CN106374832A - 基于rtds的光伏机组仿真测试平台 - Google Patents

基于rtds的光伏机组仿真测试平台 Download PDF

Info

Publication number
CN106374832A
CN106374832A CN201610863488.XA CN201610863488A CN106374832A CN 106374832 A CN106374832 A CN 106374832A CN 201610863488 A CN201610863488 A CN 201610863488A CN 106374832 A CN106374832 A CN 106374832A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rtds
phantom
photovoltaic
photovoltaic unit
test platform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610863488.XA
Other languages
English (en)
Inventor
田军
舒军
刘静波
刘征宇
唐健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfang Electric Corp
Original Assignee
Dongfang Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfang Electric Corp filed Critical Dongfang Electric Corp
Priority to CN201610863488.XA priority Critical patent/CN106374832A/zh
Publication of CN106374832A publication Critical patent/CN106374832A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRA-RED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

本发明属于光伏机组实时仿真的技术领域,提供了一种基于RTDS的光伏机组仿真测试平台,光伏机组由太阳能电池阵列、逆变器、控制器组成,在RTDS实时仿真平台上,搭建太阳能电池阵列、逆变器、控制器仿真模型,利用RTDS实时仿真平台丰富的IO接口,结合实际的控制器,形成光伏机组‑RTDS硬件在环测试平台,测试光伏机组在稳态、暂态运行工况下的系统参数是否满足国家标准,并进行优化,提高其发电效率。

