基于RTDS的数字与物理混合仿真接口设计与实现

数字物理混合仿真是当今电网仿真的一种新技术,接口是混合仿真技术的核心部分。开展了功率型RTDS与物理模型混合实时仿真接口设计,研究了混合仿真接口特性,提出了四象限功率放大器接口技术路线和接口实施方案,解决了混合仿真接口的关键技术问题,建立了混合仿真接口。通过开展无源物理模型和有源物理模型的混合仿真试验,并与纯数字仿真结果进行比较,验证了接口的精确性和稳定性。

基于RT-lab的电池硬件在环模拟器研究

随着混合动力汽车和纯电动汽车的发展,能量存储装置对汽车的安全性和可靠性的影响越来越受到重视。电池管理系统(BMS)是提高车辆安全,延长电池寿命,减少能量损耗的关键。如何对BMS的软件和硬件进行开发和验证变得非常重要。使用实际的电池进行相关的研究,会带来极大的不便之处,如实验耗时长、可重复性差、故障注入危险以及难以复现等;而单纯的软件模型不具备实时性也没有硬件的连接,可验证的功能非常有限。为了克服这些困难,使用RT-lab平台针对BMS构建了一个硬件在环测试平台,具有很好的可调性、实时性、灵活性和普适性,可以全面地对BMS进行测试,节省成本和时间。

SSN算法在大型风电系统实时仿真中的应用

受仿真机存储容量及CPU处理能力的限制,其所能实时计算的电气节点数及存储容量都是有限的。随着电力系统建模日益复杂和完善,或系统的节点数超出了实时仿真器单个核的处理能力或所需存储容量太大,而给仿真器实时仿真大型电力系统带来了挑战。深入研究了结合状态空间和节点分析的仿真算法——State-Space Nodal(SSN)算法,将该算法应用到大型双馈风力发电系统,并通过RT-LAB实时仿真平台进行了仿真研究。仿真结果验证了SSN算法在实时化仿真多开关器件、大型电力系统的必要性和有效性。

基于RT-LAB的永磁同步电机硬件在环实时仿真平台的实现

硬件在环仿真技术是近年来兴起的一种新颖的实时仿真技术,具有置信度高、方便方案验证与设计、缩短开发周期、减小开发成本等优点。将当前在工业中大量运用的永磁同步电机作为控制对象,设计了一种基于RT-LAB的永磁同步电机硬件在环实时仿真平台,实验过程及实验结果都证明了系统的优异性能,大大提高了研究工作的效率。

并网双馈风力发电实时仿真控制方案研究

基于RT-LAB实时仿真平台设计了双馈异步电机并网发电的整体系统,给出了双变流器的矢量控制方案。应用解耦理论,分别对网侧和转子侧变流器采用电网电压定向和定子电压定向两种矢量控制方案。采用精确模型,在提高系统仿真可信度的同时改进了可移植性。实时仿真研究结果表明:精确模型的采用对系统整体控制效果的研究具有更高的精度及更好的移植性;给出的双变流器矢量控制方案具有良好的控制效果;实时算法快速精确,仿真平台优秀可靠,有效的缩短了研究工作的产业化过程。

基于SSN解算器的MMC-HVDC系统RT-LAB实时仿真

针对MMC-HVDC系统,构建了基于状态空间节点解算器(SSN)的改进RT-LAB仿真模型。该模型集成了基于FPGA亚微秒级M M C阀组仿真技术和基于SSN的背靠背系统及其相关交流电网仿真技术的优点与功能,可以实时模拟背靠背柔性直流输电系统的各种稳态和暂态运行工况,从而可以用于MMC的启动与充电控制策略研究及避雷器抑制直流单极短路过电压的效率研究。对背靠背MMC-HVDC算例的仿真验证了该模型的有效性。

基于混合PSO算法的孤岛运行微电网优化调度研究

搭建孤岛运行模式下含维护费用、燃料费用、蓄电池损耗费用和停电损失费用的微电网优化调度模型。提出了利用人工鱼群算法和粒子群算法混合求解微电网的优化调度方法。以含有风力发电机、光伏电池、微型燃气轮机和锂电池储能的微电网系统为例,分别采用PSO算法和AFSA-PSO算法,对微电网系统进行优化调度仿真,通过对2种仿真方法比较分析,验证了该文所提出的优化调度方法的正确性和优越性。

