直流微电网控制策略测试系统及方法与流程

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种直流微电网控制策略测试系统及方法。

背景技术：

直流微电网是以直流配电的形式，通过一条公共的直流母线将所有微电源连接起来的独立可控系统。直流微电网控制策略的研究对直流微电网技术的发展具有重要意义。目前，较常采用的直流微电网控制策略测试方式主要包括全数字实时仿真及物理动模测试。

全数字实时仿真是使用电力及电力电子仿真软件搭建微网主拓扑、所有被控设备及其相关的控制算法，并通过仿真管理软件将微网主拓扑、所有被控设备模型及其相关的控制算法编译、部署并实时运行于仿真系统中，该方法的优点是可以方便的修改所仿真的被控设备模型拓扑、参数及其相关的控制算法，利用在线调参、修改控制目标等方式快速验证微电网中各相关的控制算法的功能及有效性。但全数字实时仿真技术也有如下问题：(1)直流微电网中尤其是发电机及电池等被控设备使用的是等效数学模型，忽略了发电机的电磁特性及运行过程中的发电机参数变化、电池参数随温度变化等情况，因而与实际的被控对象有所不同；(2)实时的全数字仿真是信号级的仿真，控制算法与被控对象之间只是数据的输入输出，没有实际被控设备与控制器信号交互所涉及的数据调理延迟及通信协议等诸多问题，过于理想；(3)全数字实时仿真的数学模型可通过功放采用功率硬件在环的方式和其他微网中的实物相连，从而减小模型的不准确所带来的影响，但物理实物和数学模型的物理接口设备及接口算法处理不当时会产生时延，不利于直流微电网控制策略的开发。

而另一种较常采用的方式为物理动模测试，其中，物理动模测试系统包括：实时仿真设备、等效的整流器及逆变器、微网中各被控设备的物理等效模拟设备等。使用等效的整流器及逆变器来搭建微电网主电力拓扑，使用电力及电力电子开发系统可以编写出应用于直流微电网的能量管理控制算法，并通过仿真管理软件将该直流微电网能量管理控制算法编译、部署并实时运行于仿真系统中。物理动模测试系统使用按比例缩小的等效模拟设备来模拟直流微电网中各被控设备，各等效动模设备内部的DSP(Digital Signal Processing的简称，数字信号处理器)或PLC(Programmable Logic Controller的简称，可编程逻辑控制器)中运行有被模拟装置的控制算法，同时各PLC和DSP也带有通信接口，可以接收直流微电网能量管理器所发出的控制目标，并按照所接收的控制目标控制模拟设备运行。物理动模测试系统中使用了实际等比例的物理模拟装置，智能功率模块及实时仿真设备，极大的还原了直流微电网控制的真实环境，同时使用了可方便快速运行不同微网能量管理控制算法的实时仿真设备，及可灵活的改变直流微电网的物理拓扑结构的等比例的物理模拟装置和智能功率模块，可为直流微电网控制策略研发提供较为灵活的研发测试平台。

发明人在实现本发明的过程中发现：物理动模测试系统作为一个直流微电网控制策略的开发测试平台，还存在如下问题：(1)当整个直流微电网拓扑结构发生变化时，各物理等效模拟设备之间及与作为直流微电网能量管理器的实时仿真设备的通信需根据具体拓扑进行重新的修改及调试，存在工作量上的重复；(2)各物理等效模拟设备使用自带的DSP或PLC运行被模拟装置的控制算法，当需要对各物理等效模拟设备所模拟的直流微电网中被控设备的控制算法进行修改时，部分物理等效模拟设备不开放其控制算法，因而需要重新编写修改等效模拟设备的控制程序代码并烧写到DSP或PLC中，增加了测试的复杂度。

