CN110262456B - 一种基于实时仿真控制器的光伏并网测试和研发平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于实时仿真控制器的光伏并网测试和研发平台，包括PC机、实时仿真控制器、实时仿真控制器转接系统、光照模拟器、光伏组件系统、升压驱动器、光伏并网驱动器，PC机的信号端与实时仿真控制器的信号端通讯连接，实时仿真控制器的信号端还与实时仿真控制器转接系统的信号端通讯连接，实时仿真控制器的信号端还与光照模拟器的信号端通讯连接；实时仿真控制器转接系统还分别与光伏组件系统、升压驱动器、光伏并网驱动器、滤波器通讯连接；光照模拟器模拟出太阳光后照射在光伏组件系统的太阳能电池板上，光伏组件系统输出的直流电经过升压驱动器升压后输入光伏并网驱动器，光伏并网驱动器将此直流电转换为交流电后与电网并网。
Description
技术领域
本发明涉及光伏并网技术，特别是涉及一种基于实时仿真控制器的光伏并网测试和研发平台。
背景技术
近年来，随着分布式新能源及控制技术研究的迅速发展，促进了光伏并网控制系统在多种微电网系统和电力电子控制领域中的广泛应用，其应用场合包括：新能源发电系统、微电网控制及电力电子控制等领域。作为最常见和基础的新能源发电转换装置，光伏并网的最大功率跟踪、对光照强度变化的抗干扰能力及并网电能质量都对电网、开源的升压驱动器和开源的光伏并网驱动器起到至关重要的作用，因而对于光伏并网控制技术的高精度控制受到越来越多的关注。此外，为降低研究的时间成本和提高测试效率，研究一种具有良好的兼容性和扩展性、提供快速便捷的开发环境、集成多种研究环境和安全可靠的光伏并网控制技术研发与测试平台就显得尤为必要。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于实时仿真控制器的光伏并网测试和研发平台，其具有良好的兼容性和扩展性、可提供快速便捷的开发环境、且集成性高、安全可靠等特性。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于实时仿真控制器的光伏并网测试和研发平台，包括：
PC机，安装有算法模拟软件、上位机监控软件，所述算法模拟软件用于PC端进行算法模拟仿真；所述上位机监控软件用于通过画面实现监控信息或输入控制信息；
实时仿真控制器，用于根据算法模拟软件模拟的算法解析为各个实体设备对应的控制信号及参数；
实时仿真控制器转接系统，可采集平台的电流、电压、温度信号，可采集升压驱动器、光伏并网驱动器的数字输入采集信号、PWM驱动信号；
光照模拟器，用于模拟太阳光照；
光伏组件系统，用于光伏发电，包括太阳能电池板；
升压驱动器，用于将光伏组件系统输出的直流电进行升压；
光伏并网驱动器，用于将升压驱动器输出的直流电转换为能够并网的交流电；
所述PC机的信号端与实时仿真控制器的信号端通讯连接，所述实时仿真控制器的信号端还与实时仿真控制器转接系统的信号端通讯连接，实时仿真控制器的信号端还与光照模拟器的信号端通讯连接；实时仿真控制器转接系统的信号端还分别与光伏组件系统、升压驱动器、光伏并网驱动器、滤波器的信号端通讯连接；
光照模拟器模拟出太阳光后照射在光伏组件系统的太阳能电池板上，使得光伏组件系统发电，光伏组件系统输出的直流电经过升压驱动器升压后输入光伏并网驱动器，光伏并网驱动器将此直流电转换为能够并网的交流电后与电网并网。
优选地，还包括滤波器，用于对伏并网驱动器输出的、与并入电网不同频率的交流电波进行过滤，从而输出稳定频率的交流电并入电网。
