光伏并网发电仿真平台

光伏并网发电仿真平台光伏并网发电仿真平台是南京研旭面向各大高校以及实验室机构的科研人 员所研发的一种实验仿真平台，能够良好模拟光伏发电的具体情境，对于实验论 证和理论探究有着非常现实的意义。平台简介：并网光伏发电系统如图1所示，光伏发电系统直接与电网连接，其中逆变 器起很重要的作用，要求具有与电网连接的功能。目前常用的并网光伏发电系统 具有两种结构形式，其不同之处在于是否带有蓄电池作为储能环节。带有蓄电池 环节的并网光伏发电系统称为可调度式并网光伏发电系统，由于此系统中逆变器 配有主开关和重要负载开关，使得系统具有不间断电源的作用，这对于一些重要 负荷甚至某家庭用户来说具有重要意义；此外，该系统还可以充当功率调节器的 作用，稳定电网电压、抵消有害的高次谐波分量从而提高电能质量。不带有蓄电 池环节的并网光伏发电系统称为不可调度式并网光伏发电系统，在此系统中，并 网逆变器将太阳能电池板产生的直流电能转化为和电网电压同频、同相的交流电 能，当主电网断电时，系统自动停止向电网供电。当有日照照射、光伏系统所产生的交流电能超过负载所需时，多余的部分将 送往电网；夜间当负载所需电能超过光伏系统产生的交流电能时，电网自动向负 载补充电能。囹1并网光伏发电系统蜡构图光伏并网发电实验仿真平台组成IF1悴光伏发电实验仿真平台主要由以下设备组成：光伏阵列PV模拟源或者太阳能组件电池板： 直流电源或光伏板发出的电接入光伏并网逆变器；光伏并网逆变器将直流电逆变为符合并网要求的三相交流电，馈入主网； 监控前台，主要由工控机、显示器、上位机应用软件组成，实现对PV模拟源、逆变器等设备的数据监控以及记录保存；2.1光伏PV模拟源PV模拟源是一种可模拟光伏板IV曲线的可编程直流电源，可代理太阳能组 件，实现模拟光伏电源的IV输出，方便在室内条件下灵活做相关的实验。具备 以下特点：1）可模拟太阳能电池板输出特性2）可模拟不同光照和温度下的I-V曲线3）可测试静态和动态下的MPPT情况4）MPPT工作点实时显示于上位机软件上5）具有恒功率模式6）具有强大的图形化上位机软件7）稳压精度高、纹波电压低8）动态稳定性用Matlab仿真优化9）采用高速DSP进行PID运算，直接输出PWM2.2太阳能光伏组件光伏组件（也叫太阳能电池板）是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳 能发电系统中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能，常见的组件有多晶 硅组件、单晶硅组件和薄膜组件。根据系统容量确定光伏组件的数量，通过光伏组件的并联和串联，达到并 网逆变器所需的电压和电流反问。2.3光伏并网逆变器光伏并网逆变器是光伏系统的核心设备，主要由数据采集单元、IPM逆变功 率单元、DSP主控单元、监控中心、继电器单元、电抗器、变压器等几部分组成。 系统的核心为DSP主控单元。主要功能是：1、将直流电能转为与主网电压同频同相的交流电能，并馈送给主网，同时会监 测各类故障信息，实时保证正常工作；2、根据反馈值跟踪直流源（光伏组件或者光伏模拟源）的最大功率输出（MPPT）；3、将系统工作的所有信息上传至监控中心。硬件构架图如下：1并网逆变器使用三菱IPM，耐压1200V，母线使用500V电解电容2网侧并网侧采用升压三相变压器，初级次级星形联结方式。3并网逆变器采用TI浮点DSP进行控制，使用一套研旭TMS320F28335的DSP 控制板。4采用一台研旭仿真器完成系统控制算法的调试。软件构架图如下:逆变器算法框架CLAXKE变换审悭禅IFFTABCj UAVB:TC-Id:icClb-1380?D-逆变器将直流电转换为与电网同步的三相交流电。通过电压传感器采集三相交流电的相电压值UA、UB、UC,通过克拉克变换等效出两相交流电的电压值Ua、UB,进而求出旋转磁链的位置角Y。通过电流传感器采集三相交流电的电 流值IA、IB、IC，同样通过克拉克变换等效出两相交流电的电流值la、IB。 由Y、Ia、IB通过帕克变换等效出旋转直流的电流值Id、Iq,从而得出内环 的控制量Id。外环电压控制量与内环电流控制量叠加后与Iq再经过帕克逆变 换，等效出Ua,UB,在经过空间矢量控制输出PWM,控制功率管。2.4监控前台监控前台上位机应用软件为用户提供了可视的操作界面，主要包括三大功 能，分别为光伏PV模拟功能（需配套PV模拟器）、实时监控功能、历史保存功 能。其主界面如下：PV模拟源MPPT测试界面V:352a? V丫血 |t I * Vme：2 74i.V-0畤叭汁加？TOUJHIK用:吐LPfTVd時 灯;04 3LAJW-SIUH “XElUq3MMrt祺MuurWjnSW“ElMAimMMmfr hZE叩别Eifl时同圍3剧曲LOIWJMAlbm5I*二wMQDuOFgiOW ”吐1味5.如WTWTlOfl ERRK.0实时监控界面数据波形界面监控软件中还具备算法研究界面，即电网定向矢量算法。通过所示界面用户可以 非常清晰的了解算法的结构，同时可以获取每个步骤的计算结果值，以便仿真分 析。