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随着全球新能源消耗的不断上升,作为清洁能源及可再生能源的太阳能,得到了越来越多的关注。光伏并网发电作为理想环保的发电形式之一,但是随着国家对光伏行业补贴的减少,光伏和储能的结合使用也成为研究和应用的热点。随着系统的复杂程度提高,功率级别不断增加,如何有效地进行研发调试、运行测试、故障分析是随之而来的难题。硬件在环仿真技术的出现,为用户再研发和测试中的不便之处提供新的解决方案。

1、 半实物仿真测试

半实物仿真测试是使用硬件在环仿真测试技术(Hardware In the Loop,HIL),使用仿真器模拟新能源发电系统,然后与实际变流器控制板对联闭环运行。用户可以自由搭建主电路模型,在模型中设置多样化的故障注入、拓扑更改、负载变化、自动化测试、扫频分析等,为控制器的在环测试创造完善的测试环境。



2、 逆变器测试结果对比

下图是进行逆变器现场运行测试与半实物仿真测试时得到的数据比对:

实际测试波形图:三相平衡RCD载


 


上图一共有3个电压波形(蓝,黄,紫)1个电流波形(绿色) 


HIL测试波形图:三相平衡RCD载


上图中有2个电压波形(绿,黄)和一个电流波形(紫)。带非线性负载运行时,电压与电流波形均发生了畸变。对比实际设备测试和HIL测试,可以看到HIL仿真器准确的反应出了非线性负载的不规则电压和电流波形,验证了StarSim小步长实时仿真器的准确性,同时一些用平均值的大步长的电力电子仿真方法是很难仿真出这样的不规则波形。


3、 光伏孤岛仿真测试

下图是光伏发电系统的拓扑图,孤岛现象是指当电网由于电气故障、误操作或自然因素等原因中断供电时,光伏并网发电系统未能检测出停电状态而脱离电网,仍然向周围的负载供电,从而形成一个电力公司无法控制的自给供电孤岛。为了避免这种情况,需要对光伏发电变流器进行相关的测试,除了使用实际测试电源与负载,可以使用半实物仿真的方式进行测试。



逆变器侧给负载供电,流过断路器的电网电流几乎为零(小于1%额定电流) 


 

下面Iabc_Converter 波形图显示了进入孤岛状态后的运行情况,经过0.0242s检测到孤岛运行,将逆变器退出运行,成功的避免了孤岛故障运行情况。


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