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RT23 | MTDC 电网中 DC/DC换流器 高级电压控制器的 HIL 验证

视频、硬件在环 (HIL)、电力系统

2023-11-15

RT23 | MTDC 电网中 DC/DC换流器 高级电压控制器的 HIL 验证

报告展示了应用于三端直流电网中 DC/DC换流器 电压调节的主动扰动抑制控制(ADRC)的 HiL 验证。ADRC 是一种基于扰动的控制器,它能估计总扰动,并通过反馈控制器对其进行抑制。 主要的 HiL 设置包括两个 OPAL-RT 目标,即 OP5707 和 OP4510。OP5707 目标机的 FPGA 中模拟了直流电网,包括一个降压转换器、一个升压转换器和一个恒功率负载 (CPL)。OP5707 目标机为 OP4510 目标机提供模拟测量。在 OP4510 目标机的 CPU 中,模拟了降压换流器 和升压换流器 的 ADRC 电压数字控制器,以及 CPL 的 PID 电流数字控制器。直流/直流换流器 的 PWM 信号由 OPAL-RT 目标机的 FPGA 生成。OP4510 目标机为以 OP5707 目标换流器 模型的 DC/DC换流器 提供数字开关信号。在 OP4510 目标中生成的两个 ADRC 控制换流器的 PWM 信号被随机移动,以更真实地反映电网中不同换流器 的非同步 PWM。将 HiL 结果与离线模拟连续系统和离散系统(有/无数字控制器)的结果进行了比较。此外,还研究了这些模拟中延迟、噪声和 PWM 建模的影响。 同样的 HiL 设置和比较方法适用于两种不同的 ADRC 模型,一种是线性模型,一种是非线性模型。这对控制离散化以及 OPAL-RT 目标中数字控制器的实现提出了不同的挑战。与离线模拟相比,HiL 结果验证了两种 ADRC 模型。事实证明,数字控制器能够快速估计总干扰,并通过反馈控制将其剔除,从而实时处理直流电网中的不同干扰,同时提供良好的动态性能和严格的电压调节。

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