[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

说明书

本发明公开了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，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。

技术领域

本发明涉及电力电子变压器系统仿真技术领域，特别是涉及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。

背景技术

随着能源短缺和环境污染问题越来越突出，电动汽车(Electric Vehicle，EV)凭借其成本低、结构简单、噪声小的优点成为世界各国研究的热点。电动汽车充电桩是电动汽车的重要配套基础设施，能够实现电动汽车与电网间能量的转换，研究其安全高效运行方法具有重要意义。

电力电子变压器(Power Electronic Transformer，PET)是指通过电力电子技术和高频变压器实现的新型电力电子设备，它除了具有传统变压器的电气隔离、电压变换功能，还可为可再生能源、储能、电动汽车充电桩等提供即插即用的交、直流接口，实现能量流双向可控，提升电能质量，成为对传统变压器及电力电子设备进行集成优化、提高电网智能化水平的重要设备，以及电能路由器的关键组成设备，应用前景广阔。

电力电子变压器主要包括：输入级、隔离级、输出级三部分，其中输出级既可以在配电网中为传统交流负荷供电，又可以为电动汽车充电桩提供直流充电接口。对于电动汽车接入的电力电子变压器，如果进行传统的物理实验，不仅耗资巨大，而且设备参数不能灵活调节、只能为特定的研究内容提供实验，并且接入实际电网后难以进行一些相关实验来检验控制系统与电网之间的相互影响，如低压穿越、电网电压中断等。而如果只进行纯软件仿真，特别是非实时仿真，由于不能连续和实时地模拟电力系统的电磁暂态和机电暂态现象，无法接入实际的控制保护设备进行闭环实验，因此不利于检验控制装置的实用性及安全性。数字物理混合仿真技术在一定程度上可以弥补以上不足，既可实时修正控制参数、控制策略，又可以在实验室中进行控制器调试和研发，大大缩短控制系统的研究周期。

因此希望有一种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能够解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明公开了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，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。

优选地,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。

优选地，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。

优选地，所述接口卡包括：千兆收发模拟输出(Gigabit Transceiver AnalogueOutput，GTAO)接口卡和千兆收发数字输入(Gigabit Transceiver Digital Input，GTDI)接口卡，所述电动汽车接入电力电子变压器仿真模型通过GTAO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GTDI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。