优选地，滤波器采用两组三相电感和一组三相电容，选择星型角型连接；每相电感配置电流传感器模块，每相电容配置电压传感器模块。
优选地，电流传感器模块，集成电流采样模块和电流传感器，使用不同量程的霍尔电流传感器，额定电流25A至100A，且电流传感器与电流采样模块分；
电压采样模块，集成电压传感器和电压采集模块，适应最大DC600V、AC400V电压范围，输出电压范围为正负10V，最大输出电流为50mA。
优选地，实时仿真控制器通过CAN或RS485通信来控制光照模拟器，通过设定数值曲线指令来设置光伏组件系统所接受到的光照强度变化工况；光伏组件系统接收到光照后，可将光能转为电能，光伏组件系统直流输出端经由线缆与开源的升压驱动器连接；实时仿真控制器可接收光伏组件系统的输出电压和输出电流，通过设计控制算法将驱动信号输出至开源的升压驱动器，将光伏组件系统接收到的光能转为直流形式的电能；开源的升压驱动器经由线缆与开源的光伏并网驱动器相连接，实时仿真控制器可接收开源的光伏并网驱动器的输入直流电压、输出电流信号、滤波器配套电压电流信号及电网电压信号，通过设计控制算法可将直流电转为交流电经滤波器输送给电网；开源的光伏并网驱动器经由线缆与滤波器进行连接，滤波器连接至电网。
优选地，还包括保护模块，所述保护模块，包括基座，所述基座上安装有保护罩，且保护罩内安装有光照模拟器、光伏组件系统、温度传感器；温度传感器的信号端与实时仿真控制器转接系统通讯连接；所述保护罩内部为中空的内罩，所述基座与内罩对应处固定有支撑筒、支撑环，所述支撑环套装固定在支撑筒外且支撑环上套装有气密封圈；
所述支撑筒内侧为内筒，内筒底部与排气管一端连通，排气管另一端接出内罩，从而将内罩内部气流排出；密封气环与内罩之间通过切换阀切换择一通过总进气管供气，总进气管一端分别与冷却器的出口、加热器的出口、第一换向阀的第二出口连通，所述冷却器的进口、加热器的进口分别与第一换向阀的第一出口、第三出口连通，且第一换向阀为电磁换向阀，其控制端与实时仿真控制器的信号端通讯连接，第一换向阀用于择一使其进口与第一出口、第二出口、第三出口连通；加热器用于加热进入总进气管内的气流，冷却器用于冷却进入总进气管内的气流；
所述第一换向阀的进口与气泵的排气口连通，气泵的进气口与第二换向阀的出口连通，第二换向阀的第一进口与外部大气连通、第二进口与排气管连通，且第二换向阀用于择一使其出口与第一进口、第二进口连通，第二换向阀为电磁换向阀，其控制端与实时仿真控制器的信号端通讯连接。
优选地，保护罩采用透明、防火材料制成。
优选地，所述密封气环内部分别与密封进气管、密封排气管一端连通，所述密封进气管、密封排气管另一端分别与切换内腔位于活塞两侧的部分连通，所述切换内腔设置在切换阀的切换外壳内；
所述活塞上设置有上喇叭槽、下喇叭孔，所述上喇叭槽、下喇叭孔相互连通且贯穿活塞，且活塞一端上固定有限位杆，所述切换内腔与限位杆对应处固定有限位凸起，且所述限位杆与限位凸起之间具有第一间隔；
所述切换内腔与密封进气管连通一端还分别与第一进气管、第二进气管一端连通，第一进气管、第二进气管另一端分别与总进气管另一端连通；所述限位杆与限位凸起之间还套装有压簧，所述活塞与切换内腔密封、可轴向滑动装配。
优选地，所述切换内腔与密封排气管连通一端上固定有限位筒，限位筒上设置有贯穿的过气槽，且限位筒用于限制活塞向限位筒移动的最大位移；切换内腔设置有限位筒一端还与气嘴连通。
