Abstract—Xiamen MMC-HVDC demonstration project is the first real bipolar MMC-HVDC project in the world. Generally, before field commissioning of the project, the performance of control and protection system must be verified using hardware-in-the-loop (HIL) real time digital simulation. This paper presents the configuration and performance of a
HIL test platform based on RT-LAB. Results from the HIL test platform and the field test are presented in this paper. By way of comparison between the results of HIL test and field test, the validity of RT–LAB HIL test platform is confirmed.
為了實現高速電力電子(zǐ)系統的實時仿真,提出了一種基于現場可(kě)編程門陣列(FPGA)的高速可(kě)重構實時仿真系統設計方法。本文(wén)通(tōng)過FPGA硬件解算器(qì)建立了高速電力電子(zǐ)電路(lù)仿真模型。并且應用RT-LAB實時仿真平台以及配套的FPGA開發工具,對光伏逆變器(qì)并網系統模型進行實時仿真驗證。FPGA硬件仿真器(qì)針對高速電力電子(zǐ)系統進行仿真,配合修改該節點分析法[1]以及高速開關(guān)器(qì)件的普約維奇等效法[2],為大規模高速高精度實時仿真的提供了可(kě)靠的運行環境。同時為了驗證系統有效性,本文(wén)研究了光伏并網逆變器(qì)的工作原理,利用基于FPGA的高速電力電子(zǐ)仿真系統搭建了光伏逆變器(qì)測試系統。本文(wén)通(tōng)過光伏并網逆變器(qì)為例建立了基于FPGA的實時仿真系統,包括電網模型、高速boost升壓電路(lù)、高速逆變器(qì)以及并網升壓變壓器(qì)模型。仿真結果驗證了FPGA高速硬件仿真系統在光伏入網系統實時仿真中(zhōng)的有效性及準确性。
伴随着新能源汽車(chē)的普及,電動(dòng)車(chē)入網技術(shù)(V2G技術(shù))的關(guān)注度不斷提高。如(rú)何對于電動(dòng)汽車(chē)入網的特點進行仿真研究,如(rú)何在前期對控制策略進行實時測試,是亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。本文(wén)針對AC/DC結合DC/DC結構的充放電控制器(qì),提出一種充放電控制策略。并設計完整的實時硬件在環仿真平台對充放電控制器(qì)進行開發測試。該平台包括電網到電池的仿真模型,可(kě)模拟整個(gè)V2G的充放電過程。此外該模型還能夠模拟電網故障、電池故障。以測試控制器(qì)的故障處理能力。該平台具有通(tōng)用性,為V2G控制器(qì)開發測試提供便利。
在電力系統中(zhōng),為保證供電的可(kě)靠性及穩定性,一般會采用經斷路(lù)器(qì)隔離(lí)的分段母線供電方式,通(tōng)常采用兩條母線各配置一套SVG的結構方案來補償母線無功。當母聯合閘時,兩套SVG同時運行會出現互補震蕩的問(wèn)題,導緻系統不穩定。針對上述運行工況,提出雙SVG主從控制共同補償母線無功的控制方案,即兩套SVG控制器(qì)通(tōng)過光纖直連的方式并聯對同一母線進行補償。文(wén)章詳細分析了主從控制的運行原理,對SVG的響應速度和(hé)補償效果進行了詳細的分析,通(tōng)過純數字模型及RTLAB硬件在環仿真平台,分析控制策略的正确性及可(kě)行性。結果表明:兩套控制器(qì)主從并列運行的方式,既可(kě)以增大SVG的補償容量,又能保證其響應速度在控制在30ms以内,能夠很好的解決單套SVG容量不足及同時互補震蕩的問(wèn)題,具有較強的使用價值。
随着大量非線性負載在電網中(zhōng)的使用,電網中(zhōng)引來大量諧波,目前APF是抑制諧波相應速度最快的一種方法。本文(wén)介紹了雙閉環控制的有源電力濾波器(qì)(active power filter, APF)的控制原理,用三相三線制并聯型APF為研究對象,利用瞬時無功功率理論對諧波分量進行檢測,然後以三角波比較的方式和(hé)滞環比較的方式進行調制,采用MATLAB搭建模型進行仿真。結果證明了雙閉環控制策略能夠很好的對電網上的諧波電流進行補償,并有精度高、實時性快及穩定性好的特點,同時對兩種調制方式的優缺點進行比較。仿真過程和(hé)結果為APF控制設計提供參考和(hé)依據。
依據三級同步發電機的數學模型,利用RT-LAB、MATLAB/Simulink和(hé)MATLAB/SimPowerSystems提供的模型庫對三級無刷同步發電機永磁機、勵磁機、主發電機和(hé)功率變換器(qì)等部分進行建模,其中(zhōng)各電機的參數均由有限元分析得到,以此提高仿真精度。仿真數學模型經仿真平台RT-LAB實時化,配套相應的外圍調節電路(lù)與真實的發電機控制器(qì)連接,構成了三級同步發電機硬件在環仿真系統。最後用同一個(gè)發電機調壓器(qì)分别對虛拟電機和(hé)實物電機進行控制,從電能質量的穩态特性以及動(dòng)态特性等方面進行了對比試驗,結果表明該硬件在環仿真系統能夠很好的反應實際發電機的運行特性,為控制器(qì)開發與測試提供了有力的工具。