一种基于FPGA的高速电力电子实时仿真方法研究

为了实现高速电力电子系统的实时仿真,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的高速可重构实时仿真系统设计方法。通过RT-LAB实时仿真平台以及配套的FPGA开发工具建立了基于FPGA的高速电力电子仿真系统。在仿真算法上应用修改节点分析法以及高速开关器件的普约维奇等效法,为大规模高速高精度实时仿真提供了可靠的运行环境。为了验证系统有效性,利用基于FPGA的高速电力电子仿真系统搭建了光伏逆变器测试系统,研究了光伏并网系统运行状态。仿真结果验证了FPGA高速电力电子仿真系统在光伏入网系统实时仿真中的有效性及准确性。     

储能型MMC换流器的SOC均衡策略研究

模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,MMC)子模块直流侧加入储能电池即构成储能型MMC换流器,无需额外的功率转换装置即可对交、直流电网提供有功功率支撑。文中分析了储能型MMC换流器的复杂工况,针对性地提出了基于直流功率、交流功率的相间、桥臂间与模块间三级荷电状态(state of charge,SOC)均衡控制策略,并通过仿真和实验验证了所提策略的正确性。     

基于RT-lab的电池硬件在环模拟器研究

随着混合动力汽车和纯电动汽车的发展,能量存储装置对汽车的安全性和可靠性的影响越来越受到重视。电池管理系统(BMS)是提高车辆安全,延长电池寿命,减少能量损耗的关键。如何对BMS的软件和硬件进行开发和验证变得非常重要。使用实际的电池进行相关的研究,会带来极大的不便之处,如实验耗时长、可重复性差、故障注入危险以及难以复现等;而单纯的软件模型不具备实时性也没有硬件的连接,可验证的功能非常有限。为了克服这些困难,使用RT-lab平台针对BMS构建了一个硬件在环测试平台,具有很好的可调性、实时性、灵活性和普适性,可以全面地对BMS进行测试,节省成本和时间。     

宽频消色散超表面全息成像

针对超表面全息成像技术中存在的工作频段窄、近场成像效率低等问题,本文提出了消色散宽频超表面全息成像优化原理及模型,提出了基于深度图像先验的深度学习网络模型用于单目标的被动式超表面全息图设计,实现了消色散宽频超表面全息成像。数值仿真和实验结果均证明,所设计的全息成像器件可以在9 GHz~11 GHz频段内实现良好的消色散成像效果,在全息成像、宽频功能器件设计等领域具有极大的应用潜力。

     

基于RT-LAB的永磁同步电机硬件在环实时仿真平台的实现

硬件在环仿真技术是近年来兴起的一种新颖的实时仿真技术,具有置信度高、方便方案验证与设计、缩短开发周期、减小开发成本等优点。将当前在工业中大量运用的永磁同步电机作为控制对象,设计了一种基于RT-LAB的永磁同步电机硬件在环实时仿真平台,实验过程及实验结果都证明了系统的优异性能,大大提高了研究工作的效率。     

嵌入式软件自动化测试系统研究

嵌入式软件系统的测试通常需要对其被控对象或者环境进行仿真,以进行硬件在环的闭环验证,在软件测试中很有必要将被控对象的实时仿真模型与被测系统连接起来进行闭环测试;在总结分析嵌入式测试领域新需求的基础上,提出了一种基于分布式仿真测试环境的嵌入式软件自动化测试系统;该系统具有较强的测试管理能力,以实时仿真机为核心,以及接口的模块化定制,实现了对系统动态特性的半实物仿真软硬件环境,很好地解决了嵌入式系统内存资源较少,与硬件紧密相关等问题。     

光伏微网系统功率硬件在环仿真接口算法研究

对现有的功率硬件在环仿真接口算法进行了综述,基于理想变压器模型(Ideal Transformer Model,ITM)讨论了算法的稳定性和改进措施,通过无接口算法、无补偿电感ITM接口算法、添加补偿电感ITM接口算法三种情况的仿真试验,对比分析现有的功率放大器对仿真稳定性的影响,验证了改进接口算法能够提高功率硬件在环仿真系统的精确性和稳定性。     

基于多智能体网络结构的微电网分布式优化资源管理系统

随着可再生能源技术的发展,能量管理已经成为微电网研究的关键问题。目前的最优控制策略一般属于集中式控制,而集中控制方案对中央控制器的计算能力以及通信系统要求非常高,使得集中控制策略难以满足微电网系统对于"即插即用"技术的需求。针对上述问题,建立了基于多智能体网络结构的微电网离散系统,以解决上述集中式控制策略存在的问题,同时证明了一致性算法下系统的稳定性和收敛性,提出了基于一致性算法的分布式储能系统的控制策略,以优化储能系统在充放电过程中的损耗。为了提高该模型的准确性,研究还考虑了最佳充电状态的限制,同时验证了分布式储能系统控制策略的可扩展性。     

SSN算法在大型风电系统实时仿真中的应用

受仿真机存储容量及CPU处理能力的限制,其所能实时计算的电气节点数及存储容量都是有限的。随着电力系统建模日益复杂和完善,或系统的节点数超出了实时仿真器单个核的处理能力或所需存储容量太大,而给仿真器实时仿真大型电力系统带来了挑战。深入研究了结合状态空间和节点分析的仿真算法——State-Space Nodal(SSN)算法,将该算法应用到大型双馈风力发电系统,并通过RT-LAB实时仿真平台进行了仿真研究。仿真结果验证了SSN算法在实时化仿真多开关器件、大型电力系统的必要性和有效性。