优选地，初始状态时，上喇叭槽与进风管一端连通，所述进风管另一端进入内罩顶部与吹气管连通，吹气管上设置有多个贯穿的吹气孔；所述活塞在压簧的弹力作用下与限位筒端面贴合或贴紧，气嘴处于关闭状态；活塞不与第一进气管、第二进气管和切换内腔连通处贴合装配；下喇叭槽通过活塞的密封作用处于密封状态；第一换向阀的进口与第二出口连通，第二换向阀的第一进口与出口连通。
本发明的有益效果是：
1）本发明具有良好的兼容性和扩展性，本发明不仅可提供透明的硬件结构和控制算法程序，而且提供大量的接口，方便后期的拓展开发和研究。
2）本发明具有快速便捷的开发环境，采用基于的实时仿真控制器，可以实现和MATLAB/Simulink的无缝连接，多模式实时观察变量变化，可实施更改算法参数，且存储数据十分便捷。
3）本发明集成多种运行状态，无需更改硬件就可进行多种光伏外部工况运行模式的切换，可适应多种研究要求。
4）本发明具有简单完备的安全保护体系（通过各个参数进行自动匹配控制，防止意外）和可靠的运行环境，可提高研究及测试的效率。
5）本发明具有交流微电网和直流微电网的通用性，用户可根据需求进行拆组，提高研究及测试的丰富性。
6）本发明兼容多种光伏组件系统类型，可进行多种真实光伏组件的特性研究，提高研究及测试的丰富性。
附图说明
图1是本发明的构成框图。
图2是本发明的气循环系统构成框图。
图3是本发明的保护模块结构示意图。
图4是图3中F1处放大图。
图5是本发明的保护模块结构示意图（俯视图方向剖面）。
图6是本发明的密封塞结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参见图1，一种基于实时仿真控制器的光伏并网测试和研发平台，包括：
PC机，安装有算法模拟软件、上位机监控软件，所述算法模拟软件用于PC端进行算法模拟仿真，本实施例中算法模拟软件采用MATLAB和/或Simulink。所述上位机监控软件用于通过画面实现监控信息或输入控制信息（用于显示各种测量信号、中间信号及下发指令、存储数据的上位机软件界面），包含显示实时应用程序运行时的变量和参数的图形及数值插件、实时设置和更改运行算法参数的输入控件、存储实验数据及可转为mat格式的功能，此外还提供丰富的软件模块（如与各种软件对接的软件接口），从而应对各种不同的情况。
实时仿真控制器，用于根据算法模拟软件模拟的算法解析为各个实体设备对应的控制信号及参数，本实施例中实时仿真控制器选用基于dSPACE实时仿真系统的控制模块或直接采用dSPACE实时仿真系统。
实时仿真控制器转接系统：可采集平台的电流、电压、温度等信号，可采集升压驱动器、光伏并网驱动器的数字输入采集信号、PWM驱动信号；且起到上述信号干扰隔离的作用，其与实时仿真控制器通讯连接，对实时仿真控制器起到保护作用，可直接采用数据采集卡。本实施例中，实时仿真控制器转接系统与监控整个平台电流表、电压表、温度传感器的信号端通信连接，从而可以实现采集平台的电流、电压、温度信号。电流表、电压表用于检测光伏组件系统输出的电流、电压值，温度传感器安装在保护罩内，用于探测保护罩内的气温。
光照模拟器，用于模拟太阳光照，本实施例中直接采用现有太阳光照模拟器；
光伏组件系统，用于光伏发电，包括太阳能电池板及相关的稳压输出电路，本实施例中，直接采用现有集成的光伏及相应支架；
升压驱动器，用于将光伏组件系统输出的直流电进行升压，包含了可与实时仿真控制器转接系统直接连接的模拟与数字接口模块，包含一个内部的PWM接口，1路故障复位信号，1路缓冲电阻继电器闭合信号，1路输入直流过压信号、1路过流信号、1路IGBT信号、1路过温信号，指标为直流输入端电压0~300V，直流输出端电压为0~600V，额定容量2.2KVA。直流输出端安装螺栓式熔断器；IGBT驱动模块指标为最大可以50KHz频率驱动1200V200AIGBT。IGBT驱动具优良的散热设计，以较小的温升获得4A的驱动能力。