技术实现要素：

本发明实施方式的目的在于提供一种直流微电网控制策略测试系统及方法，使得该系统具有更佳的灵活性、通用性以及稳定性，从而有利于提高直流微电网控制策略的测试效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种直流微电网控制策略测试系统，包括：第一上位机、N个就地控制器、与各就地控制器通信连接的若干个微电网功率模块以及与各微电网功率模块连接的微电网被控模拟设备；其中，所述N为正整数；所述第一上位机通信连接于所述就地控制器，且用于生成运行于所述就地控制器中的就地控制程序以及配置程序；所述就地控制器用于运行所述就地控制程序以生成对应于各微电网功率模块的就地控制信号，所述就地控制器还用于运行所述配置程序，并发出对应于各微电网功率模块的配置信号；所述微电网功率模块包括：控制芯片、滤波器以及变流器；所述控制芯片用于根据所述配置信号对所述滤波器以及变流器进行配置，使得所述滤波器以及变流器工作于与所述配置信号对应的工作模式；所述控制芯片还用于根据所述就地控制信号控制所述变流器从而控制所述微电网被控模拟设备的运行。

本发明的实施方式还提供了一种直流微电网控制策略测试方法，将N个就地控制器分别与若干个微电网功率模块通信连接，将微电网被控模拟设备与微电网功率模块连接；其中，所述N为正整数；将各就地控制器与能量管理控制器通信连接；在第一上位机中生成就地控制程序以及配置程序并部署至N个就地控制器中；各就地控制器运行所述配置程序，并发出对应于微电网功率模块的配置信号，各就地控制器还运行所述就地控制程序，并向对应的微电网功率模块发送就地控制信号；所述微电网功率模块的控制芯片根据所述配置信号对所述微电网功率模块中的滤波器以及变流器进行配置，使得所述滤波器以及变流器工作于与所述配置信号对应的工作模式，所述控制芯片还根据所述就地控制信号控制所述变流器从而控制对应的微电网被控模拟设备的运行。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过就地控制器、微电网功率模块以及微电网被控模拟设备的组合来代替现有的物理动模测试系统中的部分设备，通过第一上位机生成就地控制程序以及配置程序，使得就地控制程序便于修改，并且通过配置程序对微电网功率模块中的滤波器以及变流器的工作模式进行配置，使得微电网功率模块可工作于多种模式，具有更佳的通用性，从而在直流微电网拓扑结构变化时，可以避免物理等效模拟设备的修改、调试的繁杂操作，同时，本实施方式的测试系统还具有较佳的灵活性、稳定性，有利于提高直流微电网控制策略的测试效率。

另外，所述控制芯片还用于：将所述滤波器上采集到的电压电流信号反馈至所述就地控制器；根据采集到的所述电压电流信号对所述变流器进行保护；以及将所述就地控制信号转换成用于控制所述变流器的脉冲宽度调制波。通过在控制芯片中集成信号采集、设备保护以及控制信号调制等的功能，使得微电网功率模块的集成程度更高，更有利于降低测试系统搭建的复杂度。

另外，所述就地控制器以及各微电网功率模块相互串接形成第一通信环，所述就地控制器以及各微电网功率模块通过所述第一通信环进行通信。

另外，所述第一通信环为光纤通信环。就地控制器和各微电网功率模块通过高速光纤通信环进行通信，可以避免由于通信延迟带来的时延，提高测试系统的实时性。

另外，所述控制芯片采用现场可编程逻辑门阵列实现。

另外，所述第一上位机中存储有第一通讯库文件，所述第一上位机还用于生成包括所述第一通讯库文件的第一通信程序，并用于配置所述第一通讯库文件；其中，所述第一通讯库文件封装有所述就地控制器与各微电网功率模块之间的通信信息类型；所述微电网功率模块用于向对应的就地控制器提供与所述第一通讯库文件封装的通信信息类型对应的全部通信信息，所述就地控制器用于运行所述第一通信程序并通过配置的第一通讯库文件获取各微电网功率模块的通信信息。通过将就地控制器与各微电网功率模块之间使用的数据要求的通信信息预先进行封装，使得用户在实际使用时，仅需根据实际的网络拓扑进行简单配置即可完成就地控制器与各微电网功率模块之间交换的通信信息的设置，进一步简化用户操作。

另外，所述直流微电网控制策略测试系统还包括：第二上位机以及能量管理控制器；所述第二上位机用于生成运行于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连接于所述N个就地控制器，并用于根据N个就地控制器反馈的各微电网功率模块的运行参数以及所述能量管理控制程序，生成对应于各微电网功率模块的能量管理控制目标值，并将所述能量管理控制目标值发送至对应的就地控制器；所述就地控制器用于根据所述能量管理控制目标值以及所述就地控制程序生成对应于微电网功率模块的就地控制信号。

