[发明专利]基于RTDS的MMC柔性直流控制装置试验系统及方法

说明书

技术领域

本发明是一种对模块化多电平（MMC）柔性直流控制装置进行闭环试验的系统及方法，特别是一种基于RTDS（实时数字仿真器）对MMC柔性直流控制装置进行实时数字闭环试验的系统及方法，属于MMC柔性直流控制装置进行闭环试验的系统及方法的改造技术。

背景技术

模块化多电平（MMC）柔性直流输电技术是当前国内外大功率电力电子研究领域重点和难点之一。其采用可控关断型电力电子器件，既可以实现有功功率和无功功率的独立控制，又能向无源系统供电。在潮流反转时，直流电流方向反转而直流电压极性不变，且换流器之间无需通信，有利于构成既能方便地控制潮流又有较高可靠性的并联多端直流输电系统，具有广阔的应用前景。

但是，MMC柔性直流输电技术在世界上尚缺乏建设和运行经验，尤其是作为MMC柔性直流核心设备的控制装置，其性能将直接影响整个MMC柔性直流系统的安全稳定运行。但由于MMC柔性直流子模块较多（一般超过几十个），仿真试验中所需要的控制和信号量很大，因此，截止目前，国内外，检测MMC柔性直流控制系统的仿真模型和仿真平台尚无可参考，对如何试验检测MMC柔性直流控制装置缺乏行之有效的手段与方法。传统动模试验仅可采用简化子模块数量的办法，对MMC柔性直流控制装置进行电磁兼容、抗干扰和通讯等方面的外围测试，但对控制策略和逻辑的正确、可靠性则无法有效检测。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种试验灵活、准确有效、可进行多种类型试验的对MMC柔性直流控制装置进行闭环试验的基于RTDS的MMC柔性直流控制装置试验系统。

本发明的另一目的在于提供一种操作简单、方便实用的基于RTDS的MMC柔性直流控制装置试验系统的试验方法。本发明可以对MMC柔性直流控制装置进行闭环试验。

本发明的技术方案是：本发明的基于RTDS的MMC柔性直流控制装置试验系统，包括有建立MMC柔性直流系统模型的实时仿真工作站、RTDS实时数字仿真器PB5处理板卡、实时数字仿真器GTFPGA处理板卡、模拟量输出板卡、数字量输出板卡、数字量输入板卡、MMC柔性直流阀级控制装置、MMC柔性直流站级控制装置、MMC柔性直流系统级控制装置，其中实时仿真工作站与RTDS实时数字仿真器PB5处理板卡连接，RTDS实时数字仿真器PB5处理板卡与RTDS实时数字仿真器GTFPGA处理板卡连接，RTDS实时数字仿真器PB5处理板卡通过模拟量输出板卡将相关电压、电流信号送出到MMC柔性直流站级控制装置，RTDS实时数字仿真器PB5处理板卡通过数字量输出板卡将断路器状态送出到MMC柔性直流站级控制装置，MMC柔性直流站级控制装置通过数字量输入板卡将断路器命令送出到RTDS实时数字仿真器PB5处理板卡, RTDS实时数字仿真器GTFPGA处理板卡与MMC柔性直流阀级控制装置连接，RTDS实时数字仿真器GTFPGA处理板卡将子模块电容电压、桥臂电流通过国际通用的AURORA协议送给MMC柔性直流阀级控制装置，MMC柔性直流阀级控制装置将子模块触发脉冲送给RTDS实时数字仿真器GTFPGA处理板卡, MMC柔性直流阀级控制装置与MMC柔性直流站级控制装置连接， MMC柔性直流站级控制装置与MMC柔性直流系统级控制装置连接。

上述RTDS实时数字仿真器PB5处理板卡将阀组参数送给RTDS实时数字仿真器GTFPGA处理板卡，RTDS实时数字仿真器GTFPGA处理板卡将阀组状态返回至RTDS实时数字仿真器PB5处理板卡。

上述RTDS实时数字仿真器PB5处理板卡通过数字量输出板卡将断路器的合闸或分闸状态送出到MMC柔性直流站级控制装置。

上述MMC柔性直流站级控制装置通过数字量输入板卡将断路器的合闸或分闸命令送出到RTDS实时数字仿真器PB5处理板卡。

上述MMC柔性直流阀级控制装置将子模块触发脉冲通过国际通用的AURORA协议送给RTDS实时数字仿真器GTFPGA处理板卡。

上述MMC柔性直流阀级控制装置将子模块导通个数送给MMC柔性直流站级控制装置，MMC柔性直流站级控制装置将子模块运行状态返回至MMC柔性直流阀级控制装置。

上述MMC柔性直流站级控制装置将换流站运行状态返回至MMC柔性直流系统级控制装置，MMC柔性直流系统级控制装置将系统运行指令送给MMC柔性直流站级控制装置。