Description

基于RTDS的光伏机组仿真测试平台
技术领域
[0001] 本发明属于光伏机组实时仿真的技术领域,涉及一种基于RTDS (Real Time Digital Simulator)的光伏机组仿真测试平台。背景技术
[0002] 太阳能光伏发电将会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源, 而且将成为世界能源供应的主体。光伏发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统,具有可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行的特点, 在发展低碳经济的大背景下,受到各国企业组织的青睐,具有广阔的发展前景。
[0003] 为了发挥光伏发电技术的优势,使光伏机组能够安全、稳定、高效运行,根据光伏机组结构,在RTDS实时仿真平台上,搭建太阳能电池阵列、逆变器、控制器等仿真模型,形成光伏机组RTDS仿真平台,结合实际的控制器,形成光伏机组-RTDS硬件在环测试平台,验证光伏机组在各工况下的运行特性,提高其发电效率。由于光伏机组运行的复杂性,国内外对光伏机组特性进行了多年的研究,其目标为:测试光伏机组在稳态、暂态运行工况下的系统参数,包括发电效率、电压、电能质量、频率等,是否在国家标准为GB19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》的规定的范围内,并进行优化,提高其发电效率。
[0004] 例如,公开号为CN105514973A,公开日为2016年4月20日,发明名称为“光伏发电系统的实时仿真方法”中国专利文献,解决了利用光伏发电系统模型测试光伏系统控制策略, 公开一种基于dsPACE仿真平台的光伏发电系统测试平台,测试光伏系统的控制策略是否满足国家相关要求,但是这种测试平台不能对真实的光伏机组控制器性能进行测试。发明内容
[0005] 本发明的目的是结合我国光伏机组实时仿真的现状,提出一种基于RTDS的光伏机组仿真测试平台,基于RTDS实时仿真平台,利用RSCAD仿真软件,根据光伏机组结构,搭建太阳能电池阵列、逆变器、控制器仿真模型,形成光伏机组RTDS仿真平台,利用RTDS实时仿真平台丰富的10接口,结合实际的控制器,形成光伏机组-RTDS硬件在环测试平台,测试光伏机组在稳态、暂态运行工况下的系统参数,包括发电效率、电压、电能质量、频率等,是否在国家标准GB19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》的规定的范围内,并进行优化,提高其发电效率。
[0006] 为此,本发明采取如下技术方案:基于RTDS的光伏机组仿真测试平台,其特征在于:光伏机组包括:太阳能电池阵列、逆变器、控制器;首先,在RTDS实时仿真平台,利用RSCAD仿真软件,搭建形成光伏机组RTDS仿真模型,按照光伏机组国家标准进行测试,结合光伏机组实际产品特性曲线,形成具有工程精度的光伏机组RTDS仿真模型;进一步,结合设备实际控制器,利用RTDS实时仿真平台的10接口,形成光伏机组-RTDS硬件在环测试平台;然后,基于光伏机组-RTDS硬件在环测试平台,结合控制策略,根据光伏机组的各运行工况,检测光伏机组处于稳态或暂态时的相应系统参数是否在国家标准的规定的范围内, 并进行优化,提高发电效率。
[0007] 所述光伏机组仿真测试平台,形成的光伏机组RTDS仿真模型至少包括:太阳能电池阵列RTDS仿真模型、逆变器RTDS仿真模型、控制器RTDS仿真模型、运行工况模拟RTDS仿真模型。
[0008] 各个仿真模型的具体形成过程如下:根据光伏机组中太阳能电池阵列的组成,利用RSCAD仿真软件,搭建形成太阳能电池阵列RTDS仿真模型,按照太阳能电池阵列国家标准进行测试,结合太阳能电池阵列实际产品特性曲线,形成具有工程精度的太阳能电池阵列RTDS仿真模型;形成的太阳能电池阵列 RTDS仿真模型至少包括:光伏电池板功率、效率、电压、电池板串并联结构等;根据光伏机组中逆变器的拓扑结构,利用RSCAD仿真软件,搭建形成光伏逆变器RTDS仿真模型,按照光伏逆变器国家标准进行测试,结合逆变器实际产品特性曲线,形成具有工程精度的光伏逆变器RTDS仿真模型;形成的逆变器RTDS仿真模型至少包括:直流母线电容仿真模型、DC/AC变换器仿真模型、变压器仿真模型,其关键参数为:直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、开关频率、功率等;根据得到的太阳能电池阵列、逆变器工程精度的仿真模型,结合控制策略,形成具有工程精度的光伏机组RTDS仿真模型。
