隨著儲能技術(shù)成本的降低和各地儲能激勵政策的出臺，儲能技術(shù)已從工程示范階段轉(zhuǎn)入商業(yè)應用階段，儲能專業(yè)人才的需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長

。2020 年初，教育部、國家發(fā)改委和國家能源局聯(lián)合印發(fā)《儲能技術(shù)專業(yè)學科發(fā)展行動計劃(2020—2024年)》，要求培養(yǎng)儲能專業(yè)人才，增強產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和自主創(chuàng)新能力，以產(chǎn)教融合發(fā)展推動儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

。

理由是這樣的，選擇零售模式作為一個通道，供應鏈是絕對的核心。民生商品毛利較低，SKU龐大，品類分散，需要對供應鏈有強大的控制力。與此同時，一個高效的線下實體的供應鏈模式也絕非一夕之功，這也是眾多電商發(fā)展線下產(chǎn)品選擇高端商品的重要因素。相比民生產(chǎn)品，高端品類產(chǎn)商品的采購、售賣價格彈性空間大，而品類也少，相對好管理。

作為一個面向?qū)嶋H工程應用的學科，實驗課程在儲能專業(yè)學科體系中占據(jù)重要的地位，各高校一般采用自行設計的教學實驗平臺進行實驗教學。各大高校對實驗平臺的設計進行了諸多探索，從原來的實物實驗平臺、全數(shù)字仿真實驗平臺，逐漸過渡到硬件在環(huán)的混合仿真實驗平臺。對于實物仿真實驗平臺，潘春鵬等

介紹了一種以小型永磁同步發(fā)電系統(tǒng)為基礎(chǔ)設計的風力發(fā)電教學實驗平臺，學生可以直觀地了解風電發(fā)電具體過程，但是存在依賴于固定的拓撲結(jié)構(gòu)，以演示實驗為主，缺乏擴展性、創(chuàng)新性等不足。對于全數(shù)字仿真實驗平臺，江岳文等

在多機實驗平臺網(wǎng)架的基礎(chǔ)上，設計了一個風光氫燃儲混合多能源系統(tǒng)實驗平臺；Hao 等

基于LabVIEW 和Matlab 設計了風力發(fā)電虛擬教學實驗平臺，該種實驗平臺不受設備、場地等限制，內(nèi)容豐富形式多樣且成本較低，可以讓學生驗證所學習的控制策略，但是存在難以訓練學生實踐動手能力、對實際的控制器缺乏直觀認識的不足。近年來硬件在環(huán)的混合仿真實驗平臺逐漸成為研究的熱點，張強等

采用模塊化硬件拓撲和開放式軟件架構(gòu)，設計了光伏發(fā)電與儲能一體化實驗設備；孟超等

設計了一種由儲能電池、光伏板和RTDS 數(shù)字仿真系統(tǒng)等設備組成的實驗平臺，由DSP 板、控制板、采集板和驅(qū)動板構(gòu)成控制電路實現(xiàn)系統(tǒng)控制；田春箏等

基于RT-LAB 的數(shù)?；旌戏抡鎽脙δ芎凸夥妊b置搭建一個新的實驗平臺進行實驗，需要學生將濾波算法嵌入PLC，構(gòu)建基于PLC的能量管理系統(tǒng)；吳肖龍等

設計了一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)動態(tài)模擬教學實驗平臺，通過將溫度傳感器與PLC 控制器相連接控制電池溫度在合理范圍；劉平等

搭建了飛輪陣列儲能實驗系統(tǒng)，通過PLC控制飛輪對拖充放電驗證了系統(tǒng)的有效性。該種實驗平臺利用HIL仿真技術(shù)，將實際控制器作為仿真環(huán)節(jié)重要設備，使輸出結(jié)果更接近實際情況，更具有說服力，且混合仿真實驗軟硬件結(jié)合，提高了學生實踐動手能力。但是目前還存在底層代碼較為復雜的問題，對于控制策略的實現(xiàn)需要學生有一定的編程基礎(chǔ)，編程能力的欠缺限制了學生對控制策略深層次的理解，提高了學生進行仿真實驗的難度；且大多采用專用硬件，功能單一價格昂貴。關(guān)于市場上主流控制器對比結(jié)果如表1所示。

在地形、地質(zhì)條件不利于布置開敞式溢洪道的壩址條件下，選擇采用洞式溢洪洞方案。坪寨（壩高H=162 m）、九甸峽（H=137 m）、洪家渡（H=179.5 m）等工程處高山峽谷地區(qū)，溢洪道開挖會造成不穩(wěn)定高邊坡及較大幅度增加開挖工程量，采用的開敞式進口后接隧洞（洞式溢洪道）的泄洪方式，具有明流隧洞超泄能力大、適應高陡地形條件的特點。

