基于DSPACE的光伏逆变器控制仿真与实现(3)
图1.2 并网光伏发电系统
由于没有蓄电池，不需要对蓄电池充放电控制器和蓄电池进行文护，降低了成本，同时因为蓄电池在充放电过程中有一定能量损耗，所以该系统也减少了能量损耗。相比于独立型系统，并网系统中太阳能电池方阵能始终在最大功率点处工作，系统的发电效率较高，并且更加可靠和稳定。
（3）混合型光伏发电系统
与独立型光伏发电系统比较，混合型系统多了补充发电设备和整流环节，系统结构如图1.3。如果太阳能电池方阵发电量或蓄电池储存电量不够，补发充电设备工作，通过整流给蓄电池供电，再给直流负载供电，或者直接给交流负载供电。因此，发电系统更加稳定和可靠。该系统的缺点是，增加了额外的设备，系统更复杂，同时成本提高。
图1.3 混合型光伏发电系统
通过以上的分析，不管是哪一种发电系统，逆变电源都是不可或缺的重要组成部分。独立性光伏发电系统为小规模发电系统,便于搭建平台进行研究和实验;此外独立型光伏发电系统也包括完整的逆变电源系统,对其逆变电源系统的研究成果可以移植到其他类型的光伏发电系统中。因此，本文主要针对独立型光伏发电系统，分析逆变电源的控制策略。
1.3 DSPACE实时仿真系统介绍
dSPACE实时仿真系统是一套软硬件工作平台，基于MATLAB/Simulink进行控制系统开发，能够实现半实物仿真。dSPACE实时仿真系统具有高速的计算能力，能够快速实现同步，实时性高；其硬件系统包含有大量I/O接口，用户可以进行组合使用，便于扩充；其软件系统可以实现模型代码转换，下载运行，和实时调试试验，功能完善，使用便利。dSPACE的主要功能是快速控制原型验证和进行半实物仿真。
（1）RCP(Rapid Control Prototyping)— 快速控制原型
dSPACE具有建立模型、设计修改、实时仿真测试的功能。在设计控制系统时 ，可以先基于MATLAB/Simulink建立仿真模型，进行仿真调试；然后，将所要控制的硬件系统与dSPACE相连，将控制系统的模型转化成代码，进行实时仿真和测试。在设计时，可以反复修改设计，以达到想要的实验效果。
使用快速原型控制技术，可以大大降低开发成本，提高设计的准确性。将dSPACE硬件系统与所要控制的硬件单元相连接，研究不同的控制方法，不同的参数对控制系统的影响，实时修改，反复试验，确定合理的控制方案和参数设计。在设计硬件产品时，根据快速原型控制时设计的控制系统进行设计和调试，最终得到优化的硬件产品。RCP的关键功能就是可以将仿真模型自动转化成代码并下载到dSPACE硬件系统中，实现快速的原型控制。
（2）HILS(Hardware-in-the-Loop Simulation)—半实物仿真
当完成硬件产品的设计开发，已形成产品型控制器，需要对该控制器进行详细的测试。但是有些测试在现实环境中难以进行，或者测试成本非常昂贵，比如说汽车防抱死装置（ABS）控制器的小摩擦测试要在有积雪的路面上进行，那么这种测试受到天气的限制，必须在冬天下雪时进行。然而，dSPACE的半实物仿真可以很好地解决这种问题。
（3）dSPACE开发流程
dSPACE作为一个高度集成的系统，为实现快速原型控制和半实物仿真提供了一套计算机辅助控制系统设计的工具CDP（ Control Development Package ）。
CDP 主要基于下列工具：
MathWorks 公司 Simulink ：用来进行模型的离线仿真
MathWorks 公司 Real-Time-Workshop: 用来从模型生成C代码
dSPACE 公司 Real-Time Interface (RTI): 用来产生与硬件系统相关的代码，使代码可以在单处理器 / 多处理器目标系统中运行
下一篇：基于遗传算法的配电网无功优化