电负荷模拟器的概述

电负荷仿真的概念涉及控制电力电子转换器，使得行为类似于实际电气负载的行为。例如，电压源逆变器（VSI）可以模仿感应机[1]。在不同情况下，使用负载模拟器的使用至关重要。它有助于分析在各种负载条件和环境下将多台机器连接到网格的可行性。的部分是，这可以在没有任何机电机械的情况下完成。负载模拟器可以提供负载特性来验证控制算法和逆变器设计。因此，这是在实验室环境中验证逆变器的更灵活的平台。

可以使用电压源逆变器（VSI）进行不平衡的三相四线负载设置，然后是LCL滤波器[2]。负载能够吸收和供电。在波动的电压水平下，研究了模拟器的不同负载条件，并且还验证了再生将功率恢复到转换器的能力。然后，可以根据这些负载的性质在不同条件下调整控制器，以在不同的条件下注入所需的参考电流值。通常，PI和PID等线性控制器在控制由电动驱动器驱动并在大多数工业过程中使用的非线性载荷方面不是很有效[3]。为了这一空白，需要合并自适应，鲁棒和智能的非线性控制方法来设计合适的控制器，并且只有使用准确的非线性负载模拟器才有可能。

在电气负载模拟器上工作

负载仿真的关键目的是为实际的电气负载设计功率界面。它通过实时以多个功率级别实时模拟负载来促进系统验证时可以控制电源转换器。负载仿真的两个重要方面包括对仿真目标的准确建模和设计有效的控制器[4]。电荷载模拟器的样品示意图如图1所示。

图1：电荷仿真器的样品示意图

呈现的负载仿真器配置具有三相网格或三相电压源逆变器（VSI）作为电源。电源电压的相位角对于准确的操作至关重要，并使用相锁环（PLL）方法跟踪。电源的三相电压是PLL的输入，并产生与电源频率相同频率的正弦信号。实施负载仿真使生命算法生成要绘制的所需电流以模仿实际的负载并用作系统的主要组件。然后，控制系统确保VSI绘制或供应电流接近所需的当前参考。

由于负载模拟器VSI模拟了电载荷的行为，因此必须根据负载特性绘制或源源。为此，通过LCL过滤器将VSI连接到电源，这是接口阻抗。带有LCL滤波器的模拟器接口如图2所示。

图2：使用LCL滤波器的模拟器接口

为了完成功率的采购和下沉，在图1中说明了背对背的VSI拓扑，其中一个用作相对于另一个的反向功率流转换器。需要两个控制器来实现所需的系统行为，并且反向功率流转换器以当前控制模式进行控制，以确保双向功率流，同时在这些背对背转换器之间保持DC-Link处的恒定电压。主VSI通过控制策略来控制，反馈控制器是线性二次调节器（LQR）。