原标题:电力电子基础科研平台广泛应用于发电、输电、配电、用电等领域,您有吗?
背景
能源的产生、传输和高效利用是人类面临的永恒问题。电力电子作为现代能源转型的核心组成部分和关键技术,近年来得到了高度重视和发展,并已渗透到社会的各个方面。在学术界,电力电子技术一直是大多数研究人员研究的热门技术。
电力电子应用于各个方面(图片来自李崇坚先生的报告)
简介
为了更好地为科研用户服务,让用户从繁琐的硬件开发中解放,上海大周再次升级dAC电力电子开发平台dAC)。
dAC是电力电子算法开发验证的科研平台,旨在提供成熟稳定、严格测试的硬件,让开发者专注于算法设计验证等软件技术。
dAC可广泛应用于新能源并网、储能、电机控制、无功补偿、电能质量、双向DCDC、柔性输配电、微电网、虚拟同步机等领域。支持用户下载自研程序实现二次开发的产品开放式编程端口,是算法开发物理样机构建的便捷工具。同时,该产品也可以作为教学、培训和竞争的载体,为用户快速掌握电力电子的基本原理、操作和培训提供对象。符合“ 新工程倡导学科专业新结构、教育教学新质量、工程教育新理念、分类发展新体系、人才培养新模式的核心理念。
dAC外观图
拓扑图
功能
定位:电力电子算法开发验证平台,适用于电力电子领域的开发、验证、教学和培训
外观:模块化设计,外观美观,操作方便,可独立使用或集成在电气柜中
接口:外设接口丰富,支持各种应用和二次开发
打开:控制板debug开口,用户可以下载自己的程序
预充电完成后,空载启动波形
配置
I.
Type A 双向可控整流
dAC(双向PWM规格参数格参数
II.
Type B 离网逆变
dAC规格参数(离网逆变)
应用场景
dAC可用于新能源并网、储能、电机控制、无功补偿、电能质量DCDC、具体应用场景如下:柔性输配电、微电网、虚拟同步机等
1. 风电变流器(双馈及直驱)
配置2套 dAC:背靠背应用程序通过直流母线耦合实现,其中一套作为网侧变流器与电网连接,另一套作为机侧变流器与发电机连接。
功能:将不稳定风电转化为稳定、灵活、可靠的电能。
dAC应用于双馈风电变流器
dAC直驱风电变流器的应用
2. 电机控制器
配置1套 dAC :整流桥(用户外购)外部不控dAC提供直流端电压,输出接电机三相输入
功能:采集电压、电流、转速等变量,控制转速、转矩等目标。
dAC用于电机控制器
3. 光伏逆变器
配置1套 dAC :直流端连接光伏阵列输出正负极,交流端滤波并网。
功能:收集直流母线电压、电流、交流并网电压、电流等变量,实现光伏能量不稳定的柔性并网。
dAC用于光伏逆变器
4. PWM双向整流器(新能源和/离网逆变器)
配置1套 dAC :通过电抗器连接到三相电网,直流端配置支撑电容器稳定直流电压。
功能:依赖IGBT全控特性,能量双向流动,直流母线电压稳定,交流侧谐波含量低。
dAC用于双向整流器
5. 双向直流变换器DCDC(隔离及非隔离)
配置1套 dAC :通过设计设备外部附件(特别是电感)DCAC三相两电平拓扑转变为三相两电平拓扑Buck/Boost双向DCDC。
功能:实现直流系统的电压变换。
dAC应用于双向DCDC
6. 数据采集和协议转换(电压电流存储显示器)
配置1套 dAC :充分利用dAC实现运行数据的实时监控,具有丰富的数据采集和通信能力。
功能:处理收集到的电压电流等数据,协议转换,与数据库,Labview连接是电力物联网的典型应用。
dAC应用于数据采集和协议转换
7. 并联扩展变流器
配置N套 dAC :多套dAC实现多条直流母线dAC并联扩容。
功能:并联实现更大容量、更高电压等级的电能转换。
dAC用于多机并联
8. 无功补偿器SVG/STATCOM
配置1套 dAC :交流端通过电抗器与电网连接,直流端与支撑电容器连接。
功能:根据实际需要快速吸收或发出无功功率,实现快速动态调节。
无功补偿SVG/STATCOM
9. 虚拟同步发电机VSG
配置1套 dAC :直流端连接新能源发电或储能,交流端连接到电网。
功能:让变流器模拟同步发电机运行特性,提供惯性与阻尼,用于解决大规模电力电子接入对电网的影响。
虚拟同步发电机
10. 配电网柔性开关SNOP
配置2套 dAC :背靠背应用通过直流母线耦合实现,一套实现固定电压控制,另一套实现固定功率控制。
功能:两套变流器分别连接到不同的馈线,在特殊情况下实现功率在馈线之间的相互调度,SNOP是未来柔性城市配电的关键设备。
柔性开关配电网SNOP
11. 统一趋势控制器(UPFC)统一电能质量控制器(UPQC)
配置2套 dAC :一套通过变压器并联电网,另一套通过变压器串联电网,两套通过支撑电容器实现背靠背。
功能:结合串补和并补的优点,实现电压调节、相角调节、线路阻抗补偿、动态趋势控制等丰富功能。同样的硬件拓扑可以通过调整控制目标来控制趋势或电能质量。
统一趋势控制器(UPFC)与统一电能质量控制器(UPQC)
12. 低压直流配电
配置2套 dAC :2套交流侧分别连接低压交流配电网的不同馈线,其中1套实现定电压控制,另1套实现定功率控制。
功能:低压直流配电通过背靠背双端供电实现,便于直流源储存。
低压直流配电
典型案例
案例1:
该团队利用dAC永磁同步电机模型预测算法MPC在此基础上,对无速度传感器和无位置传感器进行了实验和优化。硬件开发工作量明显减轻,算法快速验证。
案例2 :
通过我通过我公司长期优化永磁同步电机调速算法dAC实现软硬件无缝对接的开发平台。用户基于MATLAB自主开发的自动代码生成套件可以基于模型设计(MBD)。
总结
国家明确重点支持电力电子技术和产业的发展,未来将广泛应用于各行各业。希望通过这个基本的硬件平台,帮助用户快速研究算法,加快电力电子技术的创新。在考虑科研的同时,开展本科教学,为国家培养更多的电力电子创新人才。回到苏湖看更多
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