塑造微电网的未来：混合直流-交流PHIL测试台

公司

位于加拿大蒙特利尔高等技术学院（ÉTS）的GRÉPCI（电力电子与工业控制研究组）专注于电力电子、电力系统、智能控制、可再生能源以及实时仿真 领域。该研究组致力于开发创新解决方案，以提升微电网的设计、运行和集成水平，从而应对电力流管理、资源兼容性、系统可靠性、网络安全及电网稳定性等方面的挑战。

面临的挑战

• 复杂的可再生能源并网：将多种能源（太阳能光伏、风力涡轮机和电池）整合到一个紧密的微电网生态系统中，会带来与兼容性、可靠性和可扩展性相关的复杂问题。
• 复杂的控制要求：要协调多种技术，需要能够根据不同的负载条件和波动的能量输入来优化性能的控制系统。
• 并网：为了确保在并网和孤岛模式下都能实现无缝运行，必须进行精确的同步和保护协调，以维持电能质量和系统稳定性。
• 网络安全漏洞：微电网正面临日益严峻的网络攻击威胁，因此需要建立一个安全的测试环境来开发和验证防护措施。

OPAL-RT 解决方案

OPAL-RT 交付了一套安装在两个 40U 机柜中的综合性混合直流-交流 PHIL 测试台，其特点包括：

• 主控制器与仿真 ：OP5707XG 实时仿真器充当主控制器，利用 MATLAB® 和 RT-LAB 进行系统监控和模型实现。
• 灵活的硬件架构：一个多母线系统（一条交流母线、两条直流母线）负责管理电力流，并由 OP8666 RCP 控制器和多功能功率放大器提供支持，这些放大器可模拟发电机、电网模拟器及储能设备。
• 模块化电力电子：高度灵活的换流器 支持多种拓扑结构（DC-DC、DC-AC等），并集成了过电压、过电流和短路保护功能。
• 系统安全与监控：先进的保护算法和全面的仪表盘不仅能保护硬件免受浪涌电流和通信故障的影响，还能帮助实现高效的调试。

成果

混合式直流-交流 PHIL 测试台已成功交付并安装调试完毕，现已在 GRÉPCI 投入使用：

• 成功调试：通过严格的现场调试和现场验收测试（SAT），验证了该系统在交流和直流-交流两种模式下的运行性能。
• 实践培训：GRÉPCI的研究人员接受了专门培训，以最大限度地利用该系统来满足其研究需求。
• 运筹学研究平台：该试验台目前已在GRÉPCI实验室全面投入运行，为微电网并网、可再生能源、电动汽车/V2G以及网络安全等领域的研究提供支持。
• 可扩展架构：得益于额外的交流和直流端子支持，该测试台采用模块化设计，可在尺寸和功率方面进行扩展，从而模拟更大的微电网环境。
• 远程协作：远程控制功能使魁北克省乃至更广泛地区的研究团体无需亲临现场即可进行访问。

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