安捷伦 PE7900 蓄电池仿真系统方案
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含蓄电池储能的光伏并网发电系统的建模与仿真董旭柱1,雷金勇1,饶宏1,黄晓东2,刘怡1,李鹏3(1.南方电网科学研究院,广州 510080;2.南方电网调峰调频发电公司,广州 510630;3.天津大学电力系统仿真控制教育部重点实验室,天津 300072)摘要:光伏发电是指利用光伏电池板将太阳光能转化为电能的直接发电方式。
近年来,太阳能光伏发电已成为一种重要的分布式发电形式。
与此同时,光伏发电受光照和温度等外界条件的影响较大,其功率输出具有较强的间歇性和随机性,因此实际中通常需要配置一定的储能装置以改善整个系统的动态和静态特性。
通过对光伏-蓄电池混合发电系统进行暂态建模与仿真研究,分析了储能在光伏发电中的作用。
关键词:光伏发电;储能技术;混合仿真系统;最大功率点追踪;建模Modeling and Simulation of Grid-connected HybridPhotovoltaic/Battery Distributed Generation SystemDONG Xuzhu1, LEI Jinyong1, RAO Hong1,HUANG Xiaodong2, LIU Yi1, LI Peng3(1.Electric Power Research Institute, CSG, Guangzhou 510080, China; 2.China Southern Power GridPower Generation Company, Guangzhou 510630, China; 3.Key Laboratory of Power SystemSimulation and Control of Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China)Abstract: Photovoltaic (PV) generation is the technique which uses photovoltaic cell to convert solar energy to electric energy. Nowadays, PV generation is developing increasingly fast as a renewable energy source. However, the disadvantage of PV generation is intermittent for depending on weather conditions. Thus, the battery energy storage is necessary to help to get a stable and reliable output from PV generation system for loads and to improve both steady and dynamic behaviors of the whole generation system. The paper analyses the role of energy storage in photovoltaic generation system based on the modeling and simulation of grid-connected hybrid photovoltaic/battery distributed generation.Keywords: photovoltaic generation, energy storage technology, hybrid simulation, maximum power point tracking, modeling作者简介:董旭柱(1970—),男,陕西人,高级工程师,博士,从事智能电网方面的研究和管理工作;E-mail: dongxz@1 引言寻求新型能源、实现洁净无污染且可再生发电,是人类社会持续健康发展的迫切需求。
电池测试系统方案摘要本文介绍了一个电池测试系统的方案。
该系统旨在对电池进行各种测试,以评估其性能和可靠性。