嵌入式软件自动化测试系统研究

嵌入式软件系统的测试通常需要对其被控对象或者环境进行仿真,以进行硬件在环的闭环验证,在软件测试中很有必要将被控对象的实时仿真模型与被测系统连接起来进行闭环测试;在总结分析嵌入式测试领域新需求的基础上,提出了一种基于分布式仿真测试环境的嵌入式软件自动化测试系统;该系统具有较强的测试管理能力,以实时仿真机为核心,以及接口的模块化定制,实现了对系统动态特性的半实物仿真软硬件环境,很好地解决了嵌入式系统内存资源较少,与硬件紧密相关等问题。

基于RT-LAB的混动车BMS硬件在环测试系统

针对混动车电池管理系统(BMS)开发了硬件在环试测试平台。该试测试平台硬件包括实时仿真机、电池模拟器、故障注入设备等,软件包括电池及整车实时模型、RT-LAB实时仿真平台、PROVEtech:TA整车标定软件等。采用该HIL平台进行了BMS技术指标测试、功能测试、不同路况下的逻辑测试。结果表明:该硬件在环可以快速、准确、全面地验证BMS的性能参数、控制逻辑及与整车的交互能力,大幅缩短产品开发时间和开发成本。

基于模块化多电平技术的有源滤波器研究

多电平逆变器通常应用于中压大功率变频和无功补偿装置中。与传统的多电平逆变器相比,其模块化设计易于扩展,灵活性更高,适用范围更加广泛。在分析了MMC的拓扑结构、工作原理的基础上,首先设计了一种采用模块化多电平逆变器(MMC)的有源滤波器(APF),提高电压等级和波形质量。采用适合MMC-APF的多电平滞环空间矢量控制方法,每相中只有一对模块进行PWM调节。针对传统的电容电压平衡控制中子模块投切频繁、器件开关频率较高的缺点,提出了一种电容电压优化控制策略,除了降低选择机制的执行频率外,可将传统的排序选择机制应用于部分模块。Matlab的仿真结果验证了控制策略的有效性和可行性。

光伏微网系统功率硬件在环仿真接口算法研究

对现有的功率硬件在环仿真接口算法进行了综述,基于理想变压器模型(Ideal Transformer Model,ITM)讨论了算法的稳定性和改进措施,通过无接口算法、无补偿电感ITM接口算法、添加补偿电感ITM接口算法三种情况的仿真试验,对比分析现有的功率放大器对仿真稳定性的影响,验证了改进接口算法能够提高功率硬件在环仿真系统的精确性和稳定性。

基于RT-LAB的微电网能量管理系统

在充分考虑储能电源的充放电深度、柴油发电机的启停次数限制等设备约束条件的基础上,针对多电压源型微源组网的风光柴储结构的独立型微电网,提出了一种分层式微网能量管理策略。该系统根据风光发电预测、负荷预测、储能充放电方案、当前电网的运行状态及实时量测数据,通过协调分布式电源的出力及负荷投切,在保证微电网安全稳定运行条件下,实现微电网的经济运行。搭建了微电网系统的RTLAB数模混合仿真实验平台,可对微电网协调控制策略和能量管理策略等关键技术进行有效验证,针对孤网运行时,风力发电系统、系统负荷发生大幅度功率波动的情况下的控制策略进行了仿真验证,实验结果表明本文所提分层式微网能量管理策略的可行性和正确性。

基于RT-LAB的机电-电磁暂态混合实时仿真及其在MMC-HVDC中的应用

模块化多电平柔性直流输电系统含有数千个微秒级控制周期的高速开关器件,现有机电和电磁仿真均无法同时兼顾详细的换流器内部物理特性及其接入交流大电网后与交流系统的交互特性。基于RT-LAB平台下新开发的机电—电磁混合仿真接口程序,首次提出百MW模块化多电平柔性直流系统接入交流大电网的混合实时仿真模型;为验证建模方法的正确性,在电磁侧开发模块化多电平柔性直流输电系统(modular multi-level converter HVDC,MMC-HVDC)系统详细电磁暂态模型,在机电侧搭建IEEE标准四机机电暂态模型,分别对柔直系统模型的启动、有功阶跃和交流系统故障进行仿真,仿真结果表明交直流系统相互作用明显,同时也证明基于该平台混合仿真的有效性及正确性。