光伏并网驱动器，用于将升压驱动器输出的直流电转换为能够并网的交流电，包含了可与直接连接的模拟与数字接口模块，包含四组PWM接口，1路故障复位信号，1路缓冲电阻继电器闭合信号，1路输入直流过压信号、1路过流信号、1路IGBT信号、1路过温信号，指标为直流端电压0~600V，交流输出端电压为0~400V，额定容量2.2KVA。本实施例采用通用三相桥模块和IGBT模块，其指标为直流母线电压600V，额定容量2.2KVA。直流母线和交流侧均安装螺栓式熔断器；IGBT驱动模块，其指标为最大可以50KHz频率驱动1200V 200A IGBT。每路IGBT驱动都采用双路推挽扩流，配合优良的散热设计，以较小的温升获得4A的驱动能力；可选用单相模式、三相模式和三相四桥臂模式。
滤波器，对与并入电网不同频率的交流电波进行过滤，从而输出稳定频率的交流电。本实施例采用两组三相电感和一组三相电容，可根据需求选择星型角型连接；每相电感配置电流传感器模块，每相电容配置电压传感器模块。
电流传感器模块，集成电流采样模块和电流传感器，使用不同量程的霍尔电流传感器，额定电流25A至100A。且电流传感器与电流采样模块分离，增加系统灵活性，方便电源线布线；
电压采样模块，集成电压传感器和电压采集模块，适应不同电压范围（最大DC600V，AC400V），这种设计可提高系统稳定性，降低增益漂移，输出电压范围为正负10V，最大输出电流为50mA，可直接与模拟采样接口连接，本实施例采用屏蔽线进一步降低采样系统噪声水平。
所述PC机的信号端与实时仿真控制器的信号端通讯连接，从而使得PC机可以向实时仿真控制器输入指令或数据，而实时仿真控制器也能够向PC机反馈数据或信号；
所述实时仿真控制器的信号端还与实时仿真控制器转接系统的信号端通讯连接，从而可以实现它们之间进行数据交互，实时仿真控制器的信号端还与光照模拟器的信号端通讯连接，从而能够与光照模拟器进行指令交流；实时仿真控制器转接系统的信号端还分别与光伏组件系统（安装在光伏组件系统电流输出端的电流表、电压表、电能表）、升压驱动器、光伏并网驱动器、滤波器的信号端通讯连接；
光照模拟器模拟出太阳光后照射在光伏组件系统的太阳能电池板上，使得光伏组件系统发电，光伏组件系统输出的直流电经过升压驱动器升压后输入光伏并网驱动器，光伏并网驱动器将此直流电升压并转换为能够并网的交流电后输入滤波器，滤波器将频率不能并网的交流电过滤后输入电网进行并网。
本实施例中，实时仿真控制器通过CAN或RS485通信来控制光照模拟器，通过设定数值曲线指令来设置光伏组件系统所接受到的光照强度变化工况；光伏组件系统接收到光照后，可将光能转为电能，光伏组件系统直流输出端经由线缆与开源的升压驱动器连接；实时仿真控制器可接收光伏组件系统的输出电压和输出电流，通过设计控制算法将驱动信号输出至开源的升压驱动器，所述控制算法可由系统使用人员自行研发或采用现有算法，将光伏组件系统接收到的光能转为直流形式的电能；开源的升压驱动器经由线缆与开源的光伏并网驱动器相连接，实时仿真控制器可接收开源的光伏并网驱动器的输入直流电压、输出电流信号、滤波器配套电压电流信号及电网电压信号，通过设计控制算法可将直流电转为交流电经滤波器输送给电网，所述控制算法可由系统使用人员自行研发或采用现有技术；开源的光伏并网驱动器经由线缆与滤波器进行连接，滤波器连接至电网。