[0009] 光伏机组的运行工况通过光照、电网及负荷RTDS模型来实现,其中,电网RTDS仿真模型,根据电网参数,利用RSCAD仿真软件,搭建电网RTDS仿真模型,电网参数包括:电压、频率、相位、模拟故障器等,可模拟电网正常工况,也可模拟电网故障工况;负荷RTDS仿真模型,利用RSCAD仿真软件,搭建负荷RTDS仿真模型,负荷参数包括电压、电流、有功、无功、功率因数等,模拟各个负荷工况。
[0010] 形成光伏机组-RTDS硬件在环测试平台时,所述设备包括实际的光伏控制器。[〇〇11] 所述RTDS实时仿真平台有丰富的10接口,包括高速数字量和模拟量的各种输入/ 输出接口,通过10接口,与光伏机组的实际控制器连接起来,形成光伏机组-RTDS硬件在环测试平台。
[0012] 所述光伏机组处于稳态或暂态时的相应系统参数至少包括发电效率、电压、电能质量、功率、频率。所述暂态工况至少包括电网电压波动、频率波动、电网故障、光照变化。
[0013] 所述国家标准为GB19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》。
[0014] 当光伏机组并网运行时,所述控制策略用于最大功率跟踪;当光伏机组离网运行时,所述控制策略使光伏机组在各种工况下稳定运行。
[0015] 本发明的有益效果如下:本发明基于RTDS实时仿真平台,利用RSCAD仿真软件,根据光伏机组结构,搭建太阳能电池阵列、逆变器、控制器仿真模型,形成光伏机组RTDS仿真平台,利用RTDS实时仿真平台丰富的10接口,结合实际的控制器,形成光伏机组-RTDS硬件在环测试平台,测试光伏机组在稳态、暂态运行工况下的系统参数,包括发电效率、电压、电能质量、功率、频率等,是否在国家标准GB19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》的规定的范围内,并进行优化,提高其发电效率。附图说明
[0016]图1为本发明的光伏机组RTDS仿真平台的架构示意图;图2为本发明的光伏机组-RTDS硬件在环仿真测试平台图。具体实施方式[〇〇17]如图1所示,本发明提出的基于RTDS光伏机组仿真测试平台,所述光伏机组包括: 太阳能电池阵列、逆变器、控制器。本发明是基于RTDS实时仿真平台,利用RSCAD仿真软件, 根据光伏机组结构,搭建光伏机组RTDS仿真平台,包括:太阳能电池阵列、逆变器、控制器等仿真模型,搭建相应的仿真模型,每个子系统仿真模型均与实际特性曲线进行校核,形成具有工程精度的光伏机组RTDS仿真平台。
[0018]如见图2所示,本发明结合光伏机组实际控制器,利用RTDS实时仿真平台丰富的10 接口,形成光伏机组-RTDS硬件在环测试平台,根据光伏机组稳态、暂态的运行工况,测试系统参数,包括发电效率、电压、电能质量、功率、频率等,是否在国家标准GB19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》的规定的范围内,并进行优化,提高其发电效率。[〇〇19] 基于RTDS光伏机组仿真测试平台,可快速得到光伏机组在各工况下运行特性,并进行优化,提高其发电效率,其方法主要为:(1)光伏机组RTDS仿真模型,基于RTDS实时仿真平台,利用RSCAD仿真软件,根据光伏机组结构,搭建光伏机组RTDS仿真平台,包括:太阳能电池阵列、逆变器、控制器等仿真模型, 按照光伏机组国家标准进行测试,结合光伏机组实际产品特性曲线,形成具有工程精度的光伏机组RTDS仿真模型。
[0020] (2)光伏机组的运行工况通过光照、电网及负荷RTDS模型来实现,其中,电网RTDS 仿真模型,根据电网参数,利用RSCAD仿真软件,搭建电网RTDS仿真模型,电网参数包括:电压、频率、相位、模拟故障器等,可模拟电网正常工况,也可模拟电网故障工况;负荷RTDS仿真模型,利用RSCAD仿真软件,搭建负荷RTDS仿真模型,负荷参数包括电压、电流、有功、无功、功率因数等,模拟各个负荷工况。
[0021] (3)基于光伏机组RTDS仿真模型,结合光伏机组实际控制器,利用RTDS实时仿真平台丰富的10接口,形成光伏机组-CTDS硬件在环测试平台。[〇〇22] (4)基于光伏机组-RTDS硬件在环测试平台,根据光伏机组稳态、暂态的运行工况, 测试系统参数,包括发电效率、电压、电能质量、功率、频率等,是否在国家标准GB19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》的规定的范围内,其中暂态工况包括:电网电压波动、频率波动、电网故障、光照变化,就可得到光伏机组在各工况下的运行特性,并进行优化,提高其发电效率。
[0023] 光伏机组控制策略,当光伏机组并网运行时,所述控制策略用于最大功率跟踪;当光伏机组离网运行时,所述控制策略使光伏机组在各种工况下稳定运行。