本文針對現(xiàn)有實驗平臺存在的問題，引入了HIL 仿真技術(shù)，HIL 是通過實物控制器來控制被控對象仿真模型的仿真技術(shù)

，本文涉及的實驗平臺采用Simulink對儲能等被控對象的仿真模型進行搭建，采用基于AOE 網(wǎng)絡和事件驅(qū)動的低代碼控制器進行控制

。對學生，低代碼控制器的使用讓學生幾乎不用進行代碼編寫，只需要進行相關(guān)EXCEL配置文件的編寫，即可完成控制器的配置，設計降低了對編程能力的要求，使學生在實驗課程中著重于理解控制策略本身，同時通過HIL技術(shù)軟硬件結(jié)合可以獲得接近物理實際的仿真結(jié)果和實踐動手經(jīng)歷；并以簡化實際工程案例為教學內(nèi)容，培養(yǎng)學生工程意識和多學科的知識應用能力；同時采用通用硬件，成本較低。對教學者，采用HIL技術(shù)可以降低發(fā)生實驗安全事故的概率，可以設計更為貼近工程實際的教學實驗，推動高?！靶鹿た啤苯ㄔO

。

本文首先介紹儲能實驗教學的教學目的以及設計思路，之后介紹低代碼控制器的使用原理，最后結(jié)合儲能功率分配優(yōu)化控制案例，運用基于Simulink和低代碼控制器的HIL仿真技術(shù)進行闡述。

1 儲能控制教學實驗設計

1.1 實驗教學目的

式中，

表示電池

的實際容量；?

表示某功率下的充電或放電時間。

1.2 實驗教學流程

儲能控制實驗教學的流程如圖1所示，教師在實驗開始之前編制實驗指導書，向?qū)W生布置了解實驗背景任務。實驗進行中按照控制策略設計、被控對象模型搭建、控制策lve 實現(xiàn)和運行結(jié)果分析四部分進行引導教學，實驗結(jié)束后鼓勵學生發(fā)散思維，為有完備創(chuàng)新方案的團隊提供實驗機會。

構(gòu)什么？幾何圖形是由點與線構(gòu)成，對于線基于尺規(guī)可以構(gòu)造直線與弧線.因為兩點確定一條直線，所以構(gòu)直線其實就是構(gòu)造兩點；因為弧線取決于圓心與半徑，圓心與弧上任一點確定，其弧線也就確定，所以構(gòu)造弧線也是構(gòu)造兩點.總而言之，可以明確構(gòu)什么？就是構(gòu)造點.

1.2.1 控制策略設計

測點配置用于配置控制器輸入和輸出信號點的參數(shù)，所述測點配置文件的編寫是將描述一個測點所需要的屬性列舉出來，包括所有測點的序號、點號、名稱、別名、是否離散、是否計算點、默認值和備注等。

企業(yè)購入專門用于贈送的商品，在購入時點已確認其用途用于非正常經(jīng)營，應在購入時將發(fā)生的成本應直接計入相關(guān)“銷售費用”賬戶，因此不需要在存貨核算系統(tǒng)核算采購成本。但由于系統(tǒng)操作的限制，根據(jù)采購專用發(fā)票生成的會計憑證的借方科目“應交稅費——應交增值稅（進項稅額）”不能做修改，需要在商品發(fā)出時做進項稅額轉(zhuǎn)出處理。

基于控制相關(guān)理論，將儲能控制實驗被控模型抽象化，根據(jù)控制目標設計控制策略，將控制流程分解為多個事件和動作按照一定的邏輯關(guān)系組合而成的事件驅(qū)動架構(gòu)，之后將控制流程以流程圖的形式表示，再轉(zhuǎn)換為AOE 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。AOE 網(wǎng)絡是由節(jié)點和邊組成的有向無環(huán)圖，其中每個節(jié)點表示一個事件，每條邊表示一個動作，邊的方向表示節(jié)點所表示的事件之間的遞進和遷移關(guān)系，這種關(guān)系由該條邊所表示的動作決定

。AOE網(wǎng)絡與流程圖的對應關(guān)系如圖2所示。將儲能的控制策略以AOE網(wǎng)絡的形式進行表達，可將晦澀難懂的控制策略轉(zhuǎn)化為流程圖的形式，使控制策略更加簡練清晰、易于理解，有助于學生檢查自己的設計是否有錯誤，同時也有助于啟發(fā)學生對控制策略加以完善改進。

1.2.2 控制策略實現(xiàn)

本文引入低代碼控制器對被控對象的Simulink仿真模型進行控制，在完成AOE網(wǎng)絡的設計之后，編寫控制器配置文件，對實現(xiàn)控制策略所需的變量、事件和動作進行定義，將配置文件上傳至控制器完成控制器配置，進而完成HIL仿真實驗。在配置文件編寫過程中，可以讓學生自主獨立完成所有配置文件的編寫，也可以選擇老師編寫一個作為范例，留下剩余文件供學生自主填寫，使實驗流程更加靈活多變。