设计过程如下：
在实现光伏并网控制研究的时候，首先在PC机上完成基于MATLAB的离线仿真，基于MATLAB完成相关软件算法的设计，得到理想的仿真结构。然后，在此基础上，对程序进行简单的修改，删除仿真时使用的光照模拟器、光伏组件系统、电网、升压驱动器及光伏并网驱动器模型，同时根据实时仿真控制器提供的实时接口模块及其引脚定义来更改模型断口以连接实际输入/输出端口，在实时仿真控制器上完成程序的编译和自动加载，然后对上位机软件界面进行设计，对测量变量的选择合适的仪表/显示控件，并把控制器参数和目标指标与相应的输入控件进行关联，最后运行实时仿真控制器，连接实时仿真控制器转接系统、光照模拟器、光伏组件系统、开源的升压驱动器、开源的光伏并网驱动器、滤波器和电网，就可以快速完成对于光伏并网控制系统的设计。
实现过程：首先，将光照模拟器和光伏组件系统安装在定制的支撑架上，调节两者的初始垂直角和距离。具体测试时，通过PC端程序设定，在实时仿真控制器中运行设定的程序，实时仿真控制器对光照模拟器进行指令下发，使其放出指定的光照强度，更改指令大小，通过上位机监控软件可以显示其变化情况，同理，通过PC端程序设定，在实时仿真控制器中运行设定的程序，实时仿真控制器对开源的升压驱动器和开源的光伏并网驱动器进行PWM给定，使其输出指定的功率追踪或并网目标，更改PWM和策略或其参数，通过上位机监控软件可以显示变化情况，就可以实现所用算法关于开源的升压驱动器和开源的光伏并网驱动器的最大功率跟踪性能和并网电能质量指标等参数的测量和标定，所述算法可由系统使用人员自行研发。
通过设置PC端的仿真算法，更改实时仿真控制器的参数，控制开源的升压驱动器，对光照模拟器进行指令下发，设计光照强度工况；利用上位机可视化界面实时功率检测、记录光照模拟器的光照强度和反馈开源的升压驱动器及滤波器的数字信号和电压电流信号的测量情况，实现对于整个光伏并网控制研究测试平台的安全稳定运行，做到对于研究开发效率的提升。
参见图2-图6，由于在实际使用时，气温对光伏发电会产生较大的影响，为了进一步研究光伏并网控制研究测试平台的安全稳定运行，则需要研究光伏在不同气温下的输出状态以及整个平台中各个部件的参数配合，从而更加贴近与实际生产状态。
对此申请人设计了保护模块，所述保护模块，包括整个平台的基座110，所述基座110上安装有保护罩210，保护罩210采用透明、防火材料制成，且保护罩210内安装有光照模拟器610、光伏组件系统620、温度传感器630；温度传感器630的信号端与实时仿真控制器转接系统通讯连接；
所述保护罩210内部为中空的内罩211，所述基座110与内罩211对应处固定有支撑筒120、支撑环130，所述支撑环130套装固定在支撑筒120外且支撑环130上套装有气密封圈410；
所述支撑筒120内侧为内筒121，内筒121底部与排气管342一端连通，排气管342另一端接出内罩211，从而将内罩内部气流排出；所述密封气环410内部分别与密封进气管331、密封排气管332一端连通，所述密封进气管331、密封排气管332另一端分别与切换内腔511位于活塞520两侧的部分连通，所述切换内腔511设置在切换阀的切换外壳510内。
所述活塞520上设置有上喇叭槽522、下喇叭孔521，所述上喇叭槽522、下喇叭孔521相互连通且贯穿活塞520，且活塞520一端上固定有限位杆561，所述切换内腔511与限位杆561对应处固定有限位凸起562，且所述限位杆561与限位凸起562之间具有第一间隔；
