基于RT-LAB的光伏发电系统实时仿真
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性实 验 时摆脱 日照 强度 、 境 温度 等 自然条 件 的影 环 响 。然后 ， 建立 单级式 光伏 并 网系统仿 真模 型 ， 将 并 整个 系 统 在 Ｒ —Ａ ＴＬ Ｂ环境 中转 化 为 实 时仿 真 模 型 ， 模拟 系统 在外部 光 照 发 生变 化 时 系 统 的 响应 ， 以对
基 于 ＲＴ Ｌ Ｂ 的光伏 发 电 系统 实 时仿 真 ．Ａ
郑鹤 玲 ，葛 宝 明 ，毕 大 强
（ ． 京交通 大 学电气 工程 学院 ，北京 １０ ４ ； １北 ０ ０ ４ ２ 电力 系统 国家重 点 实验 室，清 华大 学 电机 系，北京 １０ ８ ） ． ０ ０ ４ 摘要 ： 文利 用光 伏模拟 器代 替传 统的光 伏 电池 ， 立单 级 式光 伏发 电 系统 ， Ｒ ・Ａ 本 建 在 ＴＬ Ｂ仿 真 平 台 中搭 建 了实时仿 真模 型 ， 系统进 行 了仿真研 究。该 实验 平 台克服 了实物 系统 受光 照 与温 度现 实 对 条件 的 限制 ，同时可 以兼 顾硬件 环 境 对 实验 的 影响 ， 弥补 了全数 字仿 真 的 不足 ， 实验 室 内进 行 为
引 言
随着 传统能 源 的 日益 枯 竭 ， 阳能 已经 成 为 一 太 种 十分重 要 的新 能 源 ， 当前 开 发 利用 太 阳能 的 主 而 要方 式是 光 伏 发 电 ， 关研 究 日益 深 入 ’ 相 。对 于光伏 发 电系统 而 言 ， 中最 主要 的 问题 是 如 何提 其 高 系统 的发 电效 率 以及 整 个 系统 的工 作 稳定 性 ， 目前 我 国的光伏 发 电水平 相对 于发达 国家 尚有一 定 差距 ， 仍需 要投 入 大量 的研 究 。在 进行 真实 系统 的 实验 时 ， 仅成本 高 ， 不 而且 受 制 于 日射 强 度 、 境 温 环 度等 自然 条件 的限 制 ， 多数 情 况 下难 以如 愿 达 到 大
预期 的试 验与测 量效 果 。如采用 全数 字仿 真平 台进 行研 究 时 ， 则完 全脱 离 了对硬件 的依赖 ， 重脱离 现 严 实， 过于理 想 。如果 在 实验 室 内利 用先 进 的实 时仿
真软 件 ， 合 硬 件 在 回路 技 术 ， 建 半 实 物 仿 真平 结 搭
台 ， 可 以很好 地解决 这个 矛盾 。 则
大 功 率 的 光 伏 系统 实验 提 供 了一 个 良好 的 平 台 。
关 键 词 ：光 伏 模 拟 器 ；单 级 式 光 伏 并 网 系统 ； Ｔ Ｌ Ｂ；实 时 仿 真 Ｒ —Ａ
中 图 分 类 号 ： Ｍ １ Ｔ ６ ５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ３３ ７ （ ０ ０ ０ ．０ ２ ０ １ ０ ０ ６ ２ １ ） ４０ ６ —５
接， 可结合 具体 硬 件对 控 制 器 进行 优 化 ， 用 灵 活 ， 使 并具 有在仿 真过 程 中 可在 线 凋参 ， 于 逆 向测 试 等 便
优点 。
本文 首先利 用光 伏 电池 的数学模 型在 ＭＡ Ｌ Ｂ ＴＡ
环境 中搭 建光伏 模 拟器 ， 得在 实 验 室 进行 光 伏 特 使
特性 曲线完 成 输 出 。系 统结 构 主 要 包括 整 流 电 路 、 Ｄ ／ Ｃ 电路 、 制 电 路 和 采 样 检 测 电路 等 。 由 于 ＣＤ 控 Ｂ Ｃ 电路 拓扑 比较 简单 ， ＵＫ 控制 方便 ， 目前 得 到 了广
泛 应 用 。
Ｌｎ ｘ 者 Ｗｉｄ ｗ Ｔ操 作 系 统 下 ， 于开 发 专 用 ｉｕ 或 ｎ ｏ ｓＮ 难
板 卡 驱 动 程 序 ； Ｓ Ａ Ｅ可 应 用 于 从 系 统 建 模 、 ｄＰ Ｃ 分
析、 离线仿 真到 实时仿 真 的全过程 ， 足之处 在于 扩 不
收 稿 日期 ：２ ０ —２２ ０ ９ １ －１