采用Modbus 通信協(xié)議

，建立Simulink 仿真模型與低代碼控制器的通信，其基本架構(gòu)如圖3所示。

通過Modbus 通信協(xié)議實現(xiàn)Simulink 仿真模型與低代碼控制器通信的具體方法為：①搭建儲能實驗被控對象時控制部分采用S-function(System function，系統(tǒng)函數(shù))模塊替代；②在Matlab界面中輸入“edit sfuntmpl.m”命令打開S-function的模板源文件，修改函數(shù)名為自定義(例如modbusCom)，依據(jù)儲能實驗情況修改模板代碼中的輸入輸出變量數(shù)，添加Modbus函數(shù)調(diào)用、允許被控對象狀態(tài)寫入控制器、從控制器中讀出控制信號等相關(guān)指令；③切換到Simulink 模型界面，雙擊S-function 模塊打開參數(shù)編輯對話框，將其名稱修改為前面自定義的函數(shù)名并點擊編輯以連接此函數(shù)文件。

2 儲能控制實驗設備

2.1 實驗設備介紹

3.1.1 儲能功率分配模型建立

2.2 低代碼控制器的使用

低代碼控制器通過與被控對象進行通信，得到被控對象的測點信息，以此作為輸入，執(zhí)行控制策略并輸出控制信息至被控對象，從而完成控制過程。在整個過程中采集點的信息和相關(guān)的控制策略均通過填寫標準EXCEL配置文件的方式進行配置。配置文件分為三個部分：測點配置、AOE 配置和通信通道配置，下面對上述三個配置文件進行簡要介紹。

2.2.1 測點配置文件

在五原鹽堿地治理的過程中，各企業(yè)、院校、科研機構(gòu)以土地流轉(zhuǎn)的形式參與到鹽堿地治理中，其中以硅谷肥業(yè)尤為突出，共計流轉(zhuǎn)3000多畝土地，其中包括800多畝輕度鹽堿土地、1000多畝中度鹽堿土地、1200畝核心重度鹽堿土地。硅谷公司采取多種肥料結(jié)合，多種施肥方案，多種作物種植等方式，針對流轉(zhuǎn)區(qū)域進行改良，并取得顯著成效。同時，硅谷肥業(yè)還在五原的豐裕辦事處、新公中鎮(zhèn)、復興鎮(zhèn)等實施惠農(nóng)措施，并開展了多個鹽堿治理示范園區(qū)。硅谷有機硅功能肥在五原縣鹽堿地改良治理的成功獲得了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕保中心和多個省、市、地區(qū)的農(nóng)業(yè)技術(shù)及相關(guān)部門、科研機構(gòu)的關(guān)注。

這類存在句的特點在于不存在任何存在動詞；如例（7）中的左邊幾上/文王鼎匙著香盒，右邊幾上/汝窯美人觚，以及例（8）中的椅之兩邊/一對高幾，幾上/茗碗瓶花。這類句子在語法上仍然是合理的，因為其句子僅旨在描述客觀現(xiàn)象的存在，而其存在方式并非重點（要么難以描述，要么約定習俗）。

2.2.2 AOE配置文件

AOE 配置是建立AOE 網(wǎng)絡來實現(xiàn)所需的控制邏輯和功能，利用AOE 網(wǎng)絡配置文件定義AOE 網(wǎng)絡的基本信息、變量、事件和動作，從而描述構(gòu)建的AOE 網(wǎng)絡和設計的控制策略。AOE 配置可以分為AOE 網(wǎng)絡定義、AOE 變量定義、AOE 事件定義、AOE 動作定義四個部分。各配置文件組成如表2所示。

2.2.3 通信配置文件

通信配置文件用于描述控制器與被控對象的通信方式，并依據(jù)測點配置文件中的測點屬性，給出保存測點值的寄存器信息和地址。通信配置文件包括通信方式配置和測點寄存器配置兩部分，支持Modbus、IEC104、MQTT、串口作為通信方式。通信方式配置包括端口號、波特率、校驗位、數(shù)據(jù)位、停止位；測點寄存器配置用于給出存儲測點數(shù)據(jù)的地址信息，包括序號、寄存器類型、起始地址、數(shù)據(jù)類型、新請求標志、輪詢周期、點號。

3 教學案例實現(xiàn)