所述切换内腔511与密封进气管331连通一端还分别与第一进气管351、第二进气管352一端连通，第一进气管351、第二进气管352另一端分别与总进气管350一端连通；
所述限位杆561与限位凸起562之间还套装有压簧550，压簧550用于对活塞520产生阻碍其向限位凸起562移动的弹力，所述活塞520与切换内腔511密封、可轴向滑动装配；
所述切换内腔511与密封排气管332连通一端上固定有限位筒530，限位筒530上设置有贯穿的过气槽531，且限位筒530用于限制活塞向限位筒移动的最大位移。切换内腔511设置有限位筒一端还与气嘴540连通，气嘴540打开后可以将切换内腔511与外部大气连通；
总进气管350另一端分别与冷却器的出口、加热器的出口、第一换向阀的第二出口连通，所述冷却器的进口、加热器的进口分别与第一换向阀的第一出口、第三出口连通，且第一换向阀为电磁换向阀，其控制端与实时仿真控制器的信号端通讯连接，第一换向阀用于择一使其进口与第一出口、第二出口、第三出口连通；加热器用于加热进入总进气管内的气流，冷却器用于冷却进入总进气管内的气流。
所述第一换向阀的进口与气泵的排气口连通，气泵的进气口与第二换向阀的出口连通，第二换向阀的第一进口与外部大气连通、第二进口与排气管连通，且第二换向阀用于择一使其出口与第一进口、第二进口连通，第二换向阀为电磁换向阀，其控制端与实时仿真控制器的信号端通讯连接。
初始状态时（图3-4状态），上喇叭槽522与进风管341一端连通，所述进风管341另一端进入内罩顶部与吹气管343连通，吹气管343上设置有多个贯穿的吹气孔141；所述活塞520在压簧550的弹力作用下与限位筒端面贴合或贴紧，气嘴540处于关闭状态；活塞520不与第一进气管、第二进气管和切换内腔连通处贴合装配；下喇叭槽521通过活塞520的密封作用处于密封状态（不与切换内腔连通）；第一换向阀的进口与第二出口连通，第二换向阀的第一进口与出口连通。
使用时，首先将相应设备安装在内罩中，然后启动气泵，气泵将气流抽送入切换内腔中，然后通过密封进气管331进入密封气环410内部，密封气环410进气膨胀，从而使得密封气环410外壁与内罩内壁贴紧，从而对内罩211形成固定、密封效果；
进入密封气环410的气体通过密封排气管332进入固定有限位筒530一侧的切换内腔511中，从而使得这部分气压上升，然后推动活塞520克服压簧弹力右移，直到第一进气管不与切换内腔连通（与下喇叭槽521或被活塞外壁封闭），此时，活塞未密封密封进气管与切换内腔连通处，气流继续进入密封气环，继续推动活塞右移，直到限位杆与限位凸起顶紧，此时活塞向右移动到最大位移，且下喇叭槽与第一进气管连通，活塞将密封进气管与切换内腔连通处切断密封，气流只能进入内罩中，然后向内罩顶面喷射后散开，再向下流动，从而排气管排出，从而可以实现对内罩中的设备进行良好的散热。而密封气环处于密封状态，可以保持对保护罩的密封、固定。
在使用完成后，需要打开保护罩时，只需要打开气嘴，使得切换内腔、密封气环内部气体排出，此时压簧通过弹力驱动活塞向左移动，直到与限位筒在此贴合，而密封气环由于没有内部气压，其会收缩，从而解除对保护罩的密封、固定。
在需要调节内罩内部温度时，第二换向阀的出口调节至与第二进口连通。此时如果内罩中需要升温，则打开加热器，且第一换向阀的第三出口与进口连通；如果需要降温，则打开冷却器，且第一换向阀的第一出口与进口连通。
然后启动气泵，即可实现将调温后的气流输入内罩，而内罩中的温度传感器检测内罩内部气温，一旦达到预设温度值，则控制气泵停止运行且冷却器或加热器停止运行。