文中对系统的需求分析、设计方案、测试流程和系统架构进行了详细的介绍。
引言电池作为储能设备在现代社会中起着重要作用。
然而,电池的性能和可靠性对其安全及使用寿命具有重要影响。
因此,对电池进行全面的测试是非常必要的。
本文提出了一个电池测试系统方案,旨在实现对电池进行各项测试以保证其性能和可靠性。
系统需求分析在设计电池测试系统之前,需要首先进行系统需求分析,明确系统的功能和性能要求。
电池测试系统的主要需求如下:1.可以对不同类型的电池进行测试,包括锂电池、铅酸电池等;2.能够进行电池的容量测试,精确度在±5%以内;3.具备对电池的内阻进行测试的能力,测试精度在±2mΩ以内;4.能够对电池进行循环充放电测试,记录和分析电池的循环寿命;5.具备对电池进行温度测试的能力,测试范围在0℃-60℃;6.支持对电池测试数据进行存储和导出,方便后续数据分析。
系统设计方案根据系统需求分析,可以设计出如下的电池测试系统方案:1.系统硬件设计:–采用多通道的电流电压传感器,实现对电池容量的测试和循环充放电测试;–配备高精度的内阻测试仪,对电池的内阻进行测试;–使用温度传感器,实现对电池温度的测试;–配备高性能的数据存储设备,用于存储测试数据。
2.系统软件设计:–开发测试控制软件,实现对电池测试设备的控制和数据采集;–开发数据分析软件,对测试数据进行分析和处理;–设计用户界面,方便用户输入测试参数和查看测试结果;3.系统集成设计:–对系统硬件进行集成,确保各个组件的稳定和可靠性;–将软件部分与硬件部分进行集成,实现整个测试系统的功能。
测试流程电池测试系统的测试流程如下:1.参数设置:用户通过测试控制软件设置测试参数,包括电池类型、测试电流、循环充放电次数等;2.连接电池:连接待测试的电池到测试设备;3.测试执行:启动测试控制软件,系统开始执行电池测试流程;–容量测试:测试设备通过向电池充放电,并记录电池的电流和电压,计算电池的容量;–内阻测试:测试设备通过施加恒流或恒压,测量电池的电压变化,计算电池的内阻;–循环充放电测试:测试设备对电池进行循环充放电,记录电池的充放电容量以评估其循环寿命;–温度测试:测试设备通过温度传感器监测电池的温度变化;4.数据处理:测试控制软件将测试数据保存到数据存储设备中,并进行相应的数据分析和处理;5.结果展示:测试控制软件将测试结果以报告的形式呈现给用户;6.报告生成:通过数据分析软件,将测试结果生成报告并导出。
变电站仿真系统技术及服务方案SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-变电站仿真软件技术规范书(此图为三维仿真图,非现场照片)目录1前言 (1)1.1概述 (1)1.2系统设计目标 (1)1.3仿真系统的特点 (1)2仿真对象 (4)2.1变电站仿真对象 (4)3仿真范围及仿真程度 (4)3.1控制及保护系统(虚拟表盘) (4)3.2一次设备及其就地操作系统 (5)3.3变电站主要设备仿真 (5)3.4三维交互式虚拟现实场景仿真 (8)3.5防误闭锁装置 (9)4变电站仿真系统功能 (9)4.1日常操作、监视培训 (10)4.2事故处理培训 (11)4.3培训评价考核系统功能 (13)4.4教练员台功能 (14)4.5学员机功能 (15)5系统运行指标 (16)5.1稳态运行指标 (16)5.2动态运行指标 (17)5.3仿真机实时性指标 (17)5.4系统资源充裕度指标 (17)5.5系统可靠性指标 (17)6售后服务 (18)6.1保修期内的服务 (18)6.2保修期后的服务要求 (18)7资料、文档及软件介质 (18)8培训 (18)8.1培训内容 (18)8.2培训效果 (19)8.3培训方式 (19)1前言1.1概述变电站仿真系统的总体设计遵循原理性、实用性、先进性的基本原则,达到仿真范围广、功能齐全、操作灵活、实用真实、技术先进、性能优异、运行稳定,具有21世纪国内领先水平。
我们的仿真系统的数学模型是以暂态计算为基础,是完全建立在物理机理之上的全动态数学模型,从而可以完整、严格、精确地对现场各种行为进行实时仿真。
1.2系统设计目标本仿真系统能满足变电站运维人员的培训和技能考核的需要。
同时具有适应当前电力系统自动化技术发展的要求,并达到变电站仿真系统当前国内发展的领先水平。
