解决方案

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模块化多电平MMC

MMC结构由于其高效率、优越的可用性和低谐波失真率等优点,被誉为适合高电压高功率应用的新一代变流器拓扑结构。然而,此结构也存在很多弊端:传统MMC结构对于系统DC总线故障(短路、断路情况)的穿越能力较差;维持MMC正常工作需要的传感器过多,当传感器故障时变流器控制系统易发生内部紊乱,导致整体变流器的稳定性较差;所需电力电子元器件较多,花费较高等。为此,对于MMC稳定性和故障穿越能力的研究,以及新型MMC结构的应用,正成为电力电子界的热点。在MMC研究的实验验证阶段,需要对电网和MMC拓扑部分进行反复的调整与测试,这种实验在实物系统上实现一般费时费力,但在纯软件仿真中较难反应出真实控制器中的延迟和有限精度。因此,为了提高科研实验的效率,并能够可靠地模拟实验结果,可以使用实时仿真来进行控制器算法验证的方式。 


基于StarSim的解决方案



电力电子系统含有高速动作的开关元件,其实时仿真有一定挑战,通常有两种方法来实现电力电子系统的实时仿真,一种是基于PWM占空比测量的平均值大步长方法,一种是基于细节模型的小步长实时仿真。上海远宽能源科技有限公司(www.modeling-tech.com)提供的StarSim实时仿真器,基于电力电子器件的细节模型,同时利用最新的FPGA技术,可以实现1微秒步长、任意拓扑、任意工况的电力电子系统实时仿真,被广泛应用于新型拓扑结构、新型控制策略验证、可再生能源并网、电机驱动等的实时仿真中。基于StarSim小步长实时仿真方案的系统架构如下所示:

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StarSim采用并行实时仿真的方式,可以将多台仿真器并联起来分别模拟大规模MMC系统的一部分,利用ns级同步精度的光纤信号对多台仿真器进行协同,以解决MMC系统仿真对仿真资源要求高和对接口数量要求高的难题。


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