"远宽能源实时仿真器是一款可靠性高、准确度高、操作上手简单的仿真平台，是我们构建与电力科学研究院相同水平的测试平台的重要组成部分。通过半实物仿真平台完成的高低压穿越测试、阻抗分析测试解决了很多我们并网测试的难题，相比较实物测试，半实物仿真测试效率与时效性得到了大幅度提高，仿真结果的存储、管理与分析难度也相对应地减少。更让我们感到满意的是远宽能源的售后与技术支持，及时的响应与耐心的指导加上数次现场培训，不仅解决了测试过程中的难题，提高了测试效率，也帮助我们培养了更多优秀的半实物仿真平台使用人员，提升了研发团队的整体实力。"

——正泰电源技术研发部

项目简介

上海正泰电源系统有限公司成立于2009年，是正泰集团新能源产业链中的重要一员。依托并传承正泰集团35年专业的电源及电力研发制造经验，致力于为新能源及电力行业提供性能优异的光伏逆变器与储能变流器等设备，为用户提供至臻完美的智能化系统解决方案。

作为大型新能源发电的研发与生产企业，正泰电源有着高质量的核心技术团队，紧跟技术潮流，不断做出突破。为了充分验证光伏储能产品设备的入网性能，研发部门人员需要借助电力科学研究院的半实物仿真平台，来完成一次次的入网测试任务，然而，每次做入网测试都要提前预约且需要把设备运输到电力科学研究院，长此以往将很大程度影响到测试的时效性，构建正泰电源自己的半实物仿真实验室已然成为了必要需求。经过反复的调研和测试，远宽能源的半实物仿真平台在技术水平、综合服务能力等方面成功得到了研发部门的高度认可，从而决定将远宽能源的实时仿真器引入到正泰电源的半实物仿真实验平台中。

项目挑战

使用传统的实物变流器进行入网测试存在诸多实际问题：

1.逆变器测试中所需电感、电容、直流源和交流源等器件成本高，采购周期长，实验准备的时间远大于调试时间；

2.这些器件和设备变更参数困难，重新接线花费时间长；

3.占用较大的场地，需要较多的测试人员；

4.大功率的产品难以找到合适的测试设备,且在软件硬件未成熟时，危险性较大。

eg：满功率实验的场地要求高、效率低；电网电压故障穿越测试环境搭建困难、重复实验成本高；数据记录与数据后处理繁琐，重复实验获取多组数据较为困难。

解决方案

基于用户面临的如上测试难题，远宽能源为其提出半实物仿真测试解决方案。采用HIL半实物仿真平台测试模型代码，接入真实控制器到测试系统中，让仿真结果更接近实际，通过丰富的IO接口，实现控制器的闭环完整测试；HIL半实物仿真平台使用便捷，单个工程师即可完成所有测试内容；且可以快速修改拓扑参数，短时间内即可完成多次重复测试，运用上位机迅速获得实验数据，通过配套的数据后处理软件StarSim Analyzer，使得重复测试与分析变得轻而易举。

在用户实际的大功率光伏并网应用中，光伏发电厂包含并网逆变器和直流侧升压模块，变流器和升压模块的开关频率通常在数千赫兹不等。基于CPU的仿真方案，仿真步长通常在20微秒到100微秒不等，在CPU中仿真电力电子变换器的细节模型很难准确分辨PWM的占空比，仿真误差较大，且在光伏电池板中，需要对变流器进行阻抗分析测试以获得传递函数的频谱曲线，延时作为传递函数重要的组成部分，更准确的延时能够帮助测得更精准的曲线结果，因此还需要小步长仿真来满足用户应用低延时的仿真要求。

除了电力电子部分，整个光伏发电仿真还包括光照强度与输出电压等数学模型，这部分模型不直接接触电力电子开关，所需仿真步长要求不高，可以在CPU中以大步长仿真。

综合考虑，远宽能源为用户提供了基于MT 6040的CPU和FPGA大小步长联合仿真方案，不仅能够以1us步长仿真电力电子变换器（在FPGA上运行并网逆变器、升压模块以及电网模型），还能仿真用户自定义的低速（50us）数学模型（在CPU上运行光照强度与输出电压等数学模型），两者结合完美地对整个系统进行了仿真。

采访实录 ▼

Q1:为何选择半实物仿真作为控制器的测试方案？

A1:新产品、新型控制板的测试通常会受到硬件研发打样时间因素影响，造成软件迭代进度缓慢，而且测试过程中若遇到实物器件损坏，更是难以定位故障问题。由于小步长的半实物仿真可以精确地仿真每个器件的开关状态，十分有利于故障定位。项目开发时，软件和硬件能同时开发，无需等待功率硬件的研发，可以大幅度加快软件迭代进度，降低研发成本，提高了效率。硬件在环测试是一种在电力电子行业先进的调试方法。半实物仿真作为被广泛认可的新型测试方法，可以对控制器进行高效、准确、快速地验证与测试，一次投入，长期收益。

Q2:为何选择远宽能源的实时仿真器？

A2:在采购实时仿真器的选型阶段，我们调研了国内外多家主流实时仿真器厂家，其中不乏国际知名企业，并邀请他们提供设备试用对比。经过多轮的仿真结果对比，远宽能源的实时仿真器凭借着特有的RonRoff建模方式脱颖而出，再对所有参与试用的产品的适用性、可靠性、精确性、扩展性能等一系列的项目进行仔细评估后，综合考虑部门预算，远宽能源的实时仿真器全部达标。进一步考虑到后续使用和技术支持的方便性、仿真软件功能的持续更新支持等因素，最终选取了远宽能源的实时仿真器，我们最新购置的远宽能源MT 6040实时仿真器在技术性能上已然达到了主流电科院的测试水平。

Q3:在使用过程中，是否遇到很多困难？

A3:采购设备到货后，有工程师第一时间上门安装与指导操作，协助我司研发部门工程师完成了某型控制器初步的测试。软件本身符合使用习惯，经过简单的培训几次就可以熟练操作。平时的技术支持也很到位，能够第一时间帮助研发人员找到问题所在。每次软件更新都会有专业工程师进行现场培训，我们提出的一些需求也都会得到满意的回复及改进。结合远宽提供的数据处理分析软件StarSim Analyzer,不仅可以满足日常测试结果观测与分析，还能大幅提升测试数据分析效率。

Q4:对于未来使用远宽能源实时仿真器，有什么期待？

A4:远宽能源近期推出的“case切换”功能以及StarSim Analyzer软件均给我们使用MT系列实时仿真器带来诸多惊喜，为我们的测试提供了很多新的解决思路，尤其“case切换”功能，能够有效解决高压侧电网故障以及线路参数实时改变等难题。而若要完成公司大量半实物仿真测试需求，并尽可能地减轻测试工程师工作负荷，还是相当期待远宽能源未来推出的StarSim AUTO Test功能，将半实物仿真测试变得更加便捷、高效；同时也比较期待远宽最新推出的MT 8020实时仿真器，能带来超强的CPU处理能力和FPGA仿真能力，助力新能源逆变器、微网等电力与电力电子系统的仿真测试应用。