1.3仿真系统的特点为保证本仿真系统的先进性和实用性,本系统将采用以下决定仿真系统技术水平的关键技术:1.数学模型和各仿真模块具有良好的鲁棒性在切换运行状态、进行倒闸操作和发生事故的情况下,能保证系统的连续运行,即使发生误操作也不会造成系统崩溃。
蓄电池单体智能监测系统实现方案讨论2019年4月11日蓄电池在机房数据中心领域是一个故障高发点和难点。
蓄电池鼓胀、短路、漏液,严重时导致起火,造成的损失令人触目惊心。
国内外多个数据中心机房均有蓄电池起火事故的惨痛教训。
那么,如何防患于未然?UPS主机或直流电源自带的蓄电池监测系统很难完成此项重任。
这些常规监测系统通常只能监控整组蓄电池的电压、电流和环境温度。
对于每节蓄电池单体的温度、电压和电流以及关键的蓄电池内阻值无法做到在线监测,所以不能做到实时监测和提前预警。
由于蓄电池长期处于浮充状态时,测得的蓄电池端电压是一个浮充电压,故障蓄电池和正常蓄电池的端电压没有明显区别,在蓄电池浮充期间,只监测蓄电池电压和电流,无法在线检测出故障蓄电池。
只有在蓄电池放电时,故障蓄电池的端电压将急剧下降。
同一型号、同一批次的蓄电池内阻值,在使用初期,参数往往相近,当蓄电池老化或故障(比如开路、短路、蓄电池端子虚接)时,其内阻值会发生显著变化。
所以,通过监测蓄电池内阻值的相对变化,就可以实现蓄电池故障提前预警。
由此可知,在线监测单节蓄电池的内阻和温度才是重中之重和关键。
有关标准在这点上均有明确要求:国标GB-50174《电子信息机房设计规范》文件中要求A级机房监测每一节蓄电池的电压、阻抗和故障数据。
美国电信联合会TIA942标准中要求Tier4机房必须配置在线自动检测系统,监测每节蓄电池电压、温度和内阻。
智能蓄电池单体监测系统历经三代的发展。
第一代蓄电池单体监测系统只检测蓄电池电压和电流,只能在蓄电池放电情况下,通过检测蓄电池端电压发现故障蓄电池;第二代集中式监测系统除了具备第一代系统功能外,还可以监测蓄电池内阻。
第二代采用集中式采集结构,基本能判断单个蓄电池故障。
集中式通常采用非插拔式端子,故障发生时更换不易,接线繁琐容易出错,端子密集可能导致接线混乱和累积成高危险电压;第三代采用分散模块化结构,可以监测单节蓄电池的电压、内阻、温度等。
1.项目背景1.1概况及目标目前作为虚拟现实及增强现实应用基础的电力三维模型大多停留在外观仿真,缺乏对电力设备真实尺寸与电气信息的应用,制约了 VR/AR 培训或是生产上的应用。
三维变电站仿真项目开发周期长、专业性强,缺乏一种快速构建三维变电站的方法。
变电站数据来自于多个不同的数据管理系统,在时间维度和空间维度上相互孤立,同时显示形式不形象、不直观,二维平面和杂多的数字累积是枯燥乏味的,三维仿真变电站应发挥其空间感强的优势。
现阶段电力行业的 VR/AR应用更多的是针对虚拟信息的显示,缺乏与真实世界的联系,需在之前的 VR/AR 科技项目基础上,继续探索电力行业的 VR/AR 应用与现实世界的进一步融合方式。
本项目拟开发一套变电站仿真培训系统,通过配置220kV、500kV变电站与实训变电站完全一致,实现变电站虚拟作业场景及三维设备模型的自动生成,实现培训任务可配置,增加了培训的灵活性;通过检修评价模型的建立,实现对受训人员在仿真培训系统上的应用效果更为全面客观的考核,提高了培训的有效性;通过网络缓存机制的建立,降低了仿真培训系统运行延迟,提高了培训效率。
对于变电专业人员,按照设备检修相关岗位,进行任务分解;对检修人员,系统提供变电站重要设备的三维拆卸组装演示以增加其对设备结构的了解,改进和完善检修工艺。
检修人员在进行现场检修前可以通过系统获取工作现场的危险点信息,以提前做好安全措施。
基于沉浸式虚拟技术为变电站仿真系统构造虚拟环境,大大提高变电站场景的真实感和沉浸感,为变电站全业务仿真系统带来技术上的飞跃。
1.2研究成果及服务内容(1)开发一套变电站岗位仿真培训软件系统,覆盖220kV、500kV等不同电压等级的变电站典型作业项目,模拟变电站岗位项目作业流程,实现基础教学、仿真操作、资料查询等基本功能;(2)构建基于200kV、500kV各种电压等级电网主流厂家电力设备零部件的三维模型系统一套;(3)通过岗位评价模型的建立,实现对受训人员在仿真培训系统上的应用效果更为全面客观的考核,提高了培训的有效性;通过网络缓存机制的建立,降低了仿真培训系统运行延迟,提高了培训效率。