3.1 整體認知

在教學實驗設計和實驗設備介紹的基礎(chǔ)上，以實際工程項目為基礎(chǔ)，將該控制方法應用到實際教學當中，本文以儲能功率分配優(yōu)化控制為教學案例進行詳細闡述，目前許多地區(qū)主要以火電機組進行調(diào)頻，而儲能電池的AGC 調(diào)頻效果遠好于火電機組，引入相對少量的儲能系統(tǒng)，將有效地解決調(diào)頻資源不足的問題。本案例中低代碼控制器接收主控系統(tǒng)下發(fā)的遙調(diào)指令，根據(jù)8 個儲能電池的SOC、充放電總里程等條件，通過優(yōu)化求解下發(fā)出力指令，控制八個儲能的出力，從而達到儲能輔助調(diào)頻的目的。此案例大致流程為：首先列寫考慮儲能SOC 均衡度

和儲能功率跳變懲罰指標的目標函數(shù)；其次結(jié)合儲能容量約束、SOC 約束、指令精確跟隨約束建立優(yōu)化模型；然后將優(yōu)化模型線性化，將其轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性規(guī)劃問題；最后以事件驅(qū)動邏輯建立AOE 網(wǎng)絡，按照控制策略計算功率，并下發(fā)到對應測點，從而讓學生對該案例有一個整體認知。

作者研制了一種低代碼控制器設備，如圖4所示，它采用事件驅(qū)動方式，通過將控制策略表達為AOE 網(wǎng)絡式結(jié)構(gòu)，基于此填寫標準配置文件并導入控制器，從而實現(xiàn)無需編寫代碼的硬件在環(huán)仿真對象控制。該低代碼控制器具備邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等現(xiàn)有可編程控制器功能，同時還支持方程組求解和優(yōu)化模型求解功能，通過多個低代碼控制器協(xié)同，基于邊緣計算技術(shù)，可實現(xiàn)大規(guī)模分布式系統(tǒng)實時調(diào)控。

模型原理：以SOC 均衡度和功率變動懲罰最小為目標建立目標函數(shù)，考慮到方差優(yōu)化的復雜性，盡量避免將二次式作為優(yōu)化目標，以SOC 相對平均值的總偏差的絕對值和功率相對平均值的偏差絕對值作為目標函數(shù)。

儲能控制教學實驗設計面向國家“新工科”六問

，面向工程實際，為讓同學們更深入了解儲能學科的特點，引入自主設計制作的低代碼控制器，以儲能功率分配、削峰填谷、調(diào)頻、備用電源等實際儲能工程項目為基礎(chǔ)，開展實驗教學、逐步將相關(guān)實際工程成果融入到HIL仿真實驗教學當中，理論聯(lián)系實際，從實際實驗深化知識理解。引入的主要用意在于：整體認知、重點強化、難點分析和深度啟發(fā)

。

設

P

=

u

-

v

，其中

u

表示放電功率，

v

表示充電功率，在式(1)所述的含絕對值的混合整數(shù)規(guī)劃問題可以通過線性化的方式轉(zhuǎn)變?yōu)椴缓^對值的混合整數(shù)線性規(guī)劃問題，具體方法是將絕對值部分設為新的變量

α

和

β

，并加入約束：

表示電池滿充電量，

表示調(diào)度總時間點數(shù)。目標函數(shù)轉(zhuǎn)化為：

市委管文教的林副市長，他老婆下午去世。我和他哥們。這人，還瞞著。我去陪陪他，對了，今晚可能回不來了。他急匆匆地出門了。

3.1.2 控制策略AOE拓撲

1．1 主要試劑 長雙歧桿菌：上海信誼藥業(yè)有限公司惠贈，含活菌5×109 CFU／g。大腸桿菌精制內(nèi)毒素（LPS Escherichia coli O55∶B5）購于Sigma公司。大鼠腫瘤壞死因子（TNF－α）、白介素10（IL－10）ELISA試劑盒，均購自上海滬峰化工有限公司。

儲能電池采用PQ 控制策略逆變并網(wǎng)，其電路結(jié)構(gòu)如圖5所示。主電路主要由三相全橋電路和濾波器部分組成，控制部分主要由功率計算模塊、PQ 控制模塊和調(diào)制模塊組成。功率計算模塊通過采樣逆變器側(cè)三相電壓和電流計算逆變器輸出的有功功率和無功功率；鎖相環(huán)通過獲得網(wǎng)側(cè)電壓的相位，實現(xiàn)逆變器側(cè)輸出電流和網(wǎng)側(cè)電壓的同步；PQ 控制模塊發(fā)出調(diào)制信號給調(diào)制模塊，產(chǎn)生三相全橋逆變電路的驅(qū)動信號。在控制部分中，功率計算模塊得到功率

