研旭光伏并網(wǎng)發(fā)電仿真平臺(tái)

　　公司簡(jiǎn)介

　　南京研旭新能源科技有限公司由南京研旭電氣科技有限公司全資投資成立，主要專注于太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源電源產(chǎn)品以及相關(guān)機(jī)電節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)和投資，公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)實(shí)力雄厚，與國(guó)內(nèi)多所知名大學(xué)和研究院有良好合作，公司生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，服務(wù)到位，具有性價(jià)比較高的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品與服務(wù)受到廣泛客戶的好評(píng)以及業(yè)界的稱贊。

　　公司自成立以來，已形成五大獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，具有超高性價(jià)比的產(chǎn)品系列，主要產(chǎn)品如下，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，新能源實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，新能源系統(tǒng)集成方案，推出的產(chǎn)品在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室以及工程中得到使用，獲得好評(píng)。在當(dāng)前階段，研旭將精力主要集中于中小功率的新能源技術(shù)以及產(chǎn)品的推廣、應(yīng)用、研發(fā)、生產(chǎn)，期待能將太陽(yáng)能、風(fēng)能這樣的可再生潔凈能源能以極高性價(jià)比為廣大民眾服務(wù)，為社會(huì)服務(wù)。

　　“激流勇進(jìn)，合作共贏”，在新時(shí)代的浪潮中，研旭將是一個(gè)勇敢的、熱忱的、開放的弄潮兒，期冀著研旭能為各新老客戶帶來更好，性價(jià)比更高的新能源產(chǎn)品，也希望著研旭如那初升旭日，冉冉升起，不斷溫暖大家。

　　研旭分布式微電網(wǎng)開源實(shí)物仿真平臺(tái)介紹

　　研旭分布式微電網(wǎng)開源實(shí)物仿真平臺(tái)，是針對(duì)目前高校和企業(yè)的科研人員開展的新能源項(xiàng)目研究推出的一系列開放式的二次開發(fā)科研平臺(tái)，結(jié)合新能源發(fā)電技術(shù)、電力電子技術(shù)、DSP技術(shù)和通訊技術(shù)等幾大核心技術(shù)推出的一系列高端的是實(shí)物仿真平臺(tái)。研旭實(shí)物仿真平臺(tái)，集成了核心控制、驅(qū)動(dòng)控制、信號(hào)采集、功率放大、各類監(jiān)測(cè)和保護(hù)硬件，支持多種CPU、DSP以及FPGA等硬件的快速原型開發(fā)系統(tǒng)，為用戶提供了一個(gè)從算法仿真到硬件實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)級(jí)開發(fā)方案。同時(shí)研旭實(shí)物仿真平臺(tái)提供開放式的軟硬件資料，包含整體設(shè)備的硬件圖紙（包含所有板卡的原理圖紙、PCB圖紙和柜體電氣連接圖）、DSP工程代碼（包含工程框架源代碼、底層驅(qū)動(dòng)代碼、各類保護(hù)代碼和算法庫(kù)）。

　　研旭實(shí)物仿真平臺(tái)特點(diǎn)

　　研旭分布式微電網(wǎng)開源實(shí)物仿真平臺(tái)兼具實(shí)訓(xùn)演示和科研開發(fā)的功能。

　?。?）自由性：用戶可根據(jù)實(shí)際情況自由添加或者裁剪平臺(tái)的某些功能、可自由的選擇輸入源（實(shí)物能源或者模擬能源）、可自由的定制平臺(tái)功率、平臺(tái)輸入電壓范圍、平臺(tái)尺寸等；

　?。?）開放性：開發(fā)給用戶系統(tǒng)所有硬件設(shè)計(jì)原理圖（protel 版）、印刷電路板PCB（PDF版）、硬件設(shè)計(jì)說明、軟件源碼工程（CCS環(huán)境）、軟件設(shè)計(jì)流程圖、底層驅(qū)動(dòng)代碼、算法靜態(tài)庫(kù)、監(jiān)控軟件源碼等；