蓄电池实施方案
蓄电池是一种能够将电能转化为化学能并储存起来的设备,它在现代社会中扮
演着重要的角色。
蓄电池实施方案的制定和执行对于保障电力系统的稳定运行和提高电能利用率具有重要意义。
本文将从蓄电池的选型、布局、运维和更新等方面进行详细介绍,以期为相关工程技术人员提供参考和借鉴。
首先,蓄电池的选型是蓄电池实施方案中至关重要的一环。
在选择蓄电池时,
需要考虑到其容量、充放电效率、寿命、安全性等因素。
不同的应用场景需要选择不同类型的蓄电池,比如铅酸蓄电池、锂离子电池、钠硫电池等,需要根据具体情况进行选择。
其次,蓄电池的布局也是需要认真考虑的问题。
合理的蓄电池布局可以提高系
统的效率和安全性。
在布局时需要考虑到蓄电池与电力系统的连接方式、布置位置、通风散热、防火防爆等因素,以确保蓄电池的安全运行。
运维是蓄电池实施方案中不可或缺的一环。
定期的检测、维护和管理可以延长
蓄电池的使用寿命,提高其性能。
同时,及时发现和处理蓄电池存在的问题也可以减少事故的发生,保障电力系统的稳定运行。
最后,蓄电池的更新也是蓄电池实施方案中需要考虑的问题。
随着科技的不断
发展,蓄电池的性能也在不断提升,因此及时更新蓄电池可以提高电力系统的效率和安全性,降低能源消耗。
总之,蓄电池实施方案的制定和执行需要全面考虑蓄电池的选型、布局、运维
和更新等方面的问题,以确保电力系统的稳定运行和提高电能利用率。
希望本文的介绍能够为相关工程技术人员提供一些参考和借鉴,推动蓄电池实施方案的不断完善和提高。
电池质保仿真方法Battery warranty simulation methods are essential for ensuring the safety and reliability of battery systems. 电池质保仿真方法对于确保电池系统的安全性和可靠性至关重要。
These methods involve using mathematical models and simulations to predict the performance and durability of batteries under various operating conditions. 这些方法涉及使用数学模型和仿真来预测电池在各种工作条件下的性能和耐久性。
By doing so, manufacturers and researchers can better understand the factors that affect battery degradation and develop strategies to improve battery lifespan and performance. 通过这样做,制造商和研究人员可以更好地了解影响电池衰减的因素,并制定改善电池寿命和性能的策略。
One important aspect of battery warranty simulation methods is the use of accelerated aging tests. 电池质保仿真方法的一个重要方面是使用加速老化测试。
These tests involve subjecting batteries to extreme conditions, such as high temperatures and fast charging/discharging cycles, to mimic the aging process over a shorter period of time. 这些测试涉及将电池置于极端条件下,如高温和快速充放电循环,以模拟在更短时间内的老化过程。
摘要:随着科技的飞速发展,虚拟仿真技术已经广泛应用于各个领域,如教育、军事、医疗、工业设计等。
虚拟仿真系统作为一种重要的技术手段,可以有效地模拟现实世界,为用户提供沉浸式体验。
本文将针对虚拟仿真系统的需求,提出一种解决方案,旨在提高系统的性能、稳定性和用户体验。
一、引言虚拟仿真系统是指利用计算机技术,通过虚拟现实、增强现实等技术手段,模拟现实世界或构建虚拟环境,为用户提供沉浸式体验的系统。
