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(wèi)了實現高(gāo)速電(diàn)力電(diàn)子系統的實時仿真,提出了一(yī)種基于現場可編程門(mén)陣列(FPGA)的高(gāo)速可重構實時仿真系統設計方法。本文通(tōng)過FPGA硬件(jiàn)解算(suàn)器(qì)建立了高(gāo)速電(diàn)力電(diàn)子電(diàn)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(kāi)發工(gōng)具,對光(guāng)伏逆變器(qì)并網系統模型進行實時仿真驗證。FPGA硬件(jiàn)仿真器(qì)針對高(gāo)速電(diàn)力電(diàn)子系統進行仿真,配合修改該節點分析法[1]以及高(gāo)速開(kāi)關器(qì)件(jiàn)的普約維奇等效法[2],為(wèi)大規模高(gāo)速高(gāo)精度實時仿真的提供了可靠的運行環境。同時為(wèi)了驗證系統有效性,本文研究了光(guāng)伏并網逆變器(qì)的工(gōng)作原理,利用基于FPGA的高(gāo)速電(diàn)力電(diàn)子仿真系統搭建了光(guāng)伏逆變器(qì)測試系統。本文通(tōng)過光(guāng)伏并網逆變器(qì)為(wèi)例建立了基于FPGA的實時仿真系統,包括電(diàn)網模型、高(gāo)速boost升壓電(diàn)路(lù)、高(gāo)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(gāo)速硬件(jiàn)仿真系統在光(guāng)伏入網系統實時仿真中的有效性及準确性。
伴随著(zhe)新能(néng)源汽車的普及,電(diàn)動車入網技(jì)術(shù)(V2G技(jì)術(shù))的關注度不斷提高(gāo)。如何對于電(diàn)動汽車入網的特點進行仿真研究,如何在前期對控制策略進行實時測試,是亟待解決的關鍵問題。本文針對AC/DC結合DC/DC結構的充放(fàng)電(diàn)控制器(qì),提出一(yī)種充放(fàng)電(diàn)控制策略。并設計完整的實時硬件(jiàn)在環仿真平台對充放(fàng)電(diàn)控制器(qì)進行開(kāi)發測試。該平台包括電(diàn)網到(dào)電(diàn)池的仿真模型,可模拟整個(gè)V2G的充放(fàng)電(diàn)過程。此外該模型還(hái)能(néng)夠模拟電(diàn)網故障、電(diàn)池故障。以測試控制器(qì)的故障處理能(néng)力。該平台具有通(tōng)用性,為(wèi)V2G控制器(qì)開(kāi)發測試提供便利。
在電(diàn)力系統中,為(wèi)保證供電(diàn)的可靠性及穩定性,一(yī)般會(huì)采用經斷路(lù)器(qì)隔離的分段母線供電(diàn)方式,通(tōng)常采用兩條母線各配置一(yī)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(huì)出現互補震蕩的問題,導緻系統不穩定。針對上(shàng)述運行工(gōng)況,提出雙SVG主從(cóng)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(guāng)纖直連的方式并聯對同一(yī)母線進行補償。文章詳細分析了主從(cóng)控制的運行原理,對SVG的響應速度和補償效果進行了詳細的分析,通(tōng)過純數字模型及RTLAB硬件(jiàn)在環仿真平台,分析控制策略的正确性及可行性。結果表明:兩套控制器(qì)主從(cóng)并列運行的方式,既可以增大SVG的補償容量,又(yòu)能(néng)保證其響應速度在控制在30ms以内,能(néng)夠很好的解決單套SVG容量不足及同時互補震蕩的問題,具有較強的使用價值。
随著(zhe)大量非線性負載在電(diàn)網中的使用,電(diàn)網中引來大量諧波,目前APF是抑制諧波相(xiàng)應速度最快的一(yī)種方法。本文介紹了雙閉環控制的有源電(diàn)力濾波器(qì)(active power filter, APF)的控制原理,用三相(xiàng)三線制并聯型APF為(wèi)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(néng)夠很好的對電(diàn)網上(shàng)的諧波電(diàn)流進行補償,并有精度高(gāo)、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。仿真過程和結果為(wèi)APF控制設計提供參考和依據。
依據三級同步發電(diàn)機(jī)的數學模型,利用RT-LAB、MATLAB/Simulink和MATLAB/SimPowerSystems提供的模型庫對三級無刷同步發電(diàn)機(jī)永磁機(jī)、勵磁機(jī)、主發電(diàn)機(jī)和功率變換器(qì)等部分進行建模,其中各電(diàn)機(jī)的參數均由有限元分析得到(dào),以此提高(gāo)仿真精度。仿真數學模型經仿真平台RT-LAB實時化,配套相(xiàng)應的外圍調節電(diàn)路(lù)與真實的發電(diàn)機(jī)控制器(qì)連接,構成了三級同步發電(diàn)機(jī)硬件(jiàn)在環仿真系統。最後用同一(yī)個(gè)發電(diàn)機(jī)調壓器(qì)分别對虛拟電(diàn)機(jī)和實物(wù)電(diàn)機(jī)進行控制,從(cóng)電(diàn)能(néng)質量的穩态特性以及動态特性等方面進行了對比試驗,結果表明該硬件(jiàn)在環仿真系統能(néng)夠很好的反應實際發電(diàn)機(jī)的運行特性,為(wèi)控制器(qì)開(kāi)發與測試提供了有力的工(gōng)具。