储能逆变器测试平台要完成哪些测试项目?
随着新能源电子设备的多样化发展,控制程序算法的复杂性需要通过测试平台获取更多的数据。传统的测试平台虽然可以满足基本的测试要求,但是不能更好的满足数据传输速度的要求。
测试平台在获取数据的过程中,对数据传输速率要求更高,需要更多的实用功能。
基于此,针对储能逆变器人机交互平台的实际需求,构建能够根据用户需求存储历史数据的测试软件平台是当前的研究热点。
1,测试平台需求分析
1.1储能逆变器
在智能电网建设中,储能逆变器凭借其双向变流功能可以完成一些特殊功能。作为双向变换器,它不仅可以完成电网电能之间的能量传输,还可以完成储能电能之间的能量传输,适用于各种DC储能单元。
在DC储能单元中,储能逆变器可以快速完成分布式发电的功能,提高电网对可再生能源电力的接受度。根据系统的特点,在低负荷期间需要储存更多的发电量以备不时之需,在高峰负荷期间释放的能量可以有效提高电网的供电质量。图1显示了储能逆变器在电网中的结构网络。
本发明适用于大容量储能电池的充放电。用在充放电系统中,可以实现双向流动,实现智能、稳定、安全的优点。
在储能逆变器的整个开发过程中,利用示波器完成对电信号的全面检测,利用储能逆变器的控制算法研究实际的电信号量。示波器在检测大量数据的过程中存在一些问题。虽然可以获得储能逆变器的电信号,但经过传感器的信号转换后,采集量的准确性不一定能得到保证。
因此,为了保证系统的正常运行,有必要对程序的变量进行观察。在程序观察的过程中,有很多方法可以使用断点观察,在弱电电路的程序调试和应用中,断点观察是一种非常有效的调试方法。但在大功率设备的调试中,断点观测并不能较好地预测大功率设备的状态,容易造成短路故障,存在一定的安全隐患,对工作人员的安全操作非常不利。
通过软件调试,保证了刷新功能,提高了安全风险。在储能逆变器大功率设备的测试过程中,会遇到很多故障问题。故障发生后,如果不及时保存算法的变量信息,将无法准确得出故障点的位置和原因。
因此,在储能逆变器的测试和调试过程中,谐波含量的大小是测试的一个重要指标,可以实时获得储能逆变器的谐波含量,对储能逆变器的测试非常重要。基于以上问题,有必要开发一套储能逆变器测试软件平台。
1.2需求分析
储能逆变器测试软件平台的设计由人机交互测试平台和数据采集模块两部分组成。测试平台如图2所示。
对于储能逆变器的传感器模块来说,完成信号转换是一个亮点。获取AD小信号的数据,经DSP控制器处理,通过以太网通信模块发送到PC机。
测试软件平台通过PC口读取以太网中的数据信息,实现数据处理,并通过测试平台完成对数据结果的综合分析。
根据储能逆变器测试软件平台的总体设计,分析了功能模块的需求:
(1)上下位机高速通信:传统总线通信速率为460800bps[4]。为了提高通信精度,一般采用9600bps。CAN总线的通信速率为1Mbps,与工业以太网总线相差甚远。
传统总线的可靠性较低,只有使用CAN或工业以太网才能满足通信传输稳定性的设计要求。在上下位机的数据通信中,上位机一般使用PC和CAN总线与上下位机进行通信,数据需要通过接口卡进行处理,使用CAN的成本较高。
(2)后台数据处理:通过测试软件平台接收数据后,完成数据处理,主要由储能逆变器后台完成。
(3)数据显示和人机交互:储能逆变器测试软件平台后台主要负责处理数据,通过显示数据完成数据操作,实现最终的人机交互。
2.测试平台的结构和算法设计。
2.1整体结构
储能逆变器测试软件平台通过工业以太网获取数据后,需要对数据进行分析和处理。同时还可以根据用户的设置要求存储历史数据。测试平台的数据处理流程如图3所示。
在开发储能逆变器测试软件平台时,采用了三层结构体系,包括应用层、业务逻辑层和控制层,有利于软件的开发。
2.2谐波检测算法
2.3效率计算方法
2.4高速通信协议
3.测试平台模块的实现
3.1数据采集模块的实现过程如下:
电压电流传感器→信号调理电路→AD→DSP。传感器将强电信号转换成弱信号,通过AD采集数据,通过以太网发送到测试平台。
在本系统的设计中,数据采集模块主要通过AD公司的8通道、16位芯片AD7606对输入信号进行采样,使所有通道的采集速率达到200kSPS。
3.2以太网通信模块的实现过程如下:
数据采集模块→DSP→RTL→储能逆变器测试软件平台。测试软件平台的数据传输采用工业以太网,数据采集模块中的数据通过DSP传输到以太网的控制器,以太网传输到测试平台。
上下位机之间的数据通信使用RTL8019AS。该控制器电路简单,操作方便,通信速率高,能够满足平台的设计要求。
3.3谐波检测模块的实现采用radix -2FFT算法实现。
通过蝶形运算,完成了FFT算法的谐波检测和分析。有效值计算模块的实现将DC和AC加到同一个电阻上,通过车流量的周期使DC和AC的热量相等,从而得到车流量的有效值。
4.结论
储能逆变器测试软件平台的设计主要是针对储能逆变器开发的测试软件,也可以应用于其他逆变器进行调试。
通过对谐波检测算法的分析,得出了抑制频谱泄漏的原理,对进一步提高测试平台的实时性具有重要作用。
通过对各模块功能实现的分析,得出可以利用C++设计储能逆变器测试软件平台,完成谐波分析、检测、采集、计算、显示和存储等功能,验证了设计方案的可行性。