、

，并與給定的參考功率

、

進行比較，經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器和PARK變換得到電流控制器參考值

i

、

i

，再與實際電流值

i

、

i

進行比較做差后，經(jīng)PI控制器調(diào)節(jié)，發(fā)出調(diào)制信號給調(diào)制模塊。

根據(jù)儲能電池采用PQ 控制策略逆變并網(wǎng)的電路結(jié)構(gòu)，可搭建單個儲能仿真模型如圖6所示。

這里的儲能按照式(2)模型，在圖6所示仿真模型中采用積分器模擬儲能長時間運行對SOC 的影響，儲能容量設置為1000 kWh，功率進行積分計算后與初始SOC 相減進行儲能在運行過程中的仿真。這里的仿真僅涉及調(diào)度控制，故均采用數(shù)值模擬的方式進行。

完成儲能電池模型搭建后，對其進行封裝，并建立S-函數(shù)，儲能模塊的測量輸出傳入S-函數(shù)模塊，S-模塊的輸出與儲能模塊的功率指令相連，在S-函數(shù)中的初始化部分建立與控制器的通信連接，并作為全局變量保存下來，實現(xiàn)與低代碼控制器通信功能，S-函數(shù)中的輸出部分通過連接獲取控制器內(nèi)的測點數(shù)值，接收主控系統(tǒng)下發(fā)的調(diào)遙，完成儲能功率分配并下發(fā)，如圖7所示。

《奮進中國夢·崛起新海絲》這幅作品采用裝飾性繪畫語言表現(xiàn)廣西北部灣港欣欣向榮、熱火朝天進行港口作業(yè)的場面。通過巨型集裝箱起重機、大型貨輪等組成雄偉的設計構(gòu)成，以密集的線條和大塊面的色彩形成強有力的對比，加入港口工作人員作為亮點，體現(xiàn)基層勞動者的辛勤勞動，創(chuàng)造了這個輝煌時代。作品贊美了廣西為實現(xiàn)中國夢、建設21世紀海上絲綢之路而奮進崛起。

其次，英語教師教學方法不科學。許多初中英語教師機械地采用背誦英語單詞，朗讀英語文章的方式來進行閱讀教學，過于關(guān)注英語閱讀的語言，閱讀教學過程帶有一定的盲目性。同時，所采用的教學方法不夠合理，很多學生對英語詞匯的使用，并不能良好地進行把握。另外，學生的學習能力存在著差異性，每一名學生對文章的理解以及閱讀的速度方面都不相同，一些英語教師會采用全新的詞匯來進行孤立教學，很多初中生就不能夠理解閱讀內(nèi)容，會對英語閱讀失去信心。

根據(jù)建立的模型，設計基于AOE 網(wǎng)絡和事件驅(qū)動的儲能功率分配控制策略如圖8所示。

將該策略內(nèi)容利用AOE拓撲進行表示，如圖9所示。包含4 個動作，動作1 是計算中間量，在Simulink通信事件節(jié)點觸發(fā)后被執(zhí)行，計算電池的健康度(state of health，SOH)，進而推算出電池當前實際容量；動作2為混合整數(shù)線性規(guī)劃問題的優(yōu)化求解，在節(jié)點2觸發(fā)后被執(zhí)行，通過低代碼方式優(yōu)化問題模型；動作3是下發(fā)優(yōu)化策略，動作類型為設點；動作4 是下發(fā)默認策略，動作類型為設點。

3.2 重點強化

學生在教師完成模型建立與控制策略AOE 拓撲講解之后，對測點配置、AOE 配置和通道配置三個重點內(nèi)容進行強化訓練，有助于學生了解該儲能功率分配控制方法的原理，并進一步了解低代碼控制器的使用方法。

植物中類胡蘿卜素的代謝途徑已經(jīng)比較清晰，許多關(guān)鍵酶基因的功能也逐漸得到驗證。近年來，對茶類胡蘿卜素代謝途徑以及相關(guān)基因的克隆及功能驗證的研究已取得了一定進展。參考已知高等植物類胡蘿卜素的生物合成途徑，從已經(jīng)確定的茶類胡蘿卜素的組分構(gòu)成，再結(jié)合目前從茶中分離到的類胡蘿卜素代謝相關(guān)的基因片段，特提出茶類胡蘿卜素的生物合成途徑[19-22](圖1)。主要的步驟均與植物質(zhì)體中類胡蘿卜素的合成途徑相同，主要分為前體物質(zhì)合成、類胡蘿卜素合成途徑和類胡蘿卜素降解途徑3大過程。

3.2.1 測點配置

本案例共有82個測點。其中測點1表示主控系統(tǒng)下發(fā)的遙控即EMS 模式；測點2 表示主控系統(tǒng)下發(fā)的遙調(diào)即系統(tǒng)有功指令；測點3-10 表示下發(fā)給PMS 的遙控；測點11～18 表示充放電總里程；測點19～26 表示SOC；測點27～34 表示功率；測點35～42表示工作狀態(tài)；測點43～50表示下發(fā)給BAMS 的遙調(diào)即工作狀態(tài)；測點51～58 表示額定里程；測點59～66表示容量；測點67～74表示最大充電功率；測點75～82表示最大放電功率。

