[发明专利]一种微电网变换器硬件在回路系统测试平台

摘要

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；其所述监控计算机与目标计算机用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。本发明以微电网系统仿真模型代替实际微电网系统，用于测试微电网变换器性能和开发微电网变换器，缩短了变换器的开发周期，简化了变换器的开发过程，降低了变换器的开发成本，实现了测试、开发过程的自动化，应用范围广。

主权项

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。