[发明专利]一种微电网变换器硬件在回路系统测试平台

权利要求书

1.一种微电网变换器硬件在回路系统测试平台，包括监控计算机、目标计算机以及变换器硬件在回路系统测试平台，其特征在于：所述监控计算机与目标计算机设置于变换器硬件在回路系统测试平台，实现微电网变换器硬件在回路系统仿真测试；

所述监控计算机是用于建立微电网系统仿真模型，进行工况条件和外部参数的设定，并将仿真模型、工况条件和外部环境参数转换成C代码后，通过交叉编译生成供目标计算机实时运行的测试模型，再将微电网系统仿真模型通过数据线发送到目标计算机，作为运行于实时操作系统的应用程序；运行工况进行仿真实验时，微电网系统仿真模型实时产生需求的电压电流信号；

所述目标计算机是根据运行微电网系统仿真模型产生需求的电压电流信号，通过总线来控制微电网变换器，对微电网变换器进行电压电流加载；

所述变换器硬件在回路系统测试平台是设置有多电平供电模块，并由若干个独立封装的IGBT模块、二极管模块、电解电容模块和外部电感通过电气连接构成变换器主电路，并分别与变换器的目标电源、目标负载、电压采集调理模块、电流采集调理模块、IGBT门极驱动模块和大功率散热器模块连接，通过电压采集调理模块、电流采集调理模块和IGBT门极驱动模块经由控制器接口模块与目标计算机连接构成闭环系统，并将各模块集成于PCB电路板；

所述微电网变换器硬件在回路仿真测试是基于Matlab/Simulink环境，由监控计算机建立微电网系统仿真模型，进行工况条件和外部参数的设定，并将仿真模型、工况条件和外部环境参数转换成C代码后，通过交叉编译生成供目标计算机实时运行的目标程序，将微电网系统仿真模型通过数据线发送到目标计算机，作为运行于实时操作系统的应用程序；运行工况进行仿真测试时，微电网系统仿真模型实时产生需求的电压电流信号；目标计算机根据产生的电压电流需求信号通过总线来控制微电网变换器，对微电网变换器进行电压电流的加载；变换器硬件在回路系统测试平台用于搭建变换器主电路和控制电路，通过控制器接口模块实现目标计算机和变换器的通信，构成具有实际电压电流反馈的完整微电网变换器硬件在回路闭环实时仿真测试和快速开发系统；

所述多电平供电模块分别与IGBT门极驱动模块、电压采集调理模块、电流采集调理模块连接，将输入电源转化为IGBT门极驱动模块、电压采集调理模块、电流采集调理模块的工作电压；

所述电压采集调理模块分别与多电平供电模块、变换器主电路和控制器接口模块连接，根据控制要求采集处理主电路中相关节点电压，转换成能够识别的标准信号，经控制器接口模块送至目标计算机进行运算处理；

所述电流采集调理模块分别与多电平供电模块、变换器主电路和控制器接口模块连接，根据控制要求采集处理主电路中相关支路电流，转换成能够识别的标准信号，经控制器接口模块送至目标计算机进行运算处理；

所述IGBT门极驱动模块分别与多电平供电模块、目标计算机、主电路中IGBT模块和控制器接口模块连接，将目标计算机发出的控制信号处理为可驱动该平台IGBT模块的开关电平，控制IGBT模块的导通与关断；

所述控制器接口模块是将电压采集调理模块、电流采集调理模块的输出信号传送至目标计算机，同时将目标计算机运算输出的控制信号传送至IGBT门极驱动模块，实现对变换器的控制；

所述微电网系统仿真模型是通过模拟母线将风力发电系统模型、太阳能发电系统模型、燃气轮机发电系统模型、蓄电池储能系统模型、输电电网系统模型和负载系统模型连接构成。

2.如权利要求1所述一种微电网变换器硬件在回路系统测试平台，其特征在于：所述监控计算机与目标计算机设置于变换器硬件在回路系统测试平台，实现微电网变换器硬件在回路仿真测试，是在微电网系统仿真模型中用受控电源作为被开发变换器及其目标电源的外部硬件试验与内部系统仿真试验的桥梁，由内部微电网能量管理系统为被开发变换器及其目标电源工作状态定性和定量，被开发变换器及其目标电源按系统要求在规定状态下定量输出或吸收能量，并将实际输出或吸收能量值通过接口模块反馈回内部微电网系统仿真模型，完成硬件与微电网系统仿真模型的闭环试验运行。

3.如权利要求1所述一种微电网变换器硬件在回路系统测试平台，其特征在于：所述变换器硬件在回路系统测试平台包括6对独立封装的IGBT模块、3对独立封装的二极管模块、电解电容模块、电压采集调理模块、电流采集调理模块、IGBT门极驱动模块、多电平供电模块、控制器接口模块和大功率散热器模块，并将所有电路模块集成于PCB电路板进行合理布局，所述6对独立封装的IGBT模块、3对独立封装的二极管模块和电解电容模块根据设计方案连接构成变换器主电路分别与变换器的目标电源、目标负载、电压采集调理模块、电流采集调理模块、IGBT门极驱动模块和大功率散热器模块连接，所述电压采集调理模块分别与变换器主电路、多电平供电模块和控制器接口模块连接，所述电流采集调理模块分别与变换器主电路、多电平供电模块和控制器接口模块连接，所述IGBT门极驱动模块分别与主电路中IGBT模块、多电平供电模块和控制器接口模块连接，所述多电平供电模块分别与IGBT门极驱动模块、电压采集调理模块和电流采集调理模块连接，所述控制器接口模块分别与IGBT门极驱动模块、电压采集调理模块、电流采集调理模块和目标计算机连接，所述大功率散热器模块分别与6对独立封装的IGBT模块和3对独立封装的二极管模块连接。