Claims (11)

1.基于RTDS的光伏机组仿真测试平台,其特征在于:首先,在RTDS实时仿真平台,利用RSCAD仿真软件,搭建形成光伏机组RTDS仿真模型,按 照光伏机组国家标准进行测试,结合光伏机组实际产品特性曲线,形成具有工程精度的光 伏机组RTDS仿真模型;进一步,结合设备实际控制器,利用RTDS实时仿真平台的10接口,形成光伏机组-RTDS 硬件在环测试平台;然后,基于光伏机组-RTDS硬件在环测试平台,结合控制策略,根据光伏机组的各运行 工况,检测光伏机组处于稳态或暂态时的相应系统参数是否在国家标准的规定的范围内, 并进行优化,提高发电效率。
2.根据权利要求1所述的基于RTDS的光伏机组仿真测试平台,其特征在于:所述光伏机 组仿真测试平台,形成的光伏机组RTDS仿真模型至少包括:太阳能电池阵列RTDS仿真模型、 逆变器RTDS仿真模型、控制器RTDS仿真模型、运行工况模拟RTDS仿真模型。
3.根据权利要求2所述的基于RTDS的光伏机组仿真测试平台,其特征在于:根据光伏机 组中太阳能电池阵列的组成,利用RSCAD仿真软件,搭建形成太阳能电池阵列RTDS仿真模 型,按照太阳能电池阵列国家标准进行测试,结合太阳能电池阵列实际产品特性曲线,形成 具有工程精度的太阳能电池阵列RTDS仿真模型;形成的太阳能电池阵列RTDS仿真模型至少 包括:光伏电池板功率、效率、电压、电池板串并联结构。
4.根据权利要求3所述的基于RTDS的光伏机组仿真测试平台,其特征在于:根据光伏机 组中逆变器的拓扑结构,利用RSCAD仿真软件,搭建形成光伏逆变器RTDS仿真模型,按照光 伏逆变器国家标准进行测试,结合逆变器实际产品特性曲线,形成具有工程精度的光伏逆 变器RTDS仿真模型;形成的逆变器RTDS仿真模型至少包括:直流母线电容仿真模型、DC/AC 变换器仿真模型、变压器仿真模型,关键参数至少包括:直流电压、直流电流、交流电压、交 流电流、开关频率、功率。
5.根据权利要求4所述的基于RTDS的光伏机组仿真测试平台,其特征在于:根据得到的 太阳能电池阵列RTDS仿真模型、光伏逆变器RTDS仿真模型,结合控制策略,形成具有工程精 度的光伏机组RTDS仿真模型。
6.根据权利要求2所述的基于RTDS的光伏机组仿真测试平台,其特征在于:所述运行工 况模拟RTDS仿真模型包括电网RTDS仿真模型和负荷RTDS仿真模型,其中:根据电网参数,利用RSCAD仿真软件,搭建电网RTDS仿真模型,用于模拟电网正常工况, 也用于模拟电网故障工况,电网参数至少包括:电压、频率、相位、模拟故障器;根据负荷参数,利用RSCAD仿真软件,搭建负荷RTDS仿真模型,用于模拟各个负荷工况, 负荷参数至少包括:电压、电流、有功、无功、功率因数。
7.根据权利要求1所述的基于RTDS的光伏机组仿真测试平台,其特征在于:形成光伏机 组-RTDS硬件在环测试平台时,所述设备实际控制器包括光伏控制器。
8.根据权利要求1所述的基于RTDS的光伏机组仿真测试平台,其特征在于:所述RTDS实 时仿真平台的10接口,包括高速数字量和模拟量的各种输入/输出接口,通过10接口,与光 伏机组的实际控制器连接起来,形成光伏机组-RTDS硬件在环测试平台。
9.根据权利要求1所述的基于RTDS的光伏机组仿真测试平台,其特征在于:所述光伏机 组处于稳态或暂态时的相应系统参数至少包括发电效率、电压、电能质量、功率、频率。
10.根据权利要求1或9所述的基于RTDS的光伏机组仿真测试平台,其特征在于:所述暂 态的工况至少包括电网电压波动、频率波动、电网故障、光照变化。
11.根据权利要求2所述的基于RTDS的光伏机组仿真测试平台,其特征在于:当光伏机 组并网运行时,所述控制策略用于最大功率跟踪;当光伏机组离网运行时,所述控制策略使 光伏机组在各种工况下稳定运行。
CN201610863488.XA 2016-09-29 2016-09-29 基于rtds的光伏机组仿真测试平台 Pending CN106374832A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610863488.XA CN106374832A (zh) 2016-09-29 2016-09-29 基于rtds的光伏机组仿真测试平台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610863488.XA CN106374832A (zh) 2016-09-29 2016-09-29 基于rtds的光伏机组仿真测试平台

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106374832A true CN106374832A (zh) 2017-02-01