随着科技的不断进步,虚拟仿真系统在各个领域中的应用越来越广泛,其对性能、稳定性和用户体验的要求也越来越高。
二、虚拟仿真系统解决方案概述本方案旨在解决虚拟仿真系统在性能、稳定性和用户体验方面的需求,主要包括以下几个方面:1. 硬件配置优化2. 软件系统设计3. 网络通信优化4. 交互设计优化5. 安全性设计三、硬件配置优化1. 计算机系统选择高性能的计算机系统,如高性能处理器、大容量内存、高速硬盘等,以满足虚拟仿真系统的运行需求。
2. 显卡选用具有高图形处理能力、支持高性能渲染的显卡,如NVIDIA GeForce RTX系列显卡,以提供高质量的视觉效果。
增加显存容量,以满足虚拟仿真系统对图形资源的处理需求。
4. 存储设备采用高速存储设备,如固态硬盘(SSD),提高数据读写速度,减少系统延迟。
5. 输入设备选用高精度、响应速度快的输入设备,如专业游戏鼠标、键盘等,以提高用户交互体验。
四、软件系统设计1. 操作系统选用稳定的操作系统,如Windows 10或Linux系统,以确保系统稳定运行。
2. 虚拟现实引擎选择具有高性能、易用性的虚拟现实引擎,如Unity、Unreal Engine等,以实现高质量的虚拟仿真效果。
3. 模块化设计采用模块化设计,将系统分为多个功能模块,如场景渲染、物理引擎、音频处理等,便于系统扩展和维护。
4. 代码优化对系统代码进行优化,提高运行效率,降低资源消耗。
五、网络通信优化1. 传输协议采用高性能、低延迟的传输协议,如TCP/IP、UDP等,确保数据传输的稳定性和实时性。
动力电池的电动汽车驱动系统仿真与优化设计随着电动汽车市场的快速发展,动力电池的性能和稳定性对电动汽车的性能和续航里程至关重要。
为了实现高效、可靠、安全的电动汽车驱动系统,仿真与优化设计成为一项重要的工作。
本文将从仿真工具的选择、关键参数的优化以及系统设计的优化三个方面进行论述。
一、仿真工具的选择在动力电池的电动汽车驱动系统仿真与优化设计中,首先需要选择合适的仿真工具。
目前,常用的仿真工具有MATLAB/Simulink、LabVIEW、AMESim等。
这些工具具有模块化、可视化的特点,适用于复杂系统的建模和仿真。
二、关键参数的优化为了实现电动汽车驱动系统的优化设计,需要优化关键参数,提升整个系统的性能。
关键参数包括动力电池的容量、电池充放电性能、电机的效率以及控制策略等。
通过建立数学模型,利用仿真工具对这些参数进行优化,可以提高电动汽车的续航里程、加速性能、能量利用率等关键指标。
三、系统设计的优化在动力电池的电动汽车驱动系统设计中,需要考虑动力电池与电机、控制系统之间的匹配和协调。
一方面,电机的选型和控制策略需要与动力电池的特性相匹配,以充分发挥电机的性能。
另一方面,电动汽车的整车控制系统也需要与电池、电机相协调,确保驱动系统的稳定性和安全性。
通过仿真与优化设计,可以找到最佳的匹配方案,提升整个系统的效能。
综上所述,动力电池的电动汽车驱动系统仿真与优化设计是电动汽车技术发展的关键环节。
选择合适的仿真工具、优化关键参数和系统设计的协调配合,可以实现电动汽车驱动系统的性能提升和能耗优化。
通过不断改进与优化,电动汽车的发展前景将更加广阔。
安捷伦PE7900蓄电池仿真系统方案 安捷伦电源与能源工厂孙川
系统概述 安捷伦蓄电池仿真系统是基于安捷伦APS高性能电源为基础开发的专用蓄电池测试和仿真系统。为客户提供全面的蓄电池性能测试,电池数据分析,电池模型提取和电池特性仿真功能。系统既可以用于验证蓄电池各项指标,完成全面的电池性能测试,也可以用于电池特性仿真,模拟真实电池对电池控制单元的性能进行测试。有效的避免了使用真实电池可能造成的安全问题,并大幅度提高了测试速度和效率。
*APS (Advance power system),安捷伦全新高性能电源系统,其中包括N6700/N7900两个系列的高性能双象限直流电源
安捷伦蓄电池仿真器系统主要包括三部分的功能:
蓄电池充放电测试和数据记录:根据蓄电池的充电、放电要求对蓄电池进行充放电测试,同时采集整个过程中蓄电池的端电压,电流,内阻,电量等信息。记录完整充电或放电周期的数据,验证电池容量,充、放电时间等信息。记录下来的图形和原始数据可以保存下来,为后续的电池模型建立提供数据。 图1. 锂离子电池充电、放电全过程数据记录(包含电压,电流,电量,内阻曲线)