3.2.2 AOE配置

AOE 配置是建立AOE 網(wǎng)絡來實現(xiàn)所需的控制邏輯和功能，利用AOE 網(wǎng)絡配置文件定義AOE 網(wǎng)絡的基本信息、變量、事件和動作，從而描述構(gòu)建的AOE 網(wǎng)絡及設計的控制策略。文件配置按照標準化格式，以表格信息錄入的方式來完成，不需要編寫代碼。

第1個節(jié)點是Simulink通信事件節(jié)點，為事件觸發(fā)類型，當儲能工作在EMS 控制模式時，該節(jié)點被觸發(fā)，控制器控制儲能進入AGC 模式，運算流程啟動。

第2個節(jié)點表示中間變量計算完成的事件，當考慮SOH 因總充放電里程變化而減小時，計算并更新當前各儲能的SOH 以及儲能運行壽命損耗導致的實際容量減少等，當計算動作完成后，節(jié)點2觸發(fā)，開始進行優(yōu)化計算。

約束條件為：

第3個節(jié)點表示優(yōu)化計算完成的事件，該節(jié)點類型為Switch，根據(jù)標志變量的值判斷優(yōu)化求解是否成功，節(jié)點事件觸發(fā)時表示超時時間內(nèi)(未超時)找到問題的最優(yōu)解，節(jié)點動作1被執(zhí)行；否則發(fā)生超時之后，節(jié)點動作2被執(zhí)行。

第4 個節(jié)點表示優(yōu)化問題已得到最優(yōu)解的事件，該事件發(fā)生說明最優(yōu)解被找到并下發(fā)，AOE策略結(jié)束。

使用彩色多普勒超聲心動圖診斷儀（PHILIPS iu22 S5-1）實施二維超聲心動圖檢查。囑患者采取左側(cè)臥位，按照常規(guī)標準切面面對心臟一一進行詳細的掃查。獲取二維圖，M型超聲用于測量肺動脈和主動脈內(nèi)徑，每個瓣膜活動、開放幅度和形態(tài)，左室后壁厚度和運動情況及空間隔，左室的射血分數(shù)等，采用彩色多普勒血流顯像直接來觀察各瓣膜反流束的方向和大小，并按照返流的大小程度進行不同分級。

第5個節(jié)點表示優(yōu)化問題沒有找到最優(yōu)解，這種情況發(fā)生說明發(fā)生以下兩種情況：1.EMS下發(fā)的AGC指令不合理；2.儲能可調(diào)度容量太小。

3.2.3 通信通道配置

手術(shù)前，兩組患者血清 CRP、IL-6、TNF-α 及IL-8水平比較，差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05);術(shù)后第3天，2組患者血清 CRP、IL-6、TNF-α及 IL-8水平顯著高于手術(shù)前，開腹組顯著高于聯(lián)合組，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。見表3。

本案例中，控制器作為從站，具體的通道配置和寄存器配置如表4 和表5 所示。本案例中總共用到兩種數(shù)據(jù)類型，TwoByteIntUnsigned 對應開關(guān)量，占據(jù)1 位寄存器；EightByteFloat 對應連續(xù)或者離散的數(shù)據(jù)變量，占據(jù)4位寄存器。根據(jù)數(shù)據(jù)類型完成對起始地址的分配，即可完成通道文件的配置。

3.3 難點分析

本案例的難點在于如何實現(xiàn)模型與控制器的通信，本案例通過Modbus 通信方式建立Simulink 模型與低代碼控制器通信，本實驗中的輸入有66個，包括八個儲能的充放電總里程、SOC、輸出功率、工作狀態(tài)、額定里程、額定容量、最大充電功率、最大放電功率，以及系統(tǒng)收到的是否調(diào)頻指令與調(diào)頻功率指令。輸出有16個，為8個儲能的啟停指令與輸出功率指令。通過設置輸入輸出值和HIL仿真步長，建立與控制器的通信。

3.4 深度啟發(fā)