　　（3）高端性：主控單元CPU采用目前最為高端的TMS320F28335浮點(diǎn)型DSP，其內(nèi)部具有強(qiáng)大的運(yùn)算能力以及豐富的外設(shè)資源。從而使得復(fù)雜的逆變算法輕而易舉的實(shí)現(xiàn)。

　?。?）直觀性：平臺(tái)不管是從硬件角度還是從軟件角度，都具有很好的直觀性。用戶不僅很容易看到平臺(tái)的硬件組成、元件選型、布線連接，還可以通過監(jiān)控中心了解到軟件控制流程、系統(tǒng)運(yùn)行信息、輸出波形質(zhì)量等；

　?。?）安全性：平臺(tái)的硬件和軟件設(shè)計(jì)了健全的保護(hù)機(jī)制，包括硬件中的斷路器、接觸器、防雷器、隔離變壓器等，還有軟件中的直流過欠壓保護(hù)、孤島保護(hù)、過溫保護(hù)、交流故障保護(hù)等；

　?。?）易學(xué)性：研旭公司專門的人員提供現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)以及平臺(tái)本身也自帶很多易于操作的實(shí)驗(yàn)。培訓(xùn)課程包括硬件培訓(xùn)（硬件組成和設(shè)計(jì)原理）、軟件培訓(xùn)（驅(qū)動(dòng)解析、算法原理）、操作培訓(xùn)（實(shí)驗(yàn)安全操作步驟）。平臺(tái)自帶的實(shí)驗(yàn)是將系統(tǒng)功能拆分后得到的，用戶通過一步步的拆分實(shí)驗(yàn)，循序漸進(jìn)的來了解系統(tǒng)整體的工作原理。如采集波形實(shí)驗(yàn)、保護(hù)實(shí)驗(yàn)、MPPT實(shí)驗(yàn)、SVPWM算法實(shí)驗(yàn)等；

　　（7）拓展性：用戶可以在平臺(tái)上進(jìn)行二次開發(fā)。如添加用戶自己的MPPT，添加用戶自己的濾波算法、添加用戶自己的控制算法等等，這樣可以對(duì)平臺(tái)的功能拓展的更加完善、更加強(qiáng)大。

　　研旭光伏三相并網(wǎng)逆變器開放平臺(tái)控制方案

　　研旭光伏三相并網(wǎng)發(fā)電平臺(tái)采用PWM逆變器將光電池輸出的直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟姡ㄟ^三相變壓器隔離升壓并網(wǎng)，逆變器實(shí)現(xiàn)光電池最大功率跟蹤控制和并網(wǎng)電流控制。太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池陣列、并網(wǎng)逆變器組成，如圖1所示。

　　圖1 太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

　　研旭光伏發(fā)電仿真平臺(tái)主要由直流輸入源（光伏組件或者光伏模擬源）、IPM逆變功率單元、DSP主控單元、監(jiān)控中心、電抗器、變壓器等幾部分組成。系統(tǒng)的核心為DSP主控單元，其主要功能是：

　　、將直流電能轉(zhuǎn)為與主網(wǎng)電壓同頻同相的交流電能，并饋送給主網(wǎng)，同時(shí)會(huì)監(jiān)測(cè)各類故障信息，實(shí)時(shí)保證正常工作；

　　、根據(jù)反饋值跟蹤直流源（光伏組件或者光伏模擬源）的最大功率輸出（MPPT）；

　　、將系統(tǒng)工作的所有信息上傳至監(jiān)控中心。

　　其他特性

　　并網(wǎng)逆變器使用三菱IPM，電流150A，耐壓1200V，母線使用500V電解電容

　　網(wǎng)側(cè)并網(wǎng)升壓三相變壓器額定容量10KVA，變比380/120，初級(jí)次級(jí)星形聯(lián)結(jié)方式。

　　并網(wǎng)逆變器采用TI浮點(diǎn)DSP進(jìn)行控制，使用一套研旭TMS320F28335的DSP控制板。

　　采用一臺(tái)研旭YX—XDS510仿真器完成系統(tǒng)控制算法的調(diào)試。

　　圖2 研旭光伏發(fā)電仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)總結(jié)構(gòu)