为蓄电池建立数据模型:根据采集到的真实电池充电或放电数据(包含一个完整的充电或放电周期),可以为蓄电池建立电池模型,模型中包括电量与电池内阻关系,电量与电池端电压关系,以及充电、放电电流与电池端电压关系。PE7900的配套软件可以根据之前记录的一条完整的充电或放电曲线数据,自动建立电池模型,并保存起来。同时,用户也可以单独对数据模型进行编辑修改,或者自己建立全新的电池模型数据,用来表征不同种类,不同型号的蓄电池。
图2. 根据实测电池数据建立的蓄电池模型 蓄电池仿真功能:根据之前建立的蓄电池模型,用户可以使用PE7900系统代替真实蓄电池,进行测试。软件分为静态仿真模式和动态仿真模式。在仿真开始前,先选择事先建立好的蓄电池模型,可以任意设定蓄电池的起始开路电压Voc,蓄电池内阻R和蓄电池电容量C,模拟蓄电池在不同状态,不同连接,以及不同负载条件下的工作情况。
在静态模式下,蓄电池仿真器的开路电压值始终保持在设置的初始位置,电池电量与电池开路电压保持不变,用户可以随时改变电池开路电压设置值,用于测试待测件(电池管理器)与不同荷电条件下的电池连接之后的工作状况。 图4.静态模式下电池端电压随充电电流变化而波动 动态模式下,蓄电池仿真器的开路电压和电量随充、放电过程而变化。系统通过查表方式,根据当前负载情况和电量情况,设置输出电压,同时记录充、放电电流,电池端电压,电池开路电压和电池电量等信息。修改电池容量的一个好处是,可以根据测试要求,加快或放慢充、放电速度,为测试提供灵活性。而可变的电池内阻可以仿真不同导线长度,不同夹具对电池输出端电压的影响。
图5.动态模式下,充电过程中的电压、电流和电量曲线 图6.蓄电池仿真器配合电池充放电控制单元的实测结果(恒流转恒压充电)
安捷伦PE7900蓄电池仿真系统的特性和优势: 系统体积小,配置灵活,重复利用率高: PE7900系统基于安捷伦高性能电源系统APS组成,可以根据用户的需要,通过添加或去除电源,改变电池仿真器的输入和输出功率,最大充、放电电流。APS系列电源包含1KW或2KW电源主机,以及1KW功率耗散器。用户可以自行选择组合,用以仿真不同功率,不同电流范围的蓄电池。其功率覆盖范围从几十瓦到几十千瓦,可以大幅度提高系统的重复利用率。
图4. 1000W和2000W的APS直流电源外观 APS系统电源体积小,集成度高,在4U(17.6厘米)的机柜高度内可以集成2000W电源功率输出,以及2000W负载吸收能力。以80V,25A,2000W的APS系列电源为例,在一组1.6米(32U)高度的系统机柜中,最多可以集成充、放电功率高达16KW的蓄电池仿真系统,其充电、放电电流范围可以达到+/-200A。
充放电自由切换,真正达到蓄电池工作效果: 与传统的蓄电池仿真器结构不同,安捷伦新一代蓄电池仿真器不再使用分立的电源和电子负载搭建。在PE7900系统中使用最新的双象限电源,可以在充电、放电状态间进行无缝切换。与传统的通过电源与电子负载组合搭建电池仿真器方案不同,PE7900系统不会出现输出死区,供电中断,或电压电流跳变和冲击等现象。充、放电切换过程中,系统电压过渡平顺,完美贴合真实蓄电池的工作效果。
其原理是APS系列电源配合功率耗散器附件,可以真正实现双象限电源的工作模式。当外部设备输出电压高于电源设定电压时,电源呈现负电流状态,功率流入耗散器中变为热量耗散。当外部电压低于电源设定电压时,电源输出正电流,向外输出功率。
图5. APS电源(下方)与功率耗散器(上方)的连接方式,外部设备与电源输出端(红/黑色部分接线端)直接连接。当电源工作在负电流状态时,进入电源的功率将通过单独的功率线(红黑色)传入耗散器中,并形成热量发散到环境中
创新的无缝量程切换功能,电流测量精度远高于同类产品 安捷伦独有的无缝量程切换功能使电源对电流的测量精度大幅度提升,APS电源可以根据输出或者吸收电流的大小,实时切换量程,选择精度最高的量程进行测量,使动态电流的测量能力大幅度加强。例如,2000W功率的APS电源的小电流测量精度达到百微安级别。量程切换不会造成时间损耗和数据丢失,电压电流采样率可以始终维持在最高200KHz的速度连续采样记录。
