一、應用背景

新能源專業的發展受到了全球新能源技術發展的推動和需求的支持，高校新能源專業的發展正逐步與新能源技術的發展趨勢相適應，致力于培養適應新能源領域發展需求的優秀專業人才。

▍專業設置多元化：高校增設多種新能源專業 培養全方位研發、設計、 應用與管理人才。

▍跨學科融合：新能源專業融合多領域知識，培養具有綜合背景的專業人才。

▍強化實踐教學：注重實驗與項目參與，提升學生動手能力和問題解決技巧。

▍國際交流合作：加強與國內外合作，拓寬學生視野，促進技術創新與應用。

▍創新創業教育：鼓勵創新思維與創業精神，推動新能源技術商業化發展。

▍可持續發展教育：融入可持續發展理念，培養具備社會責任感的新能源人才。

二、新能源實時仿真技術

新能源實時仿真技術作為一種高效、低成本的研發手段，已經成為新能源技術發展的重要支撐。新能源實時仿真解決方案可以幫助設計者更好地了解新能源產品和系統的性能和特性，提高開發效率，并減少實際測試和試驗的時間和成本。

在新能源領域，實時仿真解決方案可以應用于以下方面：

▍儲能系統優化：實時仿真評估儲能性能，優化系統的設計和控制策略，提升儲能效率與穩定性。

▍電力電子與發電設備：實時仿真助力電力電子設備及新型發電設備的設計、驗證與優化。

▍智能電網評估與管理：實時仿真驗證新能源與傳統電網互連穩定性，優化能源管理策略。

▍新能源車輛系統驗證：實時仿真建模并驗證新能源車輛的電池管理、電動機控制等系統。

三、基于EasyGo的新能源實時仿真解決方案

EasyGo新能源實時仿真系統旨在為新能源相關專業的本科生和研究生提供技術領先、性能優異的創新實驗平臺，基于該建設方案構建的創新實驗基地，能夠輔助本科生和研究生進行相關專業課、選修課的教學和實驗。

1、平臺架構

EasyGo新能源實時仿真系統是一種模型在回路（Model in the loop）的實驗系統，是現有各種教學與科研實驗室的數字化和虛擬化。其基本原理是用運行著數學模型的實時仿真器來模擬實際新能源系統的特性行為和各種工況，同時將控制算法模型通過快速控制器進行驗證，兩者通過實際的I/O接口連接，來進行閉環的測試驗證。

2、系統組成

新能源實時仿真創新系統由4個部分組成：

▍實時仿真機EG-Box-Mini K1011

可將用Simulink建模環境搭建的被控對象（電力電子電路系統和拓撲）在機箱配置的FPGA硬件上進行實時仿真，將被控對象的特性仿真出來并反饋信號至控制側，完成實驗系統的閉環，或者結合實際的電路模塊，完成整個系統的閉環運行。

▍快速原型控制器EGBox-Mini K0111

用于實現仿真實驗中需要用到的Simulink控制算法，向實時仿真機箱發出控制信號，構成閉環的實驗系統，用于進行控制理論實驗課程。

▍MIL信號轉接盒

用于仿真器與控制器之間傳遞信號，配置了BNC觀測端，便于學生觀察實際信號，直觀理解系統運行原理。

▍上位機

用于運行DeskSim實時仿真軟件，將不同模型部署到不同的硬件平臺上，并對模型進行配置與實時監控。

3、EGBox-Mini 產品系列

EGBox-Mini是EasyGo實時仿真產品系列中的入門級產品。它采用一體化便攜設計，便于在實驗桌上快速進行開發和測試?；谄涠嗪藢崟rCPU+FPGA的硬件架構，方便和實際設備進行連接來進行硬件在環測試。

其中，EGBox-Mini k0111用于做RCP快速原型控制器，EG-Box-Mini k1011用來做HIL實時仿真器。

4、實驗例程

實時仿真實驗系統提供了配套的實驗課程例程以及例程說明書?；谄脚_的開放性，除提供的20種新能源相關的實驗例程外，用戶還可自己添加更多的教學或創新型的實驗內容。

所有實驗均包含離線程序，控制算法實時程序，電路仿真實時程序等。其中，仿真側模型采用實時仿真器，實現1微秒的高速仿真運行；控制側采用快速原型控制器，運行對應控制程序。

▍仿真驗證

在實時仿真驗證中，模型分為CPU部分和FPGA部分，整個實時仿真過程均可以在線調整參數，以及在線波形觀測界面。

?采用實時仿真器進行被控對象模型實時仿真時

CPU部分采用100us 步長進行各類電池，光伏組件，風力機等模型的實時仿真，FPGA 部分采用小步長運行（0.2-1.5μs）電機與電力電子設備模型。

?采用快速原型控制器進行控制算法模型實時模擬時

CPU部分采用50-100us步長進行控制算法模型的實時仿真，FPGA 部分則進行高速的PWM生成，電機編碼器讀取等工作。