算法研究界面历史保存功能三、光伏发电实验仿真平台实验组成1、认知实验：对整体系统组成拓扑和工作原理的熟知，为后面实验提供基础；2、IV曲线模拟：学习设置模拟光伏IV曲线3、MPPT实验：了解MPPT原理；4、逆变器并网实验：直流电逆变成交流电；5、主从控制机制：为了更加有效的配合教学，系统还支持主从机控制模式，即 当教师机（主机）释放权利后，学生机（从机）才能获得控制权利。一旦教师机 收回权利，那么学生机只能具有检测功能，而不具备控制功能。6、低压穿越实验：当电网跌落后，发电机发电系统保证不能立刻脱网，要具备 保持继续往电网输送能力的能力。这个实验要求实验室具备电网模拟器设备。7、创造性实验：通过对以上实验的熟知以及对原理的掌握，加入自己的优化控 制策略或者算法，使系统按照用户的要求运行。如改进型SVPWM、将PID控制模 型换位滑模控制模型或模糊控制模型，等。光伏系统实验例程和项目基础实训实验1）光伏的I-U特性测试实验2）光伏的输出功率特性实验3）光伏监控中心软件操作实验4）PWM输出实验5）直流电压、电流采集实验6）交流电压、电流采集实验7）并网逆变器安全保护和设计实验8）并网逆变器通讯测量实验9）孤岛效应实验10）实验数据保存实验进阶开放实验：光伏控制策略及编程实验最大功率跟踪MPPT原理及控制实验外环电压PI算法及控制原理实验内环电流PI算法及控制原理实验SVPWM算法原理实验四、光伏风力发电实验仿真平台开放资料1、光伏PV模拟源：操作说明书，上位机控制软件2、并网逆变柜：整体布线CAD图、PDF图； DSP控制核心板：pro tel 99se原理图、PDF版本PCB、内部运行源代码 工程（内含算法静态库）、设计原理说明文档； 控制底板：pro tel 99se原理图、PDF版本PCB、设计原理说明文档； 继电器板：pro tel 99se原理图、PDF版本PCB、设计原理说明文档； IPM隔离电源板：pro tel 99se原理图、PDF版本PCB、设计原理说明文 档；算法设计说明文档；3、上位机监控软件：上位机应用软件安装文件；数据库安装文件； 上位机DEMO例程；操作说明；4、整体系统实验操作手册；整体系统现场培训仿真监控软件源代码上位机监控系统软件 程序监控平台开放全部源代码和使用说明。硬件的原理图及PCB 图系统所有硬件电路图提供全套系统的硬件图纸，原理图提供PR0TEL99SE SCH 格式，PCB图提供PDF格式。包括控制核心板、控制底 板、信号采集板、IPM驱动板。软件驱动各模块底层驱动代码底层驱动包括系统初始化、PWM、ADC、SCI、QEP、GPIO 等。软件工程框架DSP软件工程DSP软件工程包括CCS工程源代码、ADC采集、PWM输出、RS485 MODBUS RTU 通信、GPIO 控制、SVPWM 算法 静态库、MPPT算法库、各类保护方法等。液晶显示程序ARM7软件工程ARM7软件工程中所有源代码全部开放以上便是光伏并网发电仿真平台系统的具体介绍，想 要进一步了解其应用相关信息或者有实际采购需求，欢迎致电联系南京研旭新 能源科技有限公司。出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣 不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光 先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其 刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚 以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督： 愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时， 每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣， 愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也厂。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于 败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之 明；故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝， 攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽 忠言，则攸之、祎、允之任也。愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则责 攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。 臣不胜受恩感激。今当囲，临表涕零，不知所吕。