作 者 简 介 ：郑 鹤玲 （ ９６ ） 女 ，山东 籍 ， 士 研 究 生 ， 攻 基 于 Ｒ Ｌ Ｂ 的单 级 式 光 伏 发 电系 统 ； １８ ． ， 硕 主 ＴＡ 葛 宝 明 （ ９ １） 男 ，山西 籍 ， 授 ， 士 ， 究 方 向 为 电机 及 其 控 制 ； １７ 一 ， 教 博 研
其进 行实 验和研 究 ， 现 了光伏 发 电系 统 的实 时 仿 实
真 。为实验 室 内在真 实或接 近 于真实 的环境 下进 行 大功 率 的光 伏 实验提 供一个 良好 的实 验平 台 。
目前 ， 立 仿 真 测 试 平 台 的工 具 主 要 有 Ａ Ｓ 建 Ｄ一
Ⅱ 、 ｕｏｉ ｄ Ｐ Ｃ Ｒ —Ａ Ｅ ｒＳｍ、Ｓ Ａ Ｅ、 ＴＬ Ｂ等 。 Ａ Ｓ Ⅱ为 分 布 式 Ｄ一
１ 光 伏 模 拟 器
光伏模 拟 器是 以光 伏 电池 的数 学模 型为 基 础 ， 将普 通 的电源转 换 成特 殊 电源 ， 其 能 够按 照 光 伏 使
实 时系统 ， 必须 在仿真 前准 备大量 数据 文件 ， 不支 持
仿真 过 程 的 在 线 参 数 修 改 ； ｕｏ ｉ 运 行 于 Ｕ ｉ、 Ｅ ｒＳｍ ｎｘ
毕 大强 （９ ３ ） 男 ， 北 籍 ，高 工 ， 士 ，主 攻 电力 系 统 主 设 备 继 电保 护 、 力 电 子 技 术 在 电 力 系 统 中 的 １７ 一 ， 河 博 电
充仿 真系 统百度文库必 须 选 择 其 公 司 配 套 出 品 的处 理 器 板
卡 ， 活 性 差 ； ＴＬ Ｂ支 持 多 种 工 业 标 准 ， 与 灵 Ｒ —Ａ 可
ＭＡ Ｌ Ｂ Ｓｍ ｌ ｋ ＭＡ ＲＸ ／ ｙｔ ｕｌ 无 缝 连 Ｔ Ａ ／ ｉ ｕｉ 、 Ｔ Ｉ ｘ Ｓ ｓ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ
第 ２ ９卷 第 ４期
２１ ０ ０年 １ ０月
电 工 电 能 新 技 术
Ａｄ ａ ｃ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｅ ｔｉ ａ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ Ｅｎ ｒｙ ｖ ｎ ｅ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆＥｌｃ ｒｃ ｌＥｎ ｉｅ ｒｎ ｎ ｅ ｇ
Ｖｏ ． ９．Ｎｏ ４ １２ ． ０ｃ ． ２ ０ ｔ ０ｌ
基 于 ＲＴ Ｌ Ｂ 的光伏 发 电 系统 实 时仿 真 ．Ａ
郑鹤 玲 ，葛 宝 明 ，毕 大 强
（ ． 京交通 大 学电气 工程 学院 ，北京 １０ ４ ； １北 ０ ０ ４ ２ 电力 系统 国家重 点 实验 室，清 华大 学 电机 系，北京 １０ ８ ） ． ０ ０ ４ 摘要 ： 文利 用光 伏模拟 器代 替传 统的光 伏 电池 ， 立单 级 式光 伏发 电 系统 ， Ｒ ・Ａ 本 建 在 ＴＬ Ｂ仿 真 平 台 中搭 建 了实时仿 真模 型 ， 系统进 行 了仿真研 究。该 实验 平 台克服 了实物 系统 受光 照 与温 度现 实 对 条件 的 限制 ，同时可 以兼 顾硬件 环 境 对 实验 的 影响 ， 弥补 了全数 字仿 真 的 不足 ， 实验 室 内进 行 为
引 言
随着 传统能 源 的 日益 枯 竭 ， 阳能 已经 成 为 一 太 种 十分重 要 的新 能 源 ， 当前 开 发 利用 太 阳能 的 主 而 要方 式是 光 伏 发 电 ， 关研 究 日益 深 入 ’ 相 。对 于光伏 发 电系统 而 言 ， 中最 主要 的 问题 是 如 何提 其 高 系统 的发 电效 率 以及 整 个 系统 的工 作 稳定 性 ， 目前 我 国的光伏 发 电水平 相对 于发达 国家 尚有一 定 差距 ， 仍需 要投 入 大量 的研 究 。在 进行 真实 系统 的 实验 时 ， 仅成本 高 ， 不 而且 受 制 于 日射 强 度 、 境 温 环 度等 自然 条件 的限 制 ， 多数 情 况 下难 以如 愿 达 到 大
预期 的试 验与测 量效 果 。如采用 全数 字仿 真平 台进 行研 究 时 ， 则完 全脱 离 了对硬件 的依赖 ， 重脱离 现 严 实， 过于理 想 。如果 在 实验 室 内利 用先 进 的实 时仿
