飞轮储能系统硬件在环仿真测试
<div>飞轮储能系统由三相PWM整流器、飞轮驱动系统和H桥变换电路三个单元组合而成。本篇中我们对飞轮储能系统进行拆分，分别将控制算法与被控电路拓扑部署到基于PPEC平台的真实控制板与EasyGo PXIBox实时仿真器，来进行飞轮储能系统硬件在环仿真测试。</div><div>测试中，使用PPEC平台进行每个单元的控制，使用PXIBox实时仿真器及6500FPGA板卡，来进行1us的小步长电力电子拓扑仿真。将硬件在环测试仿真结果与离线仿真结果对比发现，其控制效果、仿真数据与预期一致。</div>
<div>欢迎感兴趣的工程师们咨询了解，接下来为大家分享本次飞轮储能系统硬件在环仿真测试详情。</div>
<div><strong>一、测试说明</strong></div>
<div><strong>1、测试对象</strong></div>
<div><strong>本片中测试对象为：</strong>飞轮储能系统。该系统由三个单元组合而成，且每个单元的控制部分都由PPEC平台进行控制，同时使用EasyGo PXIBox进行仿真拓扑，形成闭环。</div>
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<div>飞轮储能系统</div>
<div><strong>单元1：</strong>三相PWM整流器。采用恒功率控制策略。</div>
<div><strong>单元2：</strong>飞轮驱动系统。内部含2个变换器，一个是半桥buck-boost用于DCDC变换，另一个是三相H桥驱动电机工作。当母线电压高，系统将能量往飞轮中存储，当母线电压低，系统将飞轮能量转变为电能为母线提供能量。</div>
<div><strong>单元3：</strong>H桥变换电路。实现电流梯形输出控制。</div>
<div><strong>2、测试系统架构</strong></div>
<div>对飞轮储能系统进行拆分，分别将控制算法与被控电路拓扑部署到基于PPEC平台的真实控制板与EasyGo PXIBox实时仿真器。</div>
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<div>系统分割示意图</div>
<div>在测试中，将电路拓扑部分用实时仿真设备PXIBox进行模拟，将控制部分用PPEC平台实现，并将两者通过物理接线的形式进行连接，构成一个闭环系统。</div>
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<div>测试系统整体示意图</div>
<div><strong>3、测试系统物理接线</strong></div>
<div>真实物理接线如下图所示。</div>
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<div>接线示意图</div>
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<div>真实物理接线图</div>
<div><strong>二、测试过程与分析</strong></div>
<div><strong>1、搭建模型</strong></div>
<div>利用Matlab Simulink搭建出飞轮储能系统模型。</div>
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<div>EasyGo PXIBox模型</div>
<div>IO配置。用EasyGo嵌入Matlab中的IO配置模块对IO进行配置。同时还可以将需要观测的量引出来，用上位机进行实时观测。</div>
<div>解算器模块配置。解算器模块是用来确认该模型应该部署进哪一部分硬件，或者用哪一种解算模式的。在本次测试中，用到的硬件是PXIBox的6500板卡该板块在机箱的第三板槽中，运行的模型时电力电子拓扑。</div>
<div><strong>2、部署模型</strong></div>
<div>在实时模型搭建好之后，需要用EasyGo Desksim软件进行模型部署。</div>
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<ul>
<li>点击“load”部署模型，选择对应文件路径。</li>
<li>在User Interface中进行搭建用户观测界面</li>
<li>设置通讯IP，EasyGo PXIBox的IP地址为192.168.154</li>
</ul>
<div><strong>3、运行模型</strong></div>
<div>点击运行按钮等待模型运行，并通过PPEC平台控制该模型。</div>
<div><strong>测试一</strong>：H桥输出为0时仿真波形</div>
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<div>H桥输出为0时波形图</div>
<div><strong>测试二</strong>：H桥输出为4500A上升沿波形</div>
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<div>H桥输出为上升沿时波形图</div>
<div><strong>测试三</strong>：H桥输出为4500A下降沿波形</div>
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<div>H桥输出为下降沿时波形图</div>
<div>如图上图波形所示，Va、Vb、Vc为三相整流器交流侧电压波形；ia、ib、ic为三相整流器交流侧电流波形；Uhigh和Udc_bus为三相整流器直流侧母线电压波形；ibus三相整流器直流侧母线电流波形；i_lod为H桥输出电流波形；</div>
<div><strong>测试结果：</strong></div>
<div><strong></strong></div>
<div>离线模型中Udc_bus波形图</div>
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<div>实时仿真中Udc_bus波形图</div>
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<div>离线模型中Iout波形图</div>
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<div>实时仿真中Iout下降沿波形图</div>
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<div>实时仿真中Iout上升沿波形图</div>
<div>将硬件在环测试仿真结果与离线仿真结果对比发现，其控制效果、仿真数据与预期一致。今天的分享就到这儿啦，欢迎感兴趣的工程师们一起留言沟通。</div>
<p>其控制效果、仿真数据与预期一致这是最理想</p>
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