研究背景

随着时代的发展与技术的进步，清洁能源发电的功率占比不断提高，分布式发电与利用的背景下系统设计愈发复杂，对于复杂的变流器系统以及其控制的测试要求也越来越高，其中比较有代表性的是发电系统中常用到的逆变器系统。逆变器系统的测试不仅需要测试和验证电力电子级别的算法与功能，还需要将单一系统置于复杂的微电网与大电网运行环境下进行综合验证。由于电网以及微电网系统的容量与复杂性，使用实物模拟设备进行系统验证的方式，资源投入大，空间要求高，实验存在危险，测试灵活度低，不利于开展详尽、高效、可靠和安全的研发与测试工作。随着技术的进步，利用实时仿真测试的方式对逆变器进行控制算法和系统运行的验证与测试，相比于实物测试系统，能够帮助用户用最短的时间和最少的投入完成产品研制与发布过程中需要进行的验证与测试工作。

StarSim半实物仿真方案

应用挑战

使用传统实物实验或计算机离线仿真面临诸多挑战：

1、变流器的高开关频率要求离线仿真有极短的仿真步长，导致仿真耗时长；

2、测试项目多，入网标准测试（*）难以使用实物测试；

3、大型新能源电厂、大型分布式发电系统实物模型搭建耗资大，离线仿真耗时长；

4、离线仿真无法连接实物控制器，实物实验存在一定的危险与器件消耗问题；

5、通讯的支持问题，面对特定的通讯协议，离线仿真无法验证，面向电力系统调度的控制系统测试难以实现；

6、需要监测的变量多，接口数量多，观测通道管理困难；

7、面对特殊模型、特殊拓扑结构，难以快速验证；

8、重复实验费工费时，仿真结果管理与分析困难.

*：电网高/低压故障穿越，电网阻抗分析等

解决方案

使用远宽能源实时仿真器，结合基于CPU+FPGA架构的仿真运算方式，可以实现对电力电子器件实现纳秒级小步长实时仿真，以及储能、光伏板、风机系统的微秒级实时仿真。

方案亮点

通过实时仿真可带来以下优势：

1、小步长仿真的实时仿真，仿真耗时少；

2、可以测试项目多，仿真结果记录手段多，仅用上位机的录波功能也可以完成测试；

3、大型拓扑仿真操作简单，有利于重复实验、长时间实验；

4、结合实物控制器，可以验证控制板算法，进而解决因为控制失误导致的一系列问题；

5、实时仿真器支持多种通讯协议，串口通讯、CAN、Modbus TCP、Modbus RTU、61850等，方便进行调度控制器的测试；

6、MT 6040、MT 8020系列实时仿真器，自带BNC接口，方便管理观测通道，并且可以多机并行仿真、IO口拓展，满足更多IO接口需求；

7、不限拓扑的实时仿真器，满足新型拓扑验证需求；

8、支持基于Python的自动化测试与测试报表生成，方便管理重复实验的结果，节约开发人员时间.