优选地，所述上喇叭槽522至密封进气管331与切换内腔511连通处的最小距离L1大于下喇叭槽521距离第一进气管351与切换内腔连通处的最小距离L2。这种设计使得活塞将密封进气管331与切换内腔511连通处封闭前，第一进气管351与下喇叭槽521连通，从而避免密封进气管331与切换内腔511连通处封闭时，第一进气管351与下喇叭槽521还未连通，造成故障。设计第一进气管、第二进气管的目的在于防止活塞快速向右移动，造成冲击，在第一进气管切断与切换内腔连通时至活塞将密封进气管331与切换内腔511连通处封闭前，第一进气管会与下喇叭槽逐渐连通，也就是进入密封气环的气流逐渐减少，从而形成缓冲效果。
优选地，参见图6，为了防止电缆621穿出保护罩处形成较大漏气间隙，可以在保护罩与电缆621装配处设置密封塞150，密封塞150上设置有密封孔151和缺槽152，且密封塞采用软质弹性材料制成，如弹性橡胶。使用时，电缆从密封孔151穿出，且密封塞外壁与保护罩挤压密封装配、内壁与电缆挤压密封装配、缺槽152受到挤压而闭合，从而可以实现电缆621与保护罩装配处的密封。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于实时仿真控制器的光伏并网测试和研发平台，其特征在于，包括：
PC机，安装有算法模拟软件、上位机监控软件，所述算法模拟软件用于PC端进行算法模拟仿真；所述上位机监控软件用于通过画面实现监控信息或输入控制信息；
实时仿真控制器，用于根据算法模拟软件模拟的算法解析为各个实体设备对应的控制信号及参数；
实时仿真控制器转接系统，可采集平台的电流、电压、温度信号，可采集升压驱动器、光伏并网驱动器的数字输入采集信号、PWM驱动信号；
光照模拟器，用于模拟太阳光照；
光伏组件系统，用于光伏发电，包括太阳能电池板；
升压驱动器，用于将光伏组件系统输出的直流电进行升压；
光伏并网驱动器，用于将升压驱动器输出的直流电转换为能够并网的交流电；
所述PC机的信号端与实时仿真控制器的信号端通讯连接，所述实时仿真控制器的信号端还与实时仿真控制器转接系统的信号端通讯连接，实时仿真控制器的信号端还与光照模拟器的信号端通讯连接；实时仿真控制器转接系统的信号端还分别与光伏组件系统、升压驱动器、光伏并网驱动器、滤波器的信号端通讯连接；
光照模拟器模拟出太阳光后照射在光伏组件系统的太阳能电池板上，使得光伏组件系统发电，光伏组件系统输出的直流电经过升压驱动器升压后输入光伏并网驱动器，光伏并网驱动器将此直流电转换为能够并网的交流电后与电网并网；
还包括保护模块，所述保护模块，包括基座，所述基座上安装有保护罩，且保护罩内安装有光照模拟器、光伏组件系统、温度传感器；温度传感器的信号端与实时仿真控制器转接系统通讯连接；所述保护罩内部为中空的内罩，所述基座与内罩对应处固定有支撑筒、支撑环，所述支撑环套装固定在支撑筒外且支撑环上套装有气密封圈；
所述支撑筒内侧为内筒，内筒底部与排气管一端连通，排气管另一端接出内罩，从而将内罩内部气流排出；密封气环与内罩之间通过切换阀切换择一通过总进气管供气，总进气管一端分别与冷却器的出口、加热器的出口、第一换向阀的第二出口连通，所述冷却器的进口、加热器的进口分别与第一换向阀的第一出口、第三出口连通，且第一换向阀为电磁换向阀，其控制端与实时仿真控制器的信号端通讯连接，第一换向阀用于择一使其进口与第一出口、第二出口、第三出口连通；加热器用于加热进入总进气管内的气流，冷却器用于冷却进入总进气管内的气流；