Family

ID=57897059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610863488.XA Pending CN106374832A (zh) 2016-09-29 2016-09-29 基于rtds的光伏机组仿真测试平台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106374832A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107102568A (zh) * 2017-06-14 2017-08-29 华北电力科学研究院有限责任公司 光伏虚拟同步机并网稳定性硬件在环测试系统及方法
CN107134977A (zh) * 2017-05-31 2017-09-05 中国科学院电工研究所 一种户用光储一体机测试方法
CN108318757A (zh) * 2018-01-23 2018-07-24 中国东方电气集团有限公司 基于半实物仿真的储能系统控制策略测试优化平台
CN108988382A (zh) * 2018-07-09 2018-12-11 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 光伏发电站的并网监测与评估方法及系统
CN110943474A (zh) * 2019-10-24 2020-03-31 国网甘肃省电力公司电力科学研究院 一种电网侧故障下光伏组件输出特性分析方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204330931U (zh) * 2015-01-08 2015-05-13 南方电网科学研究院有限责任公司 一种电网储能测试设备
US20150248510A1 (en) * 2011-01-25 2015-09-03 Power Analytics Corporation Systems and Methods for Automated Model-Based Real-Time Simulation of a Microgrid for Market-Based Electric Power System Optimization
CN105182791A (zh) * 2015-07-31 2015-12-23 南方电网科学研究院有限责任公司 一种基于rtds的光伏发电系统数字物理混合仿真系统
CN105514973A (zh) * 2015-11-27 2016-04-20 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 光伏发电系统的实时仿真方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150248510A1 (en) * 2011-01-25 2015-09-03 Power Analytics Corporation Systems and Methods for Automated Model-Based Real-Time Simulation of a Microgrid for Market-Based Electric Power System Optimization
CN204330931U (zh) * 2015-01-08 2015-05-13 南方电网科学研究院有限责任公司 一种电网储能测试设备
CN105182791A (zh) * 2015-07-31 2015-12-23 南方电网科学研究院有限责任公司 一种基于rtds的光伏发电系统数字物理混合仿真系统
CN105514973A (zh) * 2015-11-27 2016-04-20 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 光伏发电系统的实时仿真方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107134977A (zh) * 2017-05-31 2017-09-05 中国科学院电工研究所 一种户用光储一体机测试方法
CN107134977B (zh) * 2017-05-31 2019-07-09 中国科学院电工研究所 一种户用光储一体机测试方法
CN107102568A (zh) * 2017-06-14 2017-08-29 华北电力科学研究院有限责任公司 光伏虚拟同步机并网稳定性硬件在环测试系统及方法
CN108318757A (zh) * 2018-01-23 2018-07-24 中国东方电气集团有限公司 基于半实物仿真的储能系统控制策略测试优化平台
CN108988382A (zh) * 2018-07-09 2018-12-11 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 光伏发电站的并网监测与评估方法及系统
CN110943474A (zh) * 2019-10-24 2020-03-31 国网甘肃省电力公司电力科学研究院 一种电网侧故障下光伏组件输出特性分析方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106374832A (zh) 基于rtds的光伏机组仿真测试平台
CN104330980B (zh) 一种基于rt‑lab的微电网仿真测试系统
CN105205232B (zh) 基于rtds的微网系统稳定性仿真测试平台
Pérez-Navarro et al. Experimental verification of hybrid renewable systems as feasible energy sources
CN106054672A (zh) 基于rt‑lab的真实微电网运行动态仿真测试平台
CN203561844U (zh) 一种基于ni-pxi分布式新能源发电系统的数字物理混合仿真平台
CN103094921A (zh) 直驱式风力发电机组机电暂态建模方法及机电暂态模型
CN102412578B (zh) 一种实验室用的微电网系统
CN106527182A (zh) 基于rtds的含多类型高渗透新能源电网安稳试验系统及方法
CN104865847A (zh) 功率在环型数字与物理混合实时仿真的试验系统及其试验方法
CN103810915B (zh) 调控一体化仿真方法及系统
WO2017067120A1 (zh) 一种光伏电站低电压穿越数据获取方法
CN105527858A (zh) 一种智能电网中自动发电控制的硬件在环仿真系统
CN106526347A (zh) 一种基于数模混合仿真的光伏逆变器低电压穿越评估方法
CN104698859A (zh) 分布式能源发电实验系统
CN107026468A (zh) 一种基于自抗扰控制技术的微网实验系统
CN105720573B (zh) 基于实测数据的风光储电站有功及无功控制系统建模方法
CN108550305A (zh) 分布式新能源运维仿真实训系统
CN108183492A (zh) 无功补偿控制装置的测试系统及测试方法
CN105867161A (zh) 基于rtds的风力发电数字物理混合仿真系统及方法
CN111221266A (zh) 一种适用于微电网黑启动的仿真测试系统和测试方法
Xiaolin et al. Hardware in loop simulation test of photovoltaic virtual synchronous generator
CN102347619B (zh) 逆变器系统的控制方法
CN108649560A (zh) 高渗透率分布式光伏发电集群实时仿真建模方法
CN205178628U (zh) 海上风场风机的备用电源系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170201

RJ01 Rejection of invention patent application after publication