先運行低代碼控制器，再運行Simulink 模型，進行HIL 仿真。利用低代碼控制器進行優(yōu)化求解，得到的控制結(jié)果如圖10～12所示。

由圖10 可以看出，儲能實際輸出總功率跟隨指令功率變動，兩者之間的誤差較小。圖11 展示了各個儲能的功率變化曲線，可見各儲能之間功率分配合理，當SOC 達到基本均衡后儲能之間的出力曲線基本相近。圖12(a)表示儲能SOC 變化曲線，可見在控制器的作用下，仿真經(jīng)過約5小時后儲能SOC 達成均衡，式(7)目標函數(shù)中后一項權(quán)重增大，控制算法更傾向于實現(xiàn)功率一致，這樣能夠避免為實現(xiàn)SOC完全一致而導致的功率頻繁跳變。圖12(b)展示了運行過程中儲能SOC標準差變化曲線，可見運行前標準差為38.73，仿真5 小時左右時標準差下降為3.09，各儲能功率和SOC 曲線變化情況符合預期效果，實現(xiàn)了儲能功率分配的控制目標，控制效果較好。相較于傳統(tǒng)控制器，低代碼控制器可以實現(xiàn)混合整數(shù)線性規(guī)劃問題的優(yōu)化求解，從而能有效實現(xiàn)儲能出力對下發(fā)指令的跟蹤，具有強大的功能。且該實驗無需復雜編程，適合無編程基礎(chǔ)人員學習。教師可引導學生們以該案例為基礎(chǔ)，啟發(fā)學生們將其拓展延伸到儲能其他控制策略中，進一步鞏固理論知識。

4 結(jié) 論

本文針對儲能學科實驗教學困境，提出基于Simulink 和低代碼控制器的HIL 教學實驗方法，從實驗貼近工程實際出發(fā)設計實驗，并具體介紹低代碼控制器的使用原理，最后結(jié)合儲能功率分配優(yōu)化案例從整體認知、重點強化、難點分析和深度啟發(fā)四個方面具體展開，得到如下結(jié)論。

（1）低代碼控制器的使用降低了對學生編程能力的要求，只需進行EXCEL 配置文件的編寫，即可完成控制器的配置，經(jīng)過調(diào)研相比原來代碼編寫方式將節(jié)約學生40%的課后練習時間。同時結(jié)合Simulink仿真環(huán)境和輸出曲線，能更透徹地理解控制原理，啟發(fā)學生們在課堂學習基礎(chǔ)上有新的拓展延伸。

（2）本文所提的控制算法，從儲能參與AGC輔助調(diào)頻服務的角度出發(fā)，考慮通過運行過程中實現(xiàn)SOC 均衡來最大化儲能可調(diào)度容量，提出了采用指數(shù)函數(shù)作為代價函數(shù)權(quán)重的方法，在儲能SOC 差距較大時以縮小SOC 為目標進行功率分配，當SOC達到基本均衡后以保持SOC曲線均衡度作為目標，并控制SOC偏差在5%范圍內(nèi)，實現(xiàn)了SOC快速均衡，同時避免了SOC過度均衡而導致功率跳變的情況。

（3）本文提出的教學實驗設計思路可廣泛應用在儲能實驗教學中，對復雜工業(yè)對象進行仿真控制，可以提升實驗教學質(zhì)量，加深學生對儲能學科相關(guān)理論的理解。

[1] 饒中浩, 劉臣臻, 霍宇濤, 等. 面向儲能技術(shù)的跨學科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)教學實踐與探索[J].儲能科學與技術(shù),2021,10(3):1206-1212.RAO Z H, LIU C Z, HUO Y T, et al. Practice and exploration of teaching for interdisciplinary outstanding and innovative talents training oriented to energy storage technology[J]. Energy Storage Science and Technology,2021,10(3):1206-1212.

[2] 教育部, 國家發(fā)展改革委, 國家能源局. 教育部國家發(fā)展改革委國家能源局關(guān)于印發(fā)《儲能技術(shù)專業(yè)學科發(fā)展行動計劃(2020—2024年)》的通知[J].中華人民共和國教育部公報,2020(Z1):55-58.Ministry of Education, National Development and Reform Commission, National Energy Administration. Notice on issuing the action plan for the development of energy storage technology professional discipline (2020-2024) [J]. Bulletin of the Ministry of Education of the People's Republic of China,2020(Z1):55-58.

[3] 潘春鵬,郝正航.基于半實物仿真的風力發(fā)電實驗教學平臺[J].貴州大學學報(自然科學版),2020,37(3):53-57.PAN C P, HAO Z H. Wind power experiment teaching platform based on hardware-in-the-loop simulation[J]. Journal of Guizhou University(Natural Sciences),2020,37(3):53-57.

[4] 江岳文,江新琴.含"風-光-氫-燃-儲"的混合多能源系統(tǒng)實驗平臺設計[J].實驗技術(shù)與管理,2021,38(5):20-25.JIANG Y W, JIANG X Q. Design on experimental platform of hybrid multi-energy system with "Wind-photovoltaic-hydrogenfuel cell-battery"[J]. Experimental Technology and Management,2021,38(5):20-25.

[5] HAO W J, LIU H, WANG Y, et al. The design and simulation of a teaching virtual platform by combining LabVIEW and Simulink for undergraduates of electrical engineering[C]//2017 20th International Conference on Electrical Machines and Systems(ICEMS).Sydney,Australia,IEEE,2017:1-4.