另外，所述能量管理控制器与所述N个就地控制器相互串接形成第二通信环；所述能量管理控制器与所述N个就地控制器通过所述第二通信环进行通信。

另外，所述第二上位机中存储有第二通讯库文件，所述第二上位机还用于生成包括有所述第二通讯库文件的第二通信程序，并用于配置所述第二通讯库文件；其中，所述第二通讯库文件封装有所述能量管理控制器与各就地控制器之间的通信信息类型；所述能量管理控制器以及各就地控制器还用于运行所述第二通信程序并通过配置的第二通讯库进行通信信息交换。通过将能量管理控制器与各就地控制器之间使用的数据所要求的通信信息预先进行封装，使得用户在实际使用时，仅需根据实际的网络拓扑进行简单配置即可完成能量管理控制器与各就地控制器之间交换的通信信息的设置，进一步简化用户操作。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式直流微电网控制策略测试系统示例结构示意图；

图2是根据本发明第一实施方式微电网功率模块的结构示意图；

图3是根据本发明第二实施方式微电网功率模块控制芯片的结构示意图；

图4是根据本发明第三实施方式直流微电网控制策略测试方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明实施方式基于全数字实时仿真以及直流微电网物理动模测试系统的不足，提出了适用于直流微电网控制策略测试系统的、易于模块化的、基于功率级快速控制原型的部分物理等效设备的替代组合设备。该替代组合设备包括：就地控制器、微电网功率模块以及微电网被控模拟设备。其中，微电网功率模块是该替代组合设备的核心，该微电网功率模块的工作模式可灵活配置，从而适用于具体直流微电网拓扑结构要求。本实施方式的替代组合设备可替代物理动模测试系统中的等效整流器及逆变器，便于为直流微电网的能量管理控制策略以及被控设备的控制算法的测试搭建灵活、通用、稳定的测试平台。

本发明的第一实施方式涉及一种直流微电网控制策略测试系统。其具体结构如图1所示。该直流微电网控制策略测试系统包括：第一上位机、N个就地控制器、与各就地控制器通信连接的若干个微电网功率模块、与各微电网功率模块连接的微电网被控模拟设备、第二上位机以及能量管理控制器。其中，各就地控制器以及与各就地控制器连接的微电网功率模块的组合可替代等效整流器以及逆变器。其中，能量管理控制器用于对整个直流微电网能量进行管理。其中，各就地控制器以及能量管理控制器可以采用包括CPU(Central Processing Unit的简称，中央处理器)的计算机实现。

如图2所示，微电网功率模块包括：控制芯片、滤波器以及变流器。控制芯片用于根据配置信号(由第一上位机生成的配置程序中包括各滤波器以及变流器的配置信息，就地控制器运行第一上位机生成的配置程序，解析各微电网功率模块对应的滤波器配置信号以及变流器配置信号，并将滤波器以及变流器对应的配置信号发送给微电网功率模块中的控制芯片，该控制芯片可以将滤波器配置信号给到滤波器，并将变流器配置信号给到变流器。)对滤波器以及变流器进行配置，使得滤波器以及变流器工作于与配置信号对应的工作模式。在一个例子中，滤波器为三相LCL滤波器。该三相LCL滤波器可接收控制芯片发送的滤波器配置信号，并根据滤波器配置信号工作于三相或者某两相的模式下，其中，滤波器配置信号例如为每相的使能或者禁用信号。该三相LCL滤波器的每一相可以带有电压电流传感器，从而可以采集到每一相的电压电流，以反馈至控制芯片。在一个例子中，变流器可以采用两电平变流桥，变流器可以接收来自控制芯片的变流器配置信号，并根据变流器配置信号使得变流器可工作于DC/AC、DC/DC以及AC/DC等三种模式下。因此，本实施方式中，可配置的三相LCL滤波器以及变流器相互配合，可以使得各微电网功率模块工作于DC/AC、DC/DC以及AC/DC等三种模式下。

