[实用新型]基于RTDS动模试验系统的光电转换装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力系统动模仿真试验设备领域，具体为一种基于RTDS动模试验系统的光电转换装置。

背景技术

配电网静止同步补偿器（D-STATCOM）是一种重要的用户电力（Custom Power）装置，在配电网中能有效的解决电压波动与闪变、三相电压不平衡、电网谐波污染等电能质量问题。针对国家标准，采取合理有效评估措施对D-STATCOM进行测试，对提高D-STATCOM装置的可靠性、引导D-STATCOM产业的有序发展、规范我国D-STATCOM的产业化具有重要意义。对于特定的无功补偿工程，D-STATCOM能否有效解决负荷带来的电能质量问题，关键之一在于其控制系统实现的功能是否理想，在现场安装调试之前需对其进行严格的系统测试，以闭环实时仿真手段，验证电力电子装置控制器的控制性能是否满足设计要求，并可对控制器硬件进行实时运行考核。因此，对控制设备的测试是整个工程建设中的重要环节，利用实时仿真系统进行实时仿真是测试过程中不可或缺的关键步骤之一。

RTDS（Real Time Digital Simulators，实时数字仿真器）动模试验接口系统，以闭环实时仿真手段，验证电力电子装置控制器的控制性能是否满足设计要求，并可对控制器硬件进行实时运行考核。RTDS的重要特性就是它能维持实时仿真条件下的连续运行，能足够快地求解电力系统方程并连续地产生输出，输出能真实地代表实际网络的状态。因其优异的实时仿真性能，RTDS已被广泛用于电力系统分析研究、继电保护设备的闭环测试、HVDC和FACTS装置的控制系统的闭环测试。

现有技术中，多电平级联结构的中高压、大容量无功补偿装置，及采用多电平级联结构的其他相关电力电子装置（如APF、DVR等），特别是中高压、大容量D-STATCOM，多采用光纤通信方式，即主控机箱与级联模块采用光纤进行通信，光纤通信方式有容量大、衰减小、体积小、抗干扰性强、节约有色金属、扩容便捷的特点，尤其是其抗干扰性可以减少装置在中高压强电磁环境下的误动作概率。而目前的实时数字仿真器的输入输出板卡多采用电平信号接口，在利用RTDS动模试验平台考核D-STATCOM性能的时候必须要进行光电信号的转换。现有的光电转换接口无法满足基于实时数字仿真闭环测试平台建立D-STATCOM的闭环测试对接口的使用需求，并且容错率低，扩展性差，造成测试结果的误差较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于RTDS动模试验系统的光电转换装置，其能够满足对D-STATCOM等采用光纤通信方式的多电平级联结构电力电子装置进行动模试验的需求，能满足对装置进行闭环测试的需求，结构紧凑，扩展性强。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

基于RTDS动模试验系统的光电转换装置，包括若干能够扩展的光电转换板，以及用于通过并联方式为光电转换板供电的开关电源；所述的光电转换板包括依次连接的用于收发被测模块光信号的光纤接口模块，用于进行光电转换的FPGA处理芯片，以及用于和RTDS动模试验系统进行数据通信的数字信号端口和模拟信号端口。

优选的，光纤接口模块内设置光纤收发芯片。进一步，光纤接口模块的输出端通过第一双向电平转换电路与FPGA处理芯片的输入端连接。光纤接口模块还用于接收FPGA处理芯片的控制信息及回馈运行参数和状态信息。

优选的，数字信号端口的输入端通过第二双向电平转换电路与FPGA处理芯片的输出端连接，模拟信号端口输出端通过第二双向电平转换电路与FPGA处理芯片的输入端连接。

进一步，模拟信号端口输出端通过模拟信号调理电路与第二双向电平转换电路连接。模拟信号端口用于从RTDS动模试验系统的GTAO板卡接收动模系统产生的系统运行参数。

进一步，数字信号端口用于向RTDS动模试验系统的GTDI板卡发送被测模块的驱动使能信号及PWM脉冲信号。

优选的，光电转换板包括设有9对光纤接口的光纤接口装置、9路模拟信号端口和32路数字端口；每对光纤接口包括1路接收接口和1路发送接口。

优选的，本实用新型还包括用于安装开关电源和若干光电转换板的箱体。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：