中控制方法有效性测试中的实际挑战。微电网研究的最新发展表明存在大量的示范项目，但大多数理论研究仍然通过模拟或实验得到验证。

集成真实世界微电网控制策略的系统化实验平台仍然存在限制实际验证和控制方法优化的缺陷。我们的协议提供了支持微电网中分层控制器策略的基于实际硬件的仪表的优势，解决了仿真和实际实施之间的差距。它为在实际平台上部署控制系统提供了一种全面的动手实践方法，确保更好的系统验证。

我们实验室的未来研究将侧重于探索微电网的先进控制策略，旨在增强系统的稳健性。我们寻求提高微电网在实际场景（例如突然没有变化和网络劳动力）下的运行能力，以确保在实际场景中可靠、高效的性能。要构建单独的分布式能源 （DER），请通过电线将直流电或直流电源的正极连接到降压电路的输入正极，同时连接相应的负极。

为降压转换器构建数学模型，以促进仿真和实验设置的控制参数设计。使用状态空间平均方法构建典型 Buck 转换器的状态空间方程。接下来，将状态空间方程转换为传递函数形式，以便更轻松地进行比例积分控制器设计。

构建单独的 DER 后，连接每个 Buck 电路的相应正负输出端子。为了模拟线路阻抗，在每个 DER 的正极之间串联插入小电阻器。对于负载集成，使用电阻器来模拟直流微电网中的常见负载。

将电阻器端子直接连接到全球负载的所有分布式能源的正负极的汇合点。当存在线路阻抗时，在每个降压电路的输出端连接电阻器以模拟本地负载。接下来，按下电源上的电源按钮。

使用旋钮将电压调整到指定值。确保电源在 0 到 300 伏的范围内运行，最大功率为 600 瓦。将 DCDC buck 转换器的输入和输出信号路由到信号转换板。

使用信号线将信号转换板连接到仿真器硬件控制器。最后，验证总线和负载连接。检查所有连接的准确性和安全性。

要配置 Droop 控制模块，请将 gains 和 difference blocks 等组件拖放到控制模块中。双击增益模块并根据需要设置下降系数。然后，对于双回路比例积分控制设置，将组件拖放到刺激器中。

在选择比例积分控制增益时，使用传递函数方程中 buck 转换器的传递函数模型。按照先设计内部电流控制回路，再设计外部电压控制回路的顺序。向每个 DER 的控制器提供不同的输入信号，以实现集中式仿真器控制器内的分布式控制。

例如，将 DER 2 和 DER 4 的信号拖到 DER 1 的控制模块中。接下来，基于基于共识的 Secondary Control 在仿真器中构建 Secondary Control 框图。通过在仿真器中修改 control gains 来调整 secondary control 的响应。

对于实时仿真器实验设置，请单击 edit 按钮以修改在仿真器上运行的程序。随后，激活设置按钮以完成开发属性设置。完成模型编辑后，点击 build 按钮，将模型编译成可执行代码。

监控软件编译窗口，直到出现消息 compilation successful。编译成功后，配置程序代码设置，包括仿真模式、实时通信链路类型和其他相关参数。将编译后的可执行程序下载到控制器硬件中。

然后，启动程序以启动实验。将示波器的电压探头连接到每个 DER 输出的正负端子，并将电流探头夹在输出端口处。