[发明专利]一种柔性直流输电控制保护系统的闭环试验系统无效

专利信息
申请号: 201310373654.4 申请日: 2013-08-23
公开(公告)号: CN103439967A 公开(公告)日: 2013-12-11
发明(设计)人: 饶宏;田杰;黎小林;李岩;李钢;董云龙;王珂 申请(专利权)人: 南方电网科学研究院有限责任公司;南京南瑞继保电气有限公司
主分类号: G05B23/02 分类号: G05B23/02
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 许方
地址: 510080 广东省广州市越*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 柔性 直流 输电 控制 保护 系统 闭环 试验
【说明书】:

技术领域

发明属于电力电子技术领域,特别涉及一种基于模块化多电平的柔性直流输电控制保护系统的闭环试验系统。

背景技术

随着电力电子器件和控制技术的进步,柔性直流容量和电压等级越来越高。基于模块化多电平的柔性直流输电因其易于实现新能源并网、黑启动、功率反转、构建多端直流系统等诸多优点,而越来越得到广泛应用。

基于模块化多电平的柔性直流输电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,以调整与验证控制系统的稳态和动态性能。闭环试验常用的方法构建物理原型机,构建物理原型机的方法是将换流阀等一次系统设备按照一定的容量比例进行缩小,并按照实际拓扑结构搭建成小容量的动态模拟试验系统,并通过接口设备与实际控制保护设备连接形成闭环系统来完成各种动态试验。

基于模块化多电平的柔性直流输电控制保护系统装置的试验具有以下特点:

(1)基于模块化多电平的柔性直流输电装置根据各站的实际情况单独计算与设计换流阀等一次设备的参数,每套基于模块化多电平的柔性直流输电装置的设备参数和换流阀子模块个数均不相同;

(2)基于模块化多电平的柔性直流输电装置模型较为复杂,随着容量的上升,子模块数越来越来,导致搭建动模系统造价越来越高;

(3)基于模块化多电平的柔性直流输电用于多端基于模块化多电平的柔性直流输电和新能源(例如风电接入)接入,通过搭建原型机完整模拟整个系统试验几乎无法实现。

由于以上原因,采用动态模型测试方法对基于模块化多电平的柔性直流输电的控制保护系统进行功能及动态性能测试显得非常不经济,并且变动动态模型设备及参数的施工周期较长,对整个柔性直流系统进行完整模拟往往不能实现。目前,对基于模块化多电平柔性直流输电控制保护进行测试,主要依靠离线仿真进行模拟,但离线仿真的调度系统、执行周期、运行参数等不能准备模拟实际控制保护设备,不能准确模拟控制保护系统的稳态和动态性能,不能很好地指导实践。目前,基于模块化多电平柔性直流输电实际控制保护装置还未有较好的测试方式。随着数字处理技术、数字信号技术和并行计算技术等的发展,利用实时仿真设备,与基于模块化多电平柔性直流输电控制保护设备构成闭环测试系统,使对实际控制保护设备进行稳态和动态性能进行测试成为一种可能。本案即是基于此种考虑而产生。

发明内容

本发明的目的,在于提供一种柔性直流输电控制保护系统的闭环试验系统,其具有简单灵活的特点,可方便快速地实现对整个基于模块化多电平的柔性直流输电实际控制保护系统装置的测试。

为了达成上述目的,本发明的解决方案是:

一种柔性直流输电控制保护系统的闭环试验系统,包括实时数字仿真器和基于模块化多电平的柔性直流输电装置的控制保护设备,所述实时数字仿真器的交流电压及电流信号输出端采用小电压信号直接与控制保护设备的交流模拟量输入端连接,实时数字仿真器的直流电压及电流信号输出端与控制保护设备的直流模拟量输入端连接;实时数字仿真器的开关状态信号输出端连接控制保护设备的开关量输入端连接,而控制保护设备的开关分合命令信号输出端连接实时数字仿真器的开关量输入端;实时数字仿真器模拟输出的基于模块化多电平的柔性直流换流阀子模块电容电压和子模块故障状态与控制保护设备的换流阀控制设备的每个子模块输入端相连,而控制保护设备的阀控制设备脉冲信号与实时数字仿真器的脉冲输入端相连。

上述实时数字仿真器采用RTDS或RT-LAB实时仿真装置。

采用上述方案后,本发明通过实时仿真设备构建柔性直流输电控制保护系统闭环试验系统,将改变以前电力电子装置靠搭建原型机予以物理验证的单一技术手段,克服物理原型机验证周期长、成本高和缺乏灵活性的缺点,为基于可关断器件电力电子控制保护装置提供较为全面的试验验证。本发明的实施将实现对基于模块化多电平柔性直流输电形成较为完整闭环测试验证,从而缩短工程的开发、设计和建设周期,减少工程成本。基于模块化多电平柔性直流输电控制保护系统的闭环试验系统由实时数字仿真器和控制保护设备构成。通过选择合适的数字模型元件,根据实际工程拓扑结构并输入相应的参数即可构建成适合特定工程需要的数字模型,将各电力设备对应的数字模型按照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,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还包括了接口板卡。接口板卡一边通过电缆或光纤与处理器板卡相连接,另一边通过电缆与控制保护设备相连接,完成数字仿真器与实际控制保护设备的接口。

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