硬件在环（Hardware-in-the-Loop,HIL）是一种用于实时嵌入式式系统的开发和测试技术。简单来说，是将真的控制器连接假的控制对象，是一种高效、低成本的测试方法。

近日，极简物控的低代码控制器的硬件在环实验设备成功应用于《新能源电力系统设计与实践》必修课程，实验课程基于低代码控制器硬件在环实验设备和Simulink平台实现，能够有效加深学生对新能源电力系统运行控制的理解，掌握硬件在环实验设备的使用方法和半实物仿真的实现手段。

在最近的一次课堂中，在校师生首次基于低代码控制器完成了微电网黑启动控制实验和光伏最大功率点的跟踪实验。

01 微电网黑启动控制实验

微电网黑启动，是指整个微电网因外部或内部故障停运进入全黑状态后，不依靠外部电网的帮助，仅通过启动微电网内部有黑启动能力的微电源逐步扩大回复范围，直至实现整个微电网回复的过程。

在本实验过程中，在硬件在环实验设备中实现控制策略，在Simulink中搭建被控对象模型，两者通过Modbus协议交互数据。

微电网由8台330kW燃机、2台500kW储能电源和1台可变负荷组成，具体的Simulink仿真模型如下。

黑启动的大概是：首先由储能电池通过VF控制建立微电网电压与频率，再根据负载功率启动并合闸相应燃机，实现微电网黑启动。

注：VF控制就是保证输出电压跟频率成正比的控制，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生，多用于风机、泵类节能型变频器用压控振荡器。

低代码控制的控制策略是基于AOE网络进行设计的，黑启动的控制策略总共由3组AOE组成，分别用于实现不同的功能。

黑启动总控制AOE：总控整个启动过程。

储能启动控制AOE：控制2台储能电源PCS启动。

燃机启动控制AOE：按照燃机启动优先级和分合闸情况发送相应的燃机启动命令，控制燃机的启动和合闸。

注：不懂AOE？可以翻看我们之前的极简教程栏目进行复习哦！

02 光伏最大功率点跟踪

本次课程通过增量电导法实现光伏最大功率点跟踪实验，光伏发电系统的simulink模型如下图所示。

光伏最大功率点跟踪的AOE策略图如下。

03 低代码控制器系统配置

完成AOE控制策略编写后，只需按如下步骤操作，即可实现控制策略。

1）打开实验系统。打开一个浏览器，并输入控制器地址，然后输入账号和密码。系统采用前后端分离的三层架构，前端图形化建模界面借鉴了Simulink仿真系统，并采用Inkscape软件绘制了网页端元件库。中层通过Python编写MDL文件的形式来实现Simulink 模型的生成。最后由高性能计算设备对模型进行仿真，解放用户侧资源。

2）上传配置文件。以上传测点配置文件为例（另外2个文件分别为：通道配置文件、AOE配置文件），单击“上传”图标，选中测点配置文件，点击“确定”即可完成上传。上传成功后界面将出现文件中相应的内容，可直接在界面上对其进行查看或编辑。

3）保存配置策略。所有文件上传完成后，单击“概览”返回主界面，点击“重置”按钮保存配置即可运行。

4）查看运行结果。运行后可以在查询项查看量测、AOE结果、告警、指令、顺序时间、日志等信息。例如，在量测界面，可以查看测点的曲线和报表。

关于具体的文件配置、通信文件设置，还可以登陆https://sgool.zju.edu.cn/solutions/LCC/LCC_IN_ACTION/book/print.html，全方位复现完整案例。

杭州极简物控科技有限公司是一家智能硬件产品研发商，公司团队和技术全部来源于浙江大学。如果您也对“低代码控制器”感兴趣，可以关注我们的“微信公众号”或登陆“杭州极简物控有限公司”查看更多产品信息，也欢迎直接联系我们或加入我们的QQ群(560683174)进行技术探讨！