[6] 張強, 張敬南, 姚緒梁. 光伏發(fā)電與儲能一體化實驗裝置[J]. 實驗技術(shù)與管理,2021,38(2):100-104.ZHANG Q,ZHANG J N,YAO X L.Integrated experimental device of photovoltaic power generation and energy storage[J].Experimental Technology and Management,2021,38(2):100-104.

[7] 孟超, 吳濤, 劉平, 等. 光伏和儲能并網(wǎng)物理數(shù)字混合仿真實驗系統(tǒng)方案[J].電力系統(tǒng)自動化,2013,37(6):90-95.MENG C, WU T, LIU P, et al. A physical digital hybrid simulation experimental scheme for photovoltaic and energy storage gridconnected system[J]. Automation of Electric Power Systems,2013,37(6):90-95.

[8] 田春箏, 孫玉樹, 唐西勝, 等. 儲能提高微網(wǎng)穩(wěn)定性的仿真實驗分析[J].電測與儀表,2018,55(5):33-37.TIAN C Z, SUN Y S, TANG X S, et al. Simulation experiment of energy storage improving micro-grid stability[J]. Electrical Measurement&Instrumentation,2018,55(5):33-37.

[9] 吳肖龍, 夏勇, 胡凌燕, 等. 固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)動態(tài)模擬教學實驗平臺建設[J].實驗室研究與探索,2021,40(8):154-158.WU X L, XIA Y, HU L Y, et al. Construction of dynamic simulation experiment platform for solid oxide fuel cell power generation system[J]. Research and Exploration in Laboratory, 2021, 40(8):154-158.

[10]劉平, 李樹勝, 李光軍, 等. 基于磁懸浮儲能飛輪陣列的地鐵直流電能循環(huán)利用系統(tǒng)及實驗研究[J]. 儲能科學與技術(shù), 2020, 9(3):910-917.LIU P, LI S S, LI G J, et al. Experimental research on DC power recycling system in the subway based on the magnetically suspended energy-storaged flywheel array[J]. Energy Storage Science and Technology,2020,9(3):910-917.

[11]何舜, 張建文, 蔡旭. 風電變流器的RT-LAB 硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2013,41(23):43-48.HE S, ZHANG J W, CAI X. Realization and design of wind power converter model based on RT-LAB HIL system[J]. Power System Protection and Control,2013,41(23):43-48.

[12]浙江大學智能電網(wǎng)運行與優(yōu)化實驗室.基于AOE事件驅(qū)動技術(shù)的低代碼工業(yè)控制器[EB/OL]. [2021.11.25]. http://sgool.zju.edu.cn/zh-CN/lcc/.Zhejiang University Smart Grid Operation and Optimization Laboratory.Low-code industrial controller based on AOE event-driven technology[EB/OL].[2021.11.25].http://sgool.zju.edu.cn/zh-CN/lcc/.

[13]"新工科"建設行動路線("天大行動")[J].高等工程教育研究,2017(2):24-25."New Engineering " Construction route("TJU actions") [J]. Research in Higher Education of Engineering,2017(2):24-25.

[14]韋磊, 張宏, 楊睿, 等. 基于新工科六問構(gòu)建研究型大學工科實踐教學體系[J].高教學刊,2021,7(33):98-101.WEI L, ZHANG H, YANG R, et al. Construction of engineering practice teaching system of research universities based on six items of new engineering[J]. Journal of Higher Education, 2021,7(33):98-101.

[15]牛天林,樊波,張強,等."電力電子技術(shù)"課程教學中虛實融合式手段實踐[J].電氣電子教學學報,2018,40(3):119-122.NIU T L, FAN B, ZHANG Q, et al. Practice of virtuality and reality combination method in power electronic technology teaching[J].Journal of Electrical&Electronic Education,2018,40(3):119-122.

[16]YAO J S, LIN F T. Fuzzy critical path method based on signed distance ranking of fuzzy numbers[J]. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics - Part A: Systems and Humans,2000,30(1):76-82.

[17]GONZáLEZ I, CALDERóN A J, PORTALO J M. Innovative multilayered architecture for heterogeneous automation and monitoring systems: Application case of a photovoltaic smart microgrid[J].Sustainability,2021,13(4):2234.

[18]李佳娜, 劉丹丹, 朱峰, 等. 基于電力調(diào)頻的串聯(lián)鋰離子電池組均衡技術(shù)分析[J].儲能科學與技術(shù),2019,8(3):468-476.LI J N, LIU D D, ZHU F, et al.Analysis of equalization technology of series lithium-ion battery pack based on power frequency modulation[J]. Energy Storage Science and Technology, 2019,8(3):468-476.