控制芯片还可以用于根据来自就地控制器的就地控制信号(就地控制器中运行由第一上位机生成的就地控制程序时，可以向对应的微电网功率模块发送就地控制信号控制变流器，从而控制连接于该微电网功率模块的微电网被控模拟设备的运行。控制芯片可以采用FPGA(Field Programmable Gate Array的简称，现场可编程逻辑门阵列)实现，使得控制芯片可以提供数百纳秒级的计算步长，避免信号处理的延时，并且该FPGA控制芯片是基于硬件代码实现所以能够确保对应功能快速、稳定地运行。

本实施方式各被控设备(即微电网被控模拟设备)的控制算法运行于就地控制器中，因此，被控设备的控制算法可以灵活修改。而微电网功率模块可以工作于多种工作模式，具有较佳的通用性，当直流微电网的网络拓扑结构发生变化时，仅需要根据具体的拓扑结构要求对微电网功率模块进行配置即可，省去了繁琐的修改、调试工作。

在实际应用中，第一上位机和第二上位机可以采用工程上位机，其中，第一上位机和第二上位机中安装有具有图像化界面的电力与电力电子系统仿真软件。第一上位机和就地控制器通信连接，并用于生成运行于就地控制器中的就地控制程序(即直流微电网中各直流微电网被控设备(例如风电模拟器、储能模拟器、光伏模拟器等)的控制程序)以及配置程序，第二上位机与能量管理控制器通信连接，并用于生成运行于能量管理控制器中的能量管理控制程序(即整个直流微电网能量管理算法)。其中，就地控制程序、能量管理控制程序以及配置程序可以采用图像化的电力与电力电子系统仿真软件编写。

在一个例子中，第一上位机中还存储有第一通讯库文件，第一上位机还用于生成包括该第一通讯库文件的第一通信程序，且第一上位机还用于配置该第一通讯库文件。第二上位机中存储有第二通讯库文件，第二上位机还用于生成包括有该第二通讯库文件的第二通信程序，并且第二上位机还用于配置该第二通讯库文件。其中，第一通讯库文件中封装有各就地控制器与微电网功率模块之间的通信信息类型，第二通讯库文件封装有能量管理控制器与各就地控制器之间的通信信息类型。就地控制器与微电网功率模块之间的通信信息包含多种类型，本实施方式将该些通信信息类型均封装于第一通讯库文件中。第二通讯库文件也可以根据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数据进行通信信息的配置。

在实际应用中，就地控制器和对应的微电网功率模块之间可能不需要使用第一通讯库文件中封装的全部通信信息类型，因此用户可以根据实际的拓扑结构，在第一上位机中对第一通讯库文件进行配置，设置各就地控制器和其对应的微电网功率模块之间实际需要使用的通信信息。类似地，可以根据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数据对第二通讯库文件中的通信信息进行配置。

第一上位机可以将搭建好的直流微电网中相关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讯库文件)编译为可实时运行的机器代码(例如C代码)，自动下载并部署到各就地控制器中，在一个例子中，第一上位机和就地控制器是一一对应的，从而便于就地控制程序等的部署。第二上位机可以将搭建好的能量管理控制程序以及第二通信程序编译为可实时运行的机器代码(例如C代码)，自动下载并部署到各就地控制器中。其中，第一上位机还可以控制各微电网功率模块，并可以完成针对各被控模拟设备的试验管理、自动测试、数据监控和数据分析等功能。

本实施方式中，能量管理控制器用于运行能量管理控制程序，并根据各就地控制器反馈的各微电网功率模块的运行参数以及能量管理控制程序，生成对应于各微电网功率模块能量管理控制目标值，并将能量管理控制目标值发送至对应的就地控制器。就地控制器用于运行就地控制程序，并根据该就地控制程序生成对应于微电网功率模块的就地控制信号，就地控制器还用于运行配置程序，并发出对应于微电网功率模块的配置信号。其中，配置信号包括滤波器配置信号以及变流器配置信号。就地控制器还用于根据能量管理控制目标值以及就地控制程序向对应的微电网功率模块发出就地控制信号。即就地控制器用于直流微电网中具体被控设备的就地控制。当该就地控制器连接有多个微电网功率模块时，其可同时运行多个被控设备的就地控制算法。而能量管理控制器则用于运行能量管理控制算法，将微电网能量管理命令(例如能量管理控制目标值)下发给各就地控制器。在一个例子中，能量管理控制器以及各就地控制器还用于运行第二通信程序并通过配置的第二通讯库进行通信信息交换。

