[经验]

EasyGo 实时仿真丨储能系统有功无功解耦控制应用

昨天 10:52

243 电力电子实时仿真平台半实物仿真 HIL仿真 HIL测试

储能系统实时仿真

▍三相两级式储能系统模型

双级式储能并网系统结构较为复杂，但前、后级可分开控制。前级为采用半桥式双向升降压的 DC/DC直流变换器，采用直流母线电压外环，电流内环的双闭环控制；后级为采用三相全桥电路的DC/AC逆变整流器，采用直接PQ控制。

整体储能额定功率50KW，通过并网换流器接到380V电网，运行模型。

储能DC/DC直流高压侧电压给定参考值为800V，有功设定值为0.8，0.5s变为-0.8，无功设定值为0.4，1.5s变为-0.4，观测网侧三相电压电流波形，观测直流侧电压Vdc波形，观测电池的SOC，电压电流波形。

如视频中可见，在储能控制和VSC控制启动后，Vdc在短时间内迅速控制到设定值；在 0.5s和 1.5s功率设定值变化后，系统也能快速跟随变化。

▍控制器模型

左侧区域是控制信号的数据下发和接收来自FPGA板卡的工况信号，右侧区域是将占空比信号传输给FPGA板卡和进行观测信号的上传。

由于电池仿真相较于电力电子仿真步长较大，所以将电池模型放在CPU中。

▍FPGA模型

FPGA模型中，上侧区域为主电路拓扑。主电路拓扑与离线一致，电池通过可控电压源进行替代。通过FPGA Coder将CPU传输的占空比信号生成PWM。

在顶层系统中，有UI Control和Scope两个与上位机交互的模块，每个模块中可以设置对应通道的名称。

▍储能系统实时仿真

打开保存好的Veristand Demo项目，打开其中的Project文件，等待NI VeriStand软件启动。

Project文件会保存人机交互界面的设置。切换到主界面，打开Configue控制界面。可以看到，在EasyGo Vs中载入了我们的储能系统的FPGA模型，在Simulation Models中载入了我们由CPU模型编译得出的so文件。

将CPU模型和FPGA模型中需要交互的信号进行配对，保存系统配置，运行模型。调整直流侧电压设定值为800V，有功功率设定值为0.8，无功功率设定值为0.4，启动控制。

如视频中可以看到，Vdc PQ很快调整到设定值。调节Vdc设定值，系统也能快速反应。

任意调节有功无功的设定值，可以实时观测到波形变化。同时，也会显示电池的充放电状况和电压电流的大小。

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