电量和功率的测量: 系统内置电流和功率积分功能,可以随时读取充电或放电的电量数据。APS系列电源可以连续以200KHz的速度采集输出电流值,并在时间轴上对该电流值进行积分,连续获取充电、放电电量,电量计算精度高达0.1%。因此在充放电测试中,可以随时读取电量值以了解电池的充放电情况。在蓄电池仿真模式下,则可以随时显示电池现存电量和已经消耗的电量。由于电流测试精度和采样速率都远远高于其他同类电源产品,使得电量测试精度达到前所未有的高度。
电源在输出端带有两个同步AD转换器,可以同时采集电压和电流值,因此也可以实时计算和显示输入、输出功率。同理,也可以对功率进行积分计算瓦特时。由于采集精度和采样速率都达到系统电源的最高水平,因此电量和功的计算数据也同样可信,为电池容量验证提供了可靠的数据依据。
电池内阻的测量和仿真功能: 在使用PE7900系统对真实电池进行充、放电测试过程中,可以选择使用脉冲电流法间隔测量电池内阻,得到蓄电池内阻随电池容量变化曲线。在建立电池模型时,可以将电池内阻数据纳入电池模型中,建立电池内阻与电量的相对关系。
同样,在蓄池仿真功能中,可以通过设置蓄电池内阻,模拟出在不同冲电、放电电流下,电池端电压由于内阻影响而产生的波动。电池模型中的电池内阻可以是固定值(在整个充放电过程中内阻保持不变),或者内阻随电池电量而变化,也可以为电池内阻曲线增加偏置,模拟由于连接线和夹具产生的固定电阻偏置。这将更加真实的体现出蓄电池在使用过程中的实际效果。在静态仿真和动态仿真中,都可以设置电池内阻。在为蓄电池仿真器设置内阻R后,安捷伦APS电源内置的电池内阻仿真功能,可以使蓄电池仿真器输出端电压Vterm与电池开路电压Voc之间的关系自动满足Vterm = Voc - I * R,其中电池充电时I为负值,放电时I为正值。
图6. 脉冲电流条件下(绿色为蓄电池仿真器放电电流曲线),PE7900系统输出电压会随电流产生波动(红色曲线),该波动的幅度值由设置的内阻R和放电电流I值决定,实际效果与真实蓄电池一致
优异的瞬态响应特性: 瞬态响应是指当负载产生阶跃变化时,电源输出端瞬间出现的电压上冲或跌落现象。相对于传统的实验室电源,蓄电池的瞬态响应几乎为零,这是由于蓄电池内阻较小,输出电压几乎全部加载在被供电设备端,因此真实电池的输出电压受电流影响要小得多。
PE7900系统中使用的安捷伦高性能电源系统APS,其瞬态响应速度远远高于传统实验室电源,以80V,25A,2000W电源为例,当负载从0突然跳变到输出能力的50%时(0A~12.5A),瞬态响应的恢复时间在100uS以内。其指标远远优于其他品牌电源毫秒级的恢复时间。出色的瞬态响应指标使PE7900系统的输出电压更加平稳,电压过冲与跌落现象被大幅度减弱。这除了可以更加真实的仿真蓄电池的实际输出效果,也可以更加有效的保护被供电设备,减小瞬态响应造成的电压冲击。
图7. 2000W APS电源在负载产生6.25~12.5A电源跳变时,电源输出电压的变化。可以看到在50us的时间内,输出电压就恢复到正常值
完备的保护功能: 为保护用户的待测件免受损害,PE7900系统除了提供高响应速度的过压(欠压)保护,过流保护以及过温保护功能外,还提供用户自定义保护功能,可以根据用户设定的条件进行比较(如电压、电流、功率、电量范围,电源工作状态等),满足条件时立即开启保护,终止电源输出,并断开与被测设备的连接。
系统内每台电源都配备输出端断路继电器,可以随时将蓄电池仿真器与被测设备从物理上完全隔离,防止系统输出端对被测设备产生影响。系统中多台电源之间可以实现1对多的保护触发。当其中任何一台电源出现异常情况时,可以触发系统中所有电源切断输出并断开输出端继电器。另外电源还内设有补偿端(+/-Sense端)断路检测功能,可以防止由于Sense线接触不良或断开导致的输出电压漂移的情况。
系统内部还设有黑盒子记录器供能,可以24小时不间断记录蓄电池仿真器的工作状态,输出情况和保护情况,以及所有前面板操作和接收到的外部控制指令。一旦供电系统出现异常情况,这些数据可以随时调出,用以进行故障分析和排查。
开放的对外编程接口: PE7900蓄电池仿真器提供GPIB,USB和LAN接口用于上位机编程连接。提供完整的SCPI指令库和IVI-COM驱动程序用于系统功能控制。
PE7900蓄电池仿真器作为完整的系统方案,除了可以通过软件前面板进行蓄电