实时仿真丨EasyGo储能逆变器在环测试解决方案

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实时仿真丨EasyGo储能逆变器在环测试解决方案 [复制链接]

一、储能逆变器

储能逆变器PCS(Power Conversion System）是一种将电能储存到电池中，并在需要时将其转换为交流电供电的设备。目前储能逆变器在以下几个应用场景中发挥重要作用：

家庭和商业储能系统：储能逆变器可以将太阳能电池板或风力发电机产生的电能储存起来，以供夜间或低能量产生时使用。这种系统可以帮助家庭和商业建筑减少对电网的依赖，降低能源成本，并提供备用电源功能。
微电网系统：储能逆变器在微电网系统中发挥关键作用。微电网系统是一种独立于主电网的小型电力系统，可以通过多种能源源（如太阳能、风能、柴油发电机等）供电。储能逆变器可以在微电网系统中平衡能源供需，提供稳定的电力输出，并实现对主电网的无缝切换。
电动汽车充电站：储能逆变器可以用于电动汽车充电站，将电网电能储存到电池中，并在需要时将其转换为直流电供电给电动汽车充电。这种应用可以平衡电网负荷，提高充电效率，并实现对电动汽车的快速充电。
突发电力需求场景：储能逆变器可以用于应对突发电力需求场景，如自然灾害、停电等。它可以提供临时的备用电源，确保关键设备的正常运行，保障生活和生产的连续性。

储能逆变器在可再生能源利用、能源存储和电力供应的可靠性方面具有广泛的应用前景，可以在各种场景中发挥重要作用。

二、储能逆变器系统入网检测

储能逆变器系统入网检测是确保储能系统安全、可靠地与电力网络连接的重要步骤。该检测通常由电力公司或相关监管机构进行，以确保储能系统符合规定的技术标准和安全要求。

其中储能逆变器系统的控制器在环测试是确保系统在实际运行环境中能够正常工作的重要步骤。在环测试解决方案通常包括以下几个方面：

合规性验证：测试PCS控制器是否符合相关的标准和规范要求，包括安全标准、电气标准、通信协议等
功能测试：测试PCS控制器的各项功能是否正常工作，包括输入输出电压、电流的测量和控制、电网连接和断开的能力等。
电力质量检测：测试PCS控制器对电力质量的影响，包括检测其对电压波形、频率、谐波等的影响，并确保其在各种电力质量问题下的正常工作。
运行监测：在实际运行环境中对PCS控制器进行长时间的监测和记录，以评估其在实际应用中的性能和可靠性，并及时发现和解决潜在的问题。
稳定性评估：通过模拟真实的运行环境，测试PCS控制器在不同的工作负载和电网条件下的稳定性和可靠性。这包括测试其在高负载、低负载、突变负载等情况下的响应能力和稳定性。

三、PCS控制器在环测试

通过进行PCS控制器的在环测试，可以确保其在实际应用中能够安全、可靠地工作，并满足各种应用场景的需求。基于半实物仿真支持任意拓扑模型搭建且高度精确的特点，采用HIL半实物硬件在环进行储能系统并网测试已逐渐成为主流趋势。EasyGo采用基于FPGA的HIL实时仿真器，可以帮助企业工程师进行如下储能变流器半实物仿真研究和测试：

各类储能变流器拓扑结构应用研究
储能变流器在不同负载与电网条件下的稳定性和可靠性工况测试
储能变流器并\离网切换、低电压穿越等测试
新型控制算法的性能验证

上图为储能变流器多机并联拓扑结构，其中单个储能变流器采用ANPC三电平拓扑结构，四台储能变流器进行多机并联。

四、基于EasyGo的解决方案

▍基于NetBox 5604的储能变流器实时仿真方案

基于NetBox 5604超强的的FPGA计算精度，可将储能变流器等电力电子拓扑结构部分运行在FPGA上，利用丰富的IO接口可实现储能变流器多机并行测试。

▍实时仿真实际测试系统图

测试内容：实时仿真平台可以对储能变流器进行一些标准测试，如并网离网切换测试、充放电切换测试、低电压穿越测试等；同时也能有效规避因控制器引起的“炸机”现象，为企业提供高效、安全的测试平台。
功率控制检测：据《储能变流器检测技术规程》测试标准要求，在储能变流器处于正常并网方式下，设定不同的有功、无功功率指令，观测其功率变化是否准确、快速跟踪有功、无功指令。
并网离网切换检测：据《储能变流器检测技术规程》测试标准要求，为保证储能变流器正常进行并网离网切换，设定负荷功率为被测储能变流器额定功率的100%，调节储能变流器工作在并网额定功率充电运行条件下。待储能变流器运行稳定后断开并网开关，观测储能变流器电压、电流波形。
充放电转换时间检测：据《储能变流器检测技术规程》测试标准要求，需测量储能变流器从90%额定充电功率状态切换到90%额定放电功率状态的最小时间间隔t1，从90%额定放电功率状态切换到90%额定充电功率状态的最小时间间隔t2，然后计算平均充放电切换最小时间，应小于100ms。
低电压穿越能力检测：据《储能变流器检测技术规程》测试标准要求，为保证储能变流器在电网电压波动时仍能稳定、安全运行，设置网侧电压分别跌落0.0pu、0.2pu、0.5pu、0.75pu、0.85pu，对不同瞬时电压跌落工况下的反应能力进行测试。

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