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半实物仿真平台

全开放式交直流电力电子研究与测试平台

一、概述
全开放式交直流电力电子研究与测试平台产品,可以广泛应用于科研单位、教学机构、高级电工培训中心等场合。平台中直流侧可接入模拟直流电源,用于模拟光伏发电、风力发电和储能系统,交流侧可并入三相电网,变流器可以并网运行或离网运行,可以有效模拟光伏逆变器、储能变流器、电动汽车充电桩、电力电子变压器等多类型装置。

二、平台创新点
2.1、平台设备全开放
传统微电网平台,提供的设备均为封闭式标准产品,逆变器、变流器等产品其主电路及控制算法均为封闭设计,可视性较差,无法更改内部拓扑和控制算法,极大的限制了学生创新开发思维,难以发挥学生主观能动性。
开放式电力电子平台具有模块化、信息化、开放性、与数字仿真平台无缝连接等特点,完全满足本科生和研究生对相关实验实训要求,对教师的科研工作提供了很好的帮助,满足了学校教学、实验、研究一体化需求。
2.2、平台设备可扩展
平台采用模块化设计,可快速扩展其平台其他功能,如增加线路模拟、线路故障模拟、风力发电接入、电力保护设备、电力拓扑结构变换、各类用电负荷等。
三、产品特点
全开放式交直流电力电子研究与测试平台包含两台开放式DC/DC和两台开放式DC/AC变流器、网络监控柜、单向可编程直流源、双向可编程直流源、可编程交流模拟负载、非线性负荷模拟装置和电网模拟器,可选配测量屏配备录波仪,电能质量分析仪,功率分析仪。
平台具有以下性能特点:
  • 高速DSP微处理器,纯正弦输出,稳定同步并网,输出谐波量小,实现对系统的精确智能化控制;
  • 宽直流输入电压范围,提高发电效益;
  • DSP数字化矢量控制,性能优异;
  • 带有工频隔离变压器,提高电力系统的安全性和稳定性;
  • 采用Infineon低功耗IGBT作为系统能量转换的主要开关器件,实现高系统功率运行;
  • 全面完善的故障保护措施;
  • 模块化设计,便于安装维护;
  • 本地触摸屏监控界面,实时显示、操作便捷;
  • 标配RS485通讯接口,采用MODBUS标准协议;
  • 与NI控制器、RT-LAB控制器、dSPACE控制器等数字实时仿真器对接
四、平台系统结构
完整平台系统结构示意图如下图所示,整套系统由3部分组成:可编程直流源、交直流电力电子试验平台和交流负载及电网模拟器。

图1、平台系统结构示意图