基于并網逆變器混合實時仿真系統的PWM脈沖寬度誤差分析與建模

尹晨旭 ，劉 邦，熊 璇 ，皮一晨，孫建軍 ，查曉明

（1.武漢大學 電氣工程學院，湖北 武漢 430072；2.國家電網湖南省電力公司檢修公司，湖南 長沙 410015）

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近年來，隨著混合實時仿真技術的發展，其在電力電子領域應用也更加廣泛，而混合實時仿真技術也因此受到越來越多人的關注。混合仿真技術［1-2］又稱為硬件在環 HIL（Hardware-In-the-Loop）仿真，在電力電子裝置測試、新能源并網和電力系統試驗研究等領域發揮著重要作用。根據接口特點［3］，HIL分為控制器硬件在環CHIL（Controller HIL）和功率硬件在環PHIL（Power HIL）。CHIL在電氣工程中主要應用于繼電保護裝置測試與電力電子裝置控制器性能測試［4-5］等，它大幅降低檢測費用與檢測風險，保證控制器安全可靠地投入運行。但當前CHIL系統還存在一些問題：CHIL系統的數據傳輸、轉換和采樣等過程產生的延時作用［6］，影響了仿真的穩定性與精度；當開關動作周期接近于仿真步長時，實時仿真器產生PWM觸發脈沖寬度誤差，從而導致開關動作延時，影響仿真精度，而目前對這方面的研究還比較少。

由于CHIL仿真存在數據傳輸、數據轉換、數據采樣、數據處理等延時環節，數字仿真器數字采樣環節產生的PWM脈沖寬度誤差造成數字仿真器中的逆變器模型開關延時動作［7-8］，導致逆變器開關動作延時，對帶寬要求較高和開關頻率較高的仿真模型穩定性與精度產生重大影響。針對這一問題，當前主要從硬件與軟件2個方面進行抑制，硬件方面，通過選用高速A/D轉換芯片和微處理器以及具有相位補償功能的互感器，可以有效降低系統采樣和數據計算等環節造成的延時，但是會大幅提高成本；……