真软 件 ， 合 硬 件 在 回路 技 术 ， 建 半 实 物 仿 真平 结 搭
台 ， 可 以很好 地解决 这个 矛盾 。 则
大 功 率 的 光 伏 系统 实验 提 供 了一 个 良好 的 平 台 。
关 键 词 ：光 伏 模 拟 器 ；单 级 式 光 伏 并 网 系统 ； Ｔ Ｌ Ｂ；实 时 仿 真 Ｒ —Ａ
中 图 分 类 号 ： Ｍ １ Ｔ ６ ５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ３３ ７ （ ０ ０ ０ ．０ ２ ０ １ ０ ０ ６ ２ １ ） ４０ ６ —５
接， 可结合 具体 硬 件对 控 制 器 进行 优 化 ， 用 灵 活 ， 使 并具 有在仿 真过 程 中 可在 线 凋参 ， 于 逆 向测 试 等 便
优点 。
本文 首先利 用光 伏 电池 的数学模 型在 ＭＡ Ｌ Ｂ ＴＡ
环境 中搭 建光伏 模 拟器 ， 得在 实 验 室 进行 光 伏 特 使
特性 曲线完 成 输 出 。系 统结 构 主 要 包括 整 流 电 路 、 Ｄ ／ Ｃ 电路 、 制 电 路 和 采 样 检 测 电路 等 。 由 于 ＣＤ 控 Ｂ Ｃ 电路 拓扑 比较 简单 ， ＵＫ 控制 方便 ， 目前 得 到 了广
泛 应 用 。
Ｌｎ ｘ 者 Ｗｉｄ ｗ Ｔ操 作 系 统 下 ， 于开 发 专 用 ｉｕ 或 ｎ ｏ ｓＮ 难
板 卡 驱 动 程 序 ； Ｓ Ａ Ｅ可 应 用 于 从 系 统 建 模 、 ｄＰ Ｃ 分
析、 离线仿 真到 实时仿 真 的全过程 ， 足之处 在于 扩 不
收 稿 日期 ：２ ０ —２２ ０ ９ １ －１
作 者 简 介 ：郑 鹤玲 （ ９６ ） 女 ，山东 籍 ， 士 研 究 生 ， 攻 基 于 Ｒ Ｌ Ｂ 的单 级 式 光 伏 发 电系 统 ； １８ ． ， 硕 主 ＴＡ 葛 宝 明 （ ９ １） 男 ，山西 籍 ， 授 ， 士 ， 究 方 向 为 电机 及 其 控 制 ； １７ 一 ， 教 博 研
其进 行实 验和研 究 ， 现 了光伏 发 电系 统 的实 时 仿 实
真 。为实验 室 内在真 实或接 近 于真实 的环境 下进 行 大功 率 的光 伏 实验提 供一个 良好 的实 验平 台 。
目前 ， 立 仿 真 测 试 平 台 的工 具 主 要 有 Ａ Ｓ 建 Ｄ一
Ⅱ 、 ｕｏｉ ｄ Ｐ Ｃ Ｒ —Ａ Ｅ ｒＳｍ、Ｓ Ａ Ｅ、 ＴＬ Ｂ等 。 Ａ Ｓ Ⅱ为 分 布 式 Ｄ一
１ 光 伏 模 拟 器
光伏模 拟 器是 以光 伏 电池 的数 学模 型为 基 础 ， 将普 通 的电源转 换 成特 殊 电源 ， 其 能 够按 照 光 伏 使
实 时系统 ， 必须 在仿真 前准 备大量 数据 文件 ， 不支 持
仿真 过 程 的 在 线 参 数 修 改 ； ｕｏ ｉ 运 行 于 Ｕ ｉ、 Ｅ ｒＳｍ ｎｘ
毕 大强 （９ ３ ） 男 ， 北 籍 ，高 工 ， 士 ，主 攻 电力 系 统 主 设 备 继 电保 护 、 力 电 子 技 术 在 电 力 系 统 中 的 １７ 一 ， 河 博 电
充仿 真系 统百度文库必 须 选 择 其 公 司 配 套 出 品 的处 理 器 板
卡 ， 活 性 差 ； ＴＬ Ｂ支 持 多 种 工 业 标 准 ， 与 灵 Ｒ —Ａ 可
ＭＡ Ｌ Ｂ Ｓｍ ｌ ｋ ＭＡ ＲＸ ／ ｙｔ ｕｌ 无 缝 连 Ｔ Ａ ／ ｉ ｕｉ 、 Ｔ Ｉ ｘ Ｓ ｓ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ
第 ２ ９卷 第 ４期
２１ ０ ０年 １ ０月
电 工 电 能 新 技 术
Ａｄ ａ ｃ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｅ ｔｉ ａ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ Ｅｎ ｒｙ ｖ ｎ ｅ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆＥｌｃ ｒｃ ｌＥｎ ｉｅ ｒｎ ｎ ｅ ｇ
Ｖｏ ． ９．Ｎｏ ４ １２ ． ０ｃ ． ２ ０ ｔ ０ｌ