在一个例子中，各就地控制器以及各微电网功率模块均相互串接形成第一通信环，就地控制器以及各微电网功率模块通过第一通信环进行通信。能量管理控制器与各就地控制器相互串接形成第二通信环，能量管理控制器与N个就地控制器通过第二通信环进行通信。在一个例子中，该第一通信环和第二通信环均采用光纤通信环。就地控制器通过高速光纤通信环(第一通信环)控制多个直流微电网被控设备对应的微电网功率模块。能量管理控制器通过高速光纤通信环(第二通信环)与各就地控制器进行通讯。为了满足直流微电网控制策略测试系统通信的实时性，各第一通信环中的微电网功率模块的数目应小于等于4，各第二通信环中的就地控制器的数目应小于等于6。应当理解，本实施方式对于第一通信环中的微电网功率模块的数目不做具体限制，对于第二通信环中的就地控制器的数目不作具体限制。

结合图1所示，对本实施方式的一个直流微电网控制测试系统示例进行说明如下：

该直流微电网控制策略测试系统包括：3个就地控制器(1～3)、1个能量管理控制器、7个直流微电网功率模块(1～2、3～5、6～7)以及5个直流微电网被控设备(即风电模拟器1～2以及储能模拟器1以及光伏模拟器1～2)，3个第一上位机(1～3)以及1个第二上位机。需要说明的是，本实施方式对于第一上位机、就地控制器、直流微电网功率模块以及直流微电网被控设备的数量不做具体限制。

其中，第一上位机1连接于就地控制器1，第一上位机2连接于就地控制器2，第一上位机3连接于就地控制器3。其中，第一上位机1用于生成运行于就地控制器1中的就地控制程序、配置程序以及第一通信程序，依此类推，第一上位机3用于生成运行于就地控制器3中的就地控制程序、配置程序以第一通信程序。其中，各就地控制器中的运行的控制程序的数目与连接于该就地控制器的微电网功率模块的数目相同。如，就地控制器1连接有2个微电网功率模块，所以就地控制器1中运行的就地控制程序有2个。其中，就地控制程序为对应的微电网功率模块的控制算法。

其中，微电网功率模块1以及微电网功率模块2连接于市电(其中，市电的作用与被实施方式的直流微电网被控设备作用相同)，就地控制器1与微电网功率模块1以及微电网功率模块2形成第一通信环1。微电网功率模块3连接于风电模拟器1，微电网功率模块4连接于风电模拟器2，微电网功率模块5连接于储能模拟器1，就地控制器2与微电网功率模块3～5形成第一通信环2。微电网功率模块6连接于光伏模拟器1，微电网功率模块7连接于光伏模拟器2，就地控制器3与微电网功率模块6～7形成第一通信环3。

图1所示的高速光纤通信环中(即第一通信环1～3)各微电网功率模块都受到所在环的就地控制器控制，各就地控制器中运行有各微电网功率模块的控制算法，从而可以完成高速光纤通信环中各被控设备的并行、独立的控制。其中，各就地控制器以及能量管理控制器均配置有光纤板卡以实现高速光纤通信。其中，各就地控制器实时运行各第一上位机编译为可实时运行的机器代码的各直流微电网中被控设备的控制算法、以及包括预先配置好的第一通讯库文件的第一通讯程序，第一通讯程序通过光纤板卡接收由各微电网功率模块反馈回的各自的电压、电流等的光纤信息，并完成信息解析，将解析后的各微电网模块的电压、电流等的反馈信息输入给对应的直流微电网的被控设备的控制算法。第一通讯程序打包由各直流微电网被控设备的控制算法发出的对应于各直流微电网被控设备的控制命令，通过光纤板卡，向各个微电网功率模块发送对应的光纤控制命令。需要说明的是，为了简化用户的操作，本实施方式中，第一通讯库文件中已经封装有尽可能多的就地控制器与各微电网功率模块之间的通信信息，而各微电网功率模块可以向就地控制器反馈尽可能多的通信信息(通信信息中例如包括有：从滤波器上采集到的电压电流信号、发电机的转速、电池的状态信号等)，而用户则可以根据各就地控制器实际需要的通信信息对第一通讯库文件进行配置，从而使得第一通讯程序仅提供各就地控制器实际需要的通信信息，从而可以进一步简化用户的操作。

