本申请涉及电流模拟技术领域，尤其涉及一种光伏电源电流模拟装置。
背景技术：
随着越来越多的光伏电站的建成及其并网运行的实现，光伏电站在电力系统中的地位日益重要。然而，由于其自身特有的发电原理和控制方式，光伏电站并网运行给电网带来了很多新的挑战。其中，光伏能源接入对电网继电保护的冲击不容忽视。为了确保保护的可靠性，在配置继电保护装置前往往需要进行硬件在环实验，目前对于包含光伏电源的在环实验通常采用实时仿真软件来模拟。这种精细化的计算对于仿真平台的要求较高，尤其是当光伏电源数量很多的情况下，极有可能由于内存溢出等问题中止仿真，影响实验的继续进行。
技术实现要素：
本申请实施例提供了一种光伏电源电流模拟装置，使得为硬件在环试验提供安全可靠地模拟光伏电源电流。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种光伏电源电流模拟装置，所述装置包括：依次连接的输入按键、数据计算模块以及电流输出端子；
所述输入按键用于设置每台机组的原始参数；
所述数据计算模块用于根据所述原始参数控制电流的输出，得到模拟机组电流；
所述电流输出端子用于向实时仿真平台输入所述模拟机组电流。
可选的，还包括显示模块；
所述显示模块用于显示每台机组的所述原始参数。
可选的，所述数据计算单元包括时钟发生器以及分别与所述时钟发生器相连的电流波形保持模块和电流波形计算模块，所述电流波形计算模块与所述输入按键相连，所述电流波形保持模块与所述电流输出端子相连；
所述电流波形保持模块用于保持所述时钟发生器输出的电流信号；
所述电流波形计算模块用于根据所述输入按键进行设置的每台机组的原始参数计算机组的正常运行电流，并结合故障模式预测故障后的电流变化规律。
可选的，所述时钟发生器包括晶振和时钟芯片；
所述晶振用于给所述光伏电源电流模拟装置的输出电流信号提供时钟信号，使得所述输出电流信号按照设定的变化规律变化；
所述时钟芯片用于将高频的所述晶振输出的所述震荡频率降低至硬件在环设备的仿真频率。
可选的，所述频率信号的频率为14.318mhz。
可选的，所述原始数据包括机组容量和机组运行模式。
可选的，所述电流输出端子包括三个端子；
所述三个端子分别输出机组的三相所述模拟机组电流至实时仿真平台。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请中，提供了一种光伏电源电流模拟装置，包括依次连接的输入按键、数据计算模块以及电流输出端子；输入按键用于设置每台机组的原始参数；数据计算模块用于根据原始参数控制电流的输出，得到模拟机组电流；电流输出端子用于向实时仿真平台输入模拟机组电流。
本申请通过输入按键输入光伏机组的原始数据，结合光伏电源的故障模式下电流变化预测出故障后的电流变化规律，得到光伏电源电流。
附图说明
图1为本申请一种光伏电源电流模拟装置的一个实施例的结构示意图；
图2为本申请一种光伏电源电流模拟装置的一个实施例中的数据计算模块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
请参阅图1，图1为本申请一种光伏电源电流模拟装置的一个实施例的结构示意图，如图1所示，图1中包括：
依次连接的输入按键、数据计算模块以及电流输出端子；输入按键用于设置每台机组的原始参数；数据计算模块用于根据原始参数控制电流的输出，得到模拟机组电流；电流输出端子用于向实时仿真平台输入模拟机组电流。
需要说明的是，本申请中，首先通过输入按键根据实验的需求输入光伏电源所需的原始数据，数据计算模块接收到输入按键输入的原始数据，对光伏电源的输出电流进行计算，输出模拟机组电流。
具体的，按键输入的内容包括：机组容量、机组电压、运行模式、机组滤波器参数、机组控制系统比例积分常数等；显示界面的功能包括：在按键输入时，提供输入值的监测与反馈；输入完毕后保持机组容量、机组电压、运行模型这些信息，方便使用人员查看。
在一种具体的实施方式中，光伏电源电流模拟装置中还包括显示模块；用于显示每台机组的原始参数。
需要说明的是，显示模块可以用于显示输入的原始数据，还可以用于显示输出的模拟机组电流的输出波形，具体的，在一种具体的实施方式中，原始数据可以包括机组容量以及机组运行模式。
需要说明的是，通过机组容量和运行模式的显示模块及输入按键分别设置多台机组的参数，使得光伏电源电流模拟装置能够模拟多种类型机组的能力。显示模块及输入按键用于给数据计算模块提供所要研究各机组的原始参数，包括机组容量和运行模式，用于在数据计算模块中计算故障前后的电流大小及其变化规律。
在一种具体的实施方式中，数据计算单元包括时钟发生器以及分别与时钟发生器相连的电流波形保持模块和电流波形计算模块，电流波形计算模块与输入按键相连，电流波形保持模块与电流输出端子相连。