所述第一换向阀的进口与气泵的排气口连通，气泵的进气口与第二换向阀的出口连通，第二换向阀的第一进口与外部大气连通、第二进口与排气管连通，且第二换向阀用于择一使其出口与第一进口、第二进口连通，第二换向阀为电磁换向阀，其控制端与实时仿真控制器的信号端通讯连接。
2.如权利要求1所述的光伏并网测试和研发平台，其特征在于，还包括滤波器，用于对伏并网驱动器输出的、与并入电网不同频率的交流电波进行过滤，从而输出稳定频率的交流电并入电网。
3.如权利要求2所述的光伏并网测试和研发平台，其特征在于，滤波器采用两组三相电感和一组三相电容，选择星型角型连接；每相电感配置电流传感器模块，每相电容配置电压传感器模块。
4.如权利要求3所述的光伏并网测试和研发平台，其特征在于，电流传感器模块，集成电流采样模块和电流传感器，使用不同量程的霍尔电流传感器，额定电流25A至100A，且电流传感器与电流采样模块分；
电压采样模块，集成电压传感器和电压采集模块，适应最大DC600V、AC400V电压范围，输出电压范围为正负10V，最大输出电流为50mA。
5.如权利要求4所述的光伏并网测试和研发平台，其特征在于，实时仿真控制器通过CAN或RS485通信来控制光照模拟器，通过设定数值曲线指令来设置光伏组件系统所接受到的光照强度变化工况；光伏组件系统接收到光照后，可将光能转为电能，光伏组件系统直流输出端经由线缆与开源的升压驱动器连接；实时仿真控制器可接收光伏组件系统的输出电压和输出电流，通过设计控制算法将驱动信号输出至开源的升压驱动器，将光伏组件系统接收到的光能转为直流形式的电能；开源的升压驱动器经由线缆与开源的光伏并网驱动器相连接，实时仿真控制器可接收开源的光伏并网驱动器的输入直流电压、输出电流信号、滤波器配套电压电流信号及电网电压信号，通过设计控制算法可将直流电转为交流电经滤波器输送给电网；开源的光伏并网驱动器经由线缆与滤波器进行连接，滤波器连接至电网。
6.如权利要求1所述的光伏并网测试和研发平台，其特征在于，保护罩采用透明、防火材料制成。
7.如权利要求1所述的光伏并网测试和研发平台，其特征在于，所述密封气环内部分别与密封进气管、密封排气管一端连通，所述密封进气管、密封排气管另一端分别与切换内腔位于活塞两侧的部分连通，所述切换内腔设置在切换阀的切换外壳内；
所述活塞上设置有上喇叭槽、下喇叭孔，所述上喇叭槽、下喇叭孔相互连通且贯穿活塞，且活塞一端上固定有限位杆，所述切换内腔与限位杆对应处固定有限位凸起，且所述限位杆与限位凸起之间具有第一间隔；
所述切换内腔与密封进气管连通一端还分别与第一进气管、第二进气管一端连通，第一进气管、第二进气管另一端分别与总进气管另一端连通；所述限位杆与限位凸起之间还套装有压簧，所述活塞与切换内腔密封、可轴向滑动装配。
8.如权利要求7所述的光伏并网测试和研发平台，其特征在于，所述切换内腔与密封排气管连通一端上固定有限位筒，限位筒上设置有贯穿的过气槽，且限位筒用于限制活塞向限位筒移动的最大位移；切换内腔设置有限位筒一端还与气嘴连通。
9.如权利要求8所述的光伏并网测试和研发平台，其特征在于，初始状态时，上喇叭槽与进风管一端连通，所述进风管另一端进入内罩顶部与吹气管连通，吹气管上设置有多个贯穿的吹气孔；所述活塞在压簧的弹力作用下与限位筒端面贴合或贴紧，气嘴处于关闭状态；活塞不与第一进气管、第二进气管和切换内腔连通处贴合装配；下喇叭槽通过活塞的密封作用处于密封状态；第一换向阀的进口与第二出口连通，第二换向阀的第一进口与出口连通。
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