[发明专利]一种极功率控制仿真装置

说明书

技术领域

本发明属于电气测量领域，尤其涉及一种用于高压直流输电设备的直流控制保护系统仿真研究的极功率控制仿真测试装置。

背景技术

电力需求的不断增长导致了输电系统向长距离、大容量和高稳定性的方向发展。随着各电网区域内的特高压交流输电工程和高压直流输电工程的建设项目不断增加，用电量集中区域的电网呈现出明显的多直流馈入的特高压交直流混联受端电网特征，电网结构紧密，多条交直流线路之间电气距离更加紧密，特高压和超高压交流系统故障后，易引发包含高压直流在内的多条直流同时换相失败，而多回直流的换相失败其恢复过程又将对交流系统产生较大冲击，如果各直流系统的恢复策略配合不当，则还有可能导致多条直流同时发生连续的换相失败，甚至引发直流闭锁。多回直流同时发生双极闭锁，大量潮流大范围转移或将引发系统稳定问题。这种交直流系统间的交互作用给特高压交直流混联受端电网的安全运行带来巨大挑战。

因此，在高压直流输电工程的研究或设计阶段，必须对交直流系统间的交互作用给特高压交直流混联受端电网的稳定性进行试验和仿真，并参照试验和仿真结果，对研究或设计的结果进行验证，对系统的稳定性进行评估。中国实用新型专利“一种多馈入直流输电系统实时数字仿真模型”（实用新型专利号：ZL201210532559.X授权公告号：CN102945004A）公开了多馈入直流输电系统实时数字仿真模型，其包括多个并联的等值超高压直流输电系统，所述超高压直流输电系统包括一次系统实时数字仿真模型和二次系统实时数字仿真模型；所述一次系统实时数字仿真模型包括换流站和直流输电线路，所述换流站设置在直流输电线路的两端；所述二次系统实时数字仿真模型包括换流站控制系统和保护系统，所述换流站控制系统和保护系统与换流站连接，用于控制和保护换流站的运行。通过换流站控制系统和保护系统对换流站运行的控制和保护，避免交流系统故障后易引发多回直流同时故障和多回直流故障及其恢复过程对交流系统产生的冲击。但是，该仿真模型没有涉及极功率控制的仿真，无法真实地模拟高压直流输电直流控制保护系统的极功率控制运行状态。

发明内容

本发明的目的是要提供一种极功率控制仿真装置，其可真实地模拟反映高压直流输电直流控制保护系统的极功率控制状态，为直流控制保护装置的极功率控制研究或设计提供相应的仿真结果，解决为直流控制保护装置的极功率控制研究或设计提供验证平台的技术问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种极功率控制仿真装置，用于高压直流输电设备的直流控制保护系统的仿真，所述的极功率控制仿真装置连接到直流控制保护系统的运行控制工作站，其特征在于：

所述的极功率控制仿真装置包括电流指令计算单元和双极功率平衡控制单元；所述的电流指令计算单元，通过所述的运行控制工作站，获取功率/电流指令和功率/电流升降速度设定信息；

所述的电流指令计算单元包括除法器，第一速率限制器，第一模式选择开关和加法器；所述除法器的被除数输入端构成极功率控制仿真装置的功率信号输入端，所述除法器的除数输入端，连接到高压直流输电设备的电压互感器直流电压信号端；所述除法器的输出端，通过第一速率限制器和第一模式选择开关，连接到加法器的一个输入端；

所述的双极功率平衡控制单元包括第二速率限制器，积分器，反相器和第二模式选择开关；所述的第二速率限制器的输入端，连接到晶闸管换流器的双极中性线的电流信号端；所述的第二速率限制器的输出端，通过积分器连接到第二模式选择开关的输入端A；所述积分器的输出端，通过反相器连接到第二模式选择开关的输入端B；第二模式选择开关的输出端，连接到加法器的另一个输入端，所述加法器的输出端，连接到直流控制保护系统的换流器触发角控制模块。

本发明的极功率控制仿真装置的一种较佳的技术方案，其特征在于所述加法器的输出端，连接到一个电流裕度补偿装置，所述极功率控制仿真装置输出的电流指令信号，通过所述的电流裕度补偿装置，连接到直流控制保护系统的换流器触发角控制模块。

本发明的极功率控制仿真装置的一种更好的技术方案，其特征在于所述的电流指令计算单元，连接到直流控制保护系统的过负荷控制模块，通过过负荷控制模块限制电流指令的最大值。

本发明的极功率控制仿真装置的一种改进的技术方案，其特征在于所述的第一速率限制器通过控制网络连接到所述运行控制工作站，获取功率/电流升降速度信号，实现输送的直流功率按线性变化至预定的功率定值。

本发明的有益效果是：