电流波形保持模块用于保持时钟发生器输出的电流信号。
电流波形计算模块用于根据输入按键进行设置的每台机组的原始参数计算机组的正常运行电流，并结合故障模式预测故障后的电流变化规律。
需要说明的是，数据计算单元可以包括时钟发生器以及分别与时钟发生器相连的电流波形保持模块和电流波形计算模块。其中，在一种具体的实施方式中，由输入按键输入的原始参数进入到电流波形计算模块，电流波形计算模块根据各机组正常运行时的输出功率分别计算出各机组的正常运行电流，并结合故障模式预测故障后的电流变化规律，从而计算出原始数据对应的输出电流的波形，并将电流输入至时钟发生器。
具体的，结合故障模式预测故障后的电流变化规律具体为：
采用如下所示的dq坐标系下的故障电流计算方法，
式中，r和l分别是滤波器电阻和电抗，τi为电流环时间常数，均由用户根据所要仿真的光伏系统输入进设备。a1,a2,a3为中间量，由计算得到。其中kip,kii为电流环比例和积分常数。电流指令i*(t0-)和i*(t0-)可由机组电压和光伏电源并网标准来计算。
在一种具体的实施方式中，时钟发生器包括晶振和时钟芯片；晶振在通电后产生特定频率的信号，为时钟芯片提供震荡频率信号，进而给光伏电源电流模拟装置的输出电流信号提供时钟信号，使得输出电流信号按照设定的变化规律变化；时钟芯片用于将高频的晶振输出的震荡频率降低至硬件在环设备的仿真频率。
具体的，时钟发生器用来给输出电流信号提供精确的时钟信号，保证输出电流随着时间按照设定的变化规律变化。晶振在通电后产生特定频率的信号，为时钟芯片提供震荡频率信号，进而可以用于将输入的电压信号转化为频率信号，提供给时钟芯片一个基准的14.318mhz的振荡频率。时钟芯片可以起着缩小频率的作用，即将高频的晶振输出频率降低至硬件在环设备的仿真频率，便于与其他装置进行通信。另外，时钟芯片可以输出特定频率的矩形脉冲波。
具体的，为高效利用电流输出端子，并防止电流信号在输出给实时仿真平台时发生丢失的情况，需要对电流波形计算装置的输出电流信号进行“保持”处理，可以采用电流波形保持模块对输出的电流信号的波形进行保持。在硬件上电流波形保持模块可以由寄存器等存储设备构成。其进行“保持”处理的目的在于使得某一时间段内，输出到实时仿真平台的三相电流信号保持为恒定的某一机组电流瞬时值(计算出的瞬时采样值)。利用时钟发生器输出的时钟信号，结合需要计算电流的机组的台数，平均划分一个完整的输出时间段，确保每个机组的三相电流值都能传送至实时仿真平台。
本申请通过输入所研究系统中所有光伏机组的容量和运行模式，通过输入按键将光伏机组的机组容量和机组运行模式输入至数据计算模块，再结合现有关于光伏电源短路电流计算表达式预测故障后的电流变化规律，通过电流波形保持模块输出稳定的三相电流，用于给实时仿真平台提供实时准确的模拟光伏电源电流。由于不需要高强度的交叉耦合计算，该装置能够快速实时且较为准确的输出光伏电源电流。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种光伏电源电流模拟装置，其特征在于，包括：依次连接的输入按键、数据计算模块以及电流输出端子；
所述输入按键用于设置每台机组的原始参数；
所述数据计算模块用于根据所述原始参数控制电流的输出，得到模拟机组电流；
所述电流输出端子用于向实时仿真平台输入所述模拟机组电流。
2.根据权利要求1所述的光伏电源电流模拟装置，其特征在于，还包括显示模块；
所述显示模块用于显示每台机组的所述原始参数。
3.根据权利要求1所述的光伏电源电流模拟装置，其特征在于，所述数据计算模块包括时钟发生器以及分别与所述时钟发生器相连的电流波形保持模块和电流波形计算模块，所述电流波形计算模块与所述输入按键相连，所述电流波形保持模块与所述电流输出端子相连；
所述电流波形保持模块用于保持所述时钟发生器输出的电流信号；
所述电流波形计算模块用于根据所述输入按键进行设置的每台机组的原始参数计算机组的正常运行电流，并结合故障模式预测故障后的电流变化规律。
4.根据权利要求3所述的光伏电源电流模拟装置，其特征在于，所述时钟发生器包括晶振和时钟芯片；
所述晶振用于给所述光伏电源电流模拟装置的输出电流信号提供时钟信号，使得所述输出电流信号按照设定的变化规律变化；
所述时钟芯片用于将高频的所述晶振输出的震荡频率降低至硬件在环设备的仿真频率。
5.根据权利要求1所述的光伏电源电流模拟装置，其特征在于，所述原始参数包括机组容量和机组运行模式。
6.根据权利要求1所述的光伏电源电流模拟装置，其特征在于，所述电流输出端子包括三个端子；
所述三个端子分别输出机组的三相所述模拟机组电流至实时仿真平台。
技术总结