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东北电力大学 – 功率硬件在环仿真系统


应用背景

在经济飞速发展的今天,由于能源供应紧张,世界能源结构正在发生重大转变,这种转变以新能源发电逐渐替代传统化石能源为主。随着新能源技术的发展,越来越多的并网逆变器被投入到电网中。为此东北电力大学希望搭建一试验平台,用以测试研究新能源逆变器接入电网的相关性能。传统的电力系统动模实验室往往具有以下缺点: 

  • 不便于更改电网的拓扑
  • 做短路等故障试验比较危险 


直接用来测试新能源逆变器较为不便,而一套既含有真实逆变器、也含有电力系统实时仿真器的功率硬件在环仿真系统,能结合真实物理装置和实时仿真器各自的优点,进行研究测试的理想解决方案。

 

基于StarSim的解决方案

上海远宽能源科技有限公司提供的StarSim电力系统实时仿真器,在通用的Intel CPU上实现以往只有在专用的设备上才能实现的大电力系统的实时仿真能力;此实时仿真器具有体积小、IO和通信接口丰富、易于同实际的物理设备构成功率硬件在环仿真系统的优势东北电力大学选择了远宽能源提供的电力系统实时仿真器来搭建平台进行这个研究,此平台通过功率放大器与实际的逆变器和可编程的直流源连接,来研究实际逆变器并网的控制策略对电网的影响特性。建设硬件平台架构图如下所示



 

上图架构中,MT 6000实时仿真器来模拟电网系统模型。通过物理IO和四象限功率放大器连接,通过功率放大,与实际的逆变器与可编程直流源连接,形成PHIL(功率硬件在环测试系统)。其中,功放,逆变器,与可编程直流源之间的连接,都是高电压大电流,有能量的流动信号连接及能量流动示意图如下:



 

应用成果

该功率硬件在环仿真系统实际现场图如下所示,通过调整并网逆变器的控制策略,可以测试对于一个小型配网的电能质量的影响。在此基础上,也可以通过利用实时仿真器来模拟电网故障,来研究对于接入电网的并网系统的影响。



 

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