能量管理控制器承担整个直流微电网的能量管理任务。其中，能量管理控制器与3个就地控制器串联，组成闭合的高速光纤通讯环(即第二通信环)，各就地控制器都可以接受来自能量管理控制器下发的控制目标值，并按照控制目标值，控制自身所在高速光纤中的各微电网功率模块，完成对整个直流微电网孤网并网能量管理策略的测试验证。图1所示的能量管理控制器实时运行由第二上位机编译为可实时运行的机器代码的直流微电网能量管理控制算法及预先配置好的第二通讯程序。其中，能量管理控制器中配有光纤板卡，第二通信程序通过该光纤板卡接收由各就地控制器反馈回的各被控设备的运行参数(输出功率、电压、电流)等的光纤信息，并完成该光纤信息解析，将解析后功率参数输入给整个直流微电网能量管理控制算法。第二通信程序打包由直流微电网能量管理控制算法发出的对应于直流微电网中各被控设备的控制目标值，通过光纤板卡，向各就地控制器发送对应的光纤控制命令。

图1所示的直流微电网控制策略测试系统，通过采用微电网功率模块灵活地实现了整个直流微电网的电气主拓扑的搭建。其中微电网功率模块1和2工作在AC/DC模式下，将市电的三相交流电整流为直流电，为直流微电网的直流母线供电；微电网功率模块3和4工作在AC/DC模式下，将风电模拟器输出的三相交流电整流为直流电，并入到直流母线上；微电网功率模块5～7工作在DC/DC模式下，将储能模拟器1和光伏模拟器1～2输出的直流电通过升降压并入到直流母线上。

因此，本实施方式可以通过多个工程上位机(即第一上位机和第二上位机)、多个就地控制器、能量管理控制器、微电网功率模块以及被控模拟设备灵活搭建出基于功率级快速原型控制的直流微电网控制策略测试系统。

结合图1所示，当直流微电网的拓扑结构发生变化时，本实施方式仅需增加、减少就地控制器、微电网功率模块以及微电网被控模拟设备，或者对微电网功率模块进行配置。即修改第一上位机中的配置程序通过该配置程序设置各微电网功率模块的工作模式即可，从而避免了现有物理动模测试系统中，当增加了新的物理等效模拟设备时，需要对新增加的物理等效模拟设备重新进行调试的情况。

综上，采用本实施方式的直流微电网控制策略测试系统，利用具有较强通用性的微电网功率模块搭建网络拓扑，从而可以避免由于网络拓扑的改变而带来的较为繁琐的修改、调试工作，提高测试系统搭建的灵活性、安全性，进而有利于提高直流微电网控制策略开发的效率。因此，用户在使用本测试系统时，仅需在上位机中预先写好通讯库文件，并且仅需根据能量控制器与就地控制器之间的通信信息以及就地控制器与微电网功率模块之间的通信新对通讯库文件进行配置，并在上位机中对微电网功率模块的工作模式进行配置即可使用本测试系统完成对直流微电网中的就地控制算法以及能量管理控制算法的效果的验证。

本发明的第二实施方式涉及一种直流微电网控制策略测试系统。第二实施方式在第一实施方式的基础上的做出改进，在第二实施方式中，进一步限定了微电网功率模块中的控制芯片实现的功能，从而有利于进一步简化微电网功率模块的实现方式。

本实施方式中，控制芯片还用于实现以下功能，包括但不限于：其一、将滤波器上采集到的电压电流信号反馈至就地控制器，其中，控制芯片还将采集到的电压电流信号发送至对应的就地控制器；其二、根据采集到的电压电流信号对变流器进行保护；其三、将就地控制信号转换成用于控制变流器的脉冲宽度调制波。

