[发明专利]对静止同步补偿器进行仿真的闭环试验系统及其试验方法

说明书

技术领域

本发明是一种对静止同步补偿器进行仿真的闭环试验系统及其试验方法，特别是一种针对大容量链式结构的STATCOM装置进行实时仿真的闭环试验系统及其试验方法，属于STATCOM装置控制保护系统的闭环试验系统及其试验方法的创新技术。

背景技术

保障电力系统电压稳定是电力系统安全稳定运行的基本条件，无功补偿是提高电压稳定的重要手段。常用无功补偿手段有电容器补偿、静止无功补偿（SVC）、同步调相机补偿、静止同步补偿（STATCOM）等。电容器补偿优点是经济性好，缺点是补偿投切速度慢（秒级）且补偿效果受接入母线电压影响大；SVC补偿速度较快（可达100ms），但补偿效果同样受接入母线电压影响大，且需要与电容器配合使用；同步调相机是旋转型无功源，优点是即可发无功又可吸无功，缺点是维护成本高；STATCOM采用可关断电力电子器件和脉宽调制技术（PWM）实现与电网无功灵活交换，无需电容器配合，补偿速度最快（可达10-20ms），既可提供容性补偿也可提供感性补偿，并且可以在额定的最大容性和感性范围内，独立控制其输出电流，而与交流系统电压无关，能够几乎不依赖于系统电压而发出全额的容性无功电流（在电压较低时的定电流输出），代表目前动态无功补偿技术发展方向，应用前景广泛。

STATCOM装置在研发及功能测试阶段需要模拟现场情况作闭环试验，以调整与验证控制保护系统的动态性能。闭环试验常用的方法是将STATCOM阀组单元等一次系统设备按照一定的容量比例进行缩小，并按实际拓扑结构搭建成小容量的动态模拟实验系统，并通过接口设备与实际的控制保护设备连接形成闭环系统来完成各种动态试验。

STATCOM装置的实验具有以下特点：1.STATCOM装置阀组单元价格昂贵，控制精度要求高，若试验条件设置不当容易造成损坏；2.STATCOM动作速度快，要求动模系统完整或数字仿真系统模型足够精确，能反映STATCOM动态无功补偿特性；3.STATCOM运行范围广，控制模式复杂多样，需详细设计实验项目来进行功能特性试验；4.STATCOM与所接入电力系统之间存在相作用，其动态性能试验成功与否，往往取决于所仿真电网精确程度以及模拟故障详细程度。

由于以上原因，若采用按一定比例缩小的动模系统对STATCOM装置的控制保护系统进行功能试验，存在损坏阀组单元的风险，并且改变动模设备及参数的施工周期较长从而导致测试不经济，且由于仿真规模限制无法检验动态性能；若采用普通仿真软件，模型精度和仿真步长难以满足STATCOM仿真精度要求，且无法与STATCOM控制保护装置连接进行实时闭环测试。

随着计算机和通信技术快速发展，实时数字仿真技术也快速发展，基于专用DSP芯片和并行处理技术的Real-time Digital Simulator(RTDS)成为了电力系统实时数字仿真建模、试验、研究的理想工具，满足STATCOM试验中精确化建模、实时闭环测试、大电网建模等多重需求。实时数字仿真器由软件和硬件两大部分构成。仿真器的配套建模软件中提供了各种电力系统数字模型元件，通过选择合适的数字模型元件，并输入相应的参数即可构建成适合特定工程需要的数字仿真模型，将各电力设备对应的数字模型按实际拓扑结构进行连接，就形成了一次系统模型程序。利用数字仿真器配套的编译软件将模型程序进行编译后，并下载到数字仿真器的处理器板卡中进行运算。数字仿真器的硬件部分通常包括处理器板卡、通信板卡以及接口板卡。接口板卡一端通过光纤与处理器板卡相连接，另一端通过电缆与控制保护设备相连接，完成数字仿真器与STATCOM装置实际控制保护设备的接口。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种可方便、快速地修改一次设备参数及拓扑结构，满足STATCOM试验中精确化建模、实时闭环测试、大电网建模等多重需求的对静止同步补偿器进行仿真的闭环试验系统。

本发明的另一目的在于提供一种简单方便的对静止同步补偿器进行仿真的闭环试验系统的试验方法。

本发明的技术方案是：本发明对静止同步补偿器进行仿真的闭环试验系统，包括有实时数字仿真器、接口硬件设备、大容量链式结构的静止同步补偿装置的实际控制保护设备,实时数字仿真器通过接口硬件设备与大容量链式结构的静止同步补偿装置的实际控制保护设备相连接，形成闭环试验系统。

上述仿真器为实时数字仿真器。