　　仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及例程（開放）

　　基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)：

　?。?）光伏的I-U 特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)

　?。?）光伏的輸出功率特性實(shí)驗(yàn)

　　（3）光伏監(jiān)控中心軟件操作實(shí)驗(yàn)

　?。?）PWM輸出實(shí)驗(yàn)

　　（5）直流電壓、電流采集實(shí)驗(yàn)

　　（6）交流電壓、電流采集實(shí)驗(yàn)

　　（7）并網(wǎng)逆變器安全保護(hù)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

　?。?）并網(wǎng)逆變器通訊測(cè)量實(shí)驗(yàn)

　　（9）孤島效應(yīng)實(shí)驗(yàn)

　　（10）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保存實(shí)驗(yàn)

　　進(jìn)階開放實(shí)驗(yàn)：

　?。?）光伏控制策略及編程實(shí)驗(yàn)

　?。?）最大功率跟蹤MPPT原理及控制實(shí)驗(yàn)

　?。?）外環(huán)電壓PI算法及控制原理實(shí)驗(yàn)

　?。?）內(nèi)環(huán)電流PI算法及控制原理實(shí)驗(yàn)

　　（5）SVPWM算法原理實(shí)驗(yàn)

　?。?）發(fā)電性能及電能質(zhì)量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

　　培訓(xùn)服務(wù)內(nèi)容

　　（1）硬件部分

　　平臺(tái)系統(tǒng)整體組成介紹

　　主控單元

　　、TMS320F28335 介紹

　　、傳感器與ADC采集電路介紹

　　、PWM 電路介紹

　　、通信電路介紹

　　、硬件保護(hù)電路介紹

　　逆變功率單元

　　、IPM介紹

　　、IPM驅(qū)動(dòng)電路介紹

　　、IPM保護(hù)電路介紹

　　編碼器

　　、增量式編碼器介紹

　　、差分接收電路介紹

　　液晶顯示電路介紹

　?。?）軟件部分

　　平臺(tái)軟件整體框架介紹

　　開發(fā)環(huán)境介紹

　　驅(qū)動(dòng)

　　、系統(tǒng)初始化介紹

　　、ADC驅(qū)動(dòng)介紹

　　、PWM驅(qū)動(dòng)介紹

　　、SCI驅(qū)動(dòng)介紹

　　、總線驅(qū)動(dòng)介紹

　　、GPIO驅(qū)動(dòng)介紹

　　、QEP驅(qū)動(dòng)介紹

　　、CMD編寫介紹

　　算法介紹（包括整流測(cè)和逆變側(cè)）

　　算法介紹（包括可控整流MPPT和不控整流MPPT）

　　控制介紹

　　軟件保護(hù)程序介紹

　?。?）操作部分

　　接線操作介紹

　　開機(jī)順序介紹

　　關(guān)機(jī)順序培訓(xùn)

　　監(jiān)控中心

　?。?）主界面

　　此界面主要顯示了系統(tǒng)工作的運(yùn)行信息以及運(yùn)行狀態(tài)、所有實(shí)驗(yàn)控件、系統(tǒng)的啟?？丶?、以及實(shí)時(shí)的電壓電流波形控件；

　?。?）實(shí)時(shí)波形采集界面

　　此界面顯示了發(fā)電機(jī)組輸出電流波形、整流器輸出直流電壓和直流電流波形、逆變器輸出交流電壓和交流電流波形。

　?。?）SVPWM算法界面

　　用戶在此界面可以進(jìn)行SVPWM算法驗(yàn)證，同時(shí)可以對(duì)SVPWM算法結(jié)構(gòu)一目了然。包括對(duì)整流測(cè)SVPWM算法結(jié)構(gòu)和逆變側(cè)SVPWM算法結(jié)構(gòu)。

　?。?）MPPT實(shí)驗(yàn)界面

　　實(shí)驗(yàn)包括可控整流和不可控整流，用戶可以對(duì)比二者的區(qū)別；

　　（5）歷史保存界面

　　用戶可以將波形或者運(yùn)行信息等數(shù)據(jù)保存起來，以供后續(xù)處理。