[发明专利]电动汽车接入电力电子变压器数字物理混合实时仿真系统

权利要求书

1.电动汽车接入电力电子变压器数字物理混合实时仿真系统，其特征在于，所述电动汽车接入电力电子变压器数字物理混合实时仿真系统包括：电动汽车接入电力电子变压器仿真模型、接口卡和物理控制器，电动汽车接入电力电子变压器仿真模型通过接口卡与物理控制器连接传输数据信号；

所述电动汽车接入电力电子变压器仿真模型包括:仿真控制器模型、电动汽车接入电力电子变压器主电路数学模型和仿真电网模型，仿真控制器模型与电动汽车接入电力电子变压器主电路数学模型互通，仿真控制器模型设置电动汽车接入的电力电子变压器系统的控制算法，电动汽车接入电力电子变压器主电路数学模型与仿真电网模型互通；

所述仿真控制器模型的系统控制方法为：输入级采用电压电流双闭环控制，引入前馈解耦控制；隔离级采用单移相控制；输出级包含逆变模块、可切换功率模块和储能模块三部分；逆变模块与可切换功率模块采用主从控制并联运行，逆变模块为主逆变器，采用定电压控制，可切换功率模块为从逆变器，采用定功率控制，储能模块采用定电压控制，在系统输入级发生电压中断时，电动汽车与储能装置一同为交流负载供电。

2.根据权利要求1所述的电动汽车接入电力电子变压器数字物理混合实时仿真系统，其特征在于：所述接口卡包括：千兆收发模拟输出接口卡和千兆收发数字输入接口卡，所述电动汽车接入电力电子变压器仿真模型通过千兆收发模拟输出接口卡的模拟通道将模拟量传输到所述物理控制器，所述物理控制器通过千兆收发数字输入接口卡的数字通道将数字信号传输至所述电动汽车接入电力电子变压器仿真模型。

3.根据权利要求2所述的电动汽车接入电力电子变压器数字物理混合实时仿真系统，其特征在于：所述物理控制器包括数字信号处理器控制板和现场可编程门阵列调制脉冲板；实时仿真平台通过内部控制转换模块将模拟量信号转换成数字信号处理器控制板中模数转换模块可接收的量传输至数字信号处理器，同时开入或开出量与数字信号处理器直接连接，然后数字信号处理器对其输入量进行相应的计算处理，通过数据和地址总线把处理结果传送至现场可编程门阵列调制脉冲板，形成的调制脉冲经所述千兆收发数字输入接口卡送回电力电子变压器实时仿真试验平台，控制电力电子电路上各个开关管的开通和关断。

4.根据权利要求3所述的电动汽车接入电力电子变压器数字物理混合实时仿真系统，其特征在于：所述电动汽车接入电力电子变压器数字物理混合实时仿真系统的实现步骤如下：

步骤一：利用实时仿真软件，搭建电动汽车接入电力电子变压器主电路和控制器仿真模型，搭建电动汽车接入电力电子变压器主电路系统模型，包括电力电子变压器输入级、隔离级、输出级模型、电动汽车充电桩模型、交流负载模型、储能模块模型和仿真电网模型；利用实时仿真软件，搭建控制器仿真模型，包括输入级双闭环控制器模型、隔离级单移相控制器模型、输出级主从控制器模型；

步骤二：利用步骤一搭建的模型，实现电动汽车接入的电力电子变压器系统实时数字仿真，验证核心控制算法及主电路拓扑的正确性，为所述物理控制器设计提供依据；

步骤三：实现数字物理混合的电动汽车接入的电力电子变压器系统仿真，利用所述物理控制器和实时仿真平台的IO接口，形成电动汽车接入的电力电子变压器系统实时仿真硬件在环测试平台，通过所述千兆收发模拟输出接口卡的模拟通道传输的模拟量包括：负载电压、高压直流母线电压、低压直流母线电压、流经中性线的电流、电动汽车电流和储能模块电流，通过所述千兆收发数字输入接口卡的数字通道传输的数字信号包括电力电子变压器各模块中开关器件的触发脉冲；结合步骤一中搭建的主电路模型，实现数字物理混合电动汽车接入的电力电子变压器系统仿真；

步骤四，基于电力电子变压器系统实时仿真硬件在环测试平台，结合控制方法，根据电动汽车接入电力电子变压器的运行工况，检测系统是否处于稳态或暂态时相应的系统参数，并进行优化，提高系统运行效率；所述运行工况包括：稳态运行、电力电子变压器交直流负荷切换和电网电压中断。