具体而言，可以在控制芯片中预先部署要实现的功能对应的程序。如图3所示，控制芯片可以包括：信号处理模块、设备通信模块、设备保护模块以及调制模块等。其中，信号处理模块用于将从三相LCL滤波器中采集的电压电流信号进行滤波，并将滤波后的电压电流信号发送至设备通信模块。需要说明的是，三相LCL滤波器可以自带用于采集电压电流信号的电压电流传感器。设备通信模块用于将来自微电网功率模块外部的通信信号(例如光纤信号)转换成电信号，以及将控制芯片内部的电信号转换成通信信号(例如光纤信号)。设备通信模块用于接收来自信号处理模块的滤波后的电压电流信号，并将其转换成通信信号发送至对应地就地控制器。设备通信模块还用于将接收到的滤波器配置信号以及变流器配置信号发送给三相LCL滤波器和变流器。设备保护模块用于将从滤波器上采集到的电流值和预设的整定值进行比较，满足预设条件时(例如采集到的电流值小于等于预设的整定值)则给调制模块发送控制目标值，不满足预设条件时则给调制模块发送闭锁信号，闭锁PWM(Pulse Width Modulation的简称，脉冲宽度调制)波。调制模块用于根据从设备通信模块接收到的就地控制信号以及从设备保护模块接收到的保护命令生成对应的脉冲宽度调制波。当调制模块收到保护命令时，调制模块生成脉冲宽度调制波用于控制变流器中的功率管全部断开，当调制模块没有收到保护命令时，调制模块输出的脉冲宽度调制波用于控制变流器中的功率管按照控制目标值工作。

采用本实施方式，使得微电网功率模块可以方便地集成设备保护、设备通信、信号处理以及信号调制等各种功能，有利于提高微电网功率模块的通用性。因此，由于微电网功率模块中的控制芯片中预先烧写好了用于实现设备通信、信号处理、设备保护以及信号调制等功能的程序，并且控制芯片可应用于多种新能源接入系统的场合，无需重复编译烧写控制芯片，所以用户仅需考虑控制算法程序的编写等，就可完成对直流微电网中各个被控设备的控制算法的效果的检测。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第三实施方式涉及一种直流微电网控制策略测试方法。其流程如图4所示，该直流微电网控制策略测试方法包括：

步骤401：将N个就地控制器分别与若干个微电网功率模块通信连接，将微电网被控模拟设备与微电网功率模块连接。其中，N为正整数。在实际应用中，为了满足就地控制器与各微电网功率模块之间通信的实时性，一个就地控制器中接入的为电网功率模块的个数应小于等于4。然而，本实施方式对于各就地控制器所控制的微电网功率模块的数目不做具体限制。

其中，就地控制器和各微电网功率模块可以相互串接，形成闭环通信环，例如形成高速光纤通信环。

步骤402：将各就地控制器与能量管理控制器通信连接。

其中，各就地控制器和能量管理控制器可以串接形成闭环通信环，例如高速光纤通信环。在实际应用中，为了保证能量管理控制器与各就地控制器之间通信的实时性，能量管理控制器同时连接的就地控制器的数目应小于等于6个。应当理解，本实施方式对于连接于能量管理控制器的就地控制器的具体数目不做限制。

步骤403：在第一上位机中生成就地控制程序以及配置程序并部署至各就地控制器中。

步骤404：各就地控制器运行配置程序，并发出对应于微电网功率模块的配置信号，各就地控制器还运行就地控制程序，并向对应的微电网功率模块发送就地控制信号。

步骤405：微电网功率模块的控制芯片根据配置信号对微电网功率模块中的滤波器以及变流器进行配置，使得滤波器以及变流器工作于与配置信号对应的工作模式，控制芯片还根据就地控制信号控制变流器进而控制对应的微电网被控模拟设备的运行。

采用本实施方式，利用具有较强通用性的微电网功率模块搭建网络拓扑，从而可以避免由于网络拓扑的改变而带来的较为繁琐的修改、调试工作，提高测试系统搭建的灵活性、稳定性，进而有利于提高直流微电网控制策略开发的效率。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。