[发明专利]一种MMC动模试验板卡的自动测试装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子系统，具体讲涉及一种MMC动模试验板卡的自动测试装置及其测试方法。

背景技术

随着我国对于能源领域可持续发展要求的不断提升，我国以煤电为主的电能结构，将在今后几十年内逐步向以水电、核电、风电、太阳能等各种新能源发电并存的结构进行转变。同时用户对电能质量要求也在不断提高，而利用柔性直流输电技术实现可再生能源并网和向城市供电的优势变得越来越明显，其中模块化多电平柔性直流输电技术(MMC-HVDC)已成为现阶段的发展趋势。

随着在世界范围内柔性直流输电工程的建设，尤其是模块化多电平柔性直流输电(MMC-HVDC)的快速推广，国内外现有动态模拟系统、实时仿真系统均受到硬件架构或计算能力的限制，无法满足大容量多节点MMC-HVDC工程的动态特性模拟需要，无法完成阀控系统的控制保护逻辑测试，更不具备在其硬件平台进行接入实验和出厂测试的能力。

MMC动模试验板卡能够模拟MMC工程换流阀的动态特性，从而实现阀控系统控制保护逻辑的测试。但单块MMC动模试验板卡本身的功能测试只能在阀控系统中进行测试与验证，现有的检测方案只能通过万用表等测试设备测试MMC低电压子模块板卡的硬件设计，并不能筛选出板卡中的薄弱点，如开关器件损坏、通讯发送和接收接口硬件的可靠性等，均无法检测出来。

因此，需要一种MMC动模试验板卡的自动测试装置来克服现有技术的不足。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种MMC动模试验板卡的自动测试装置，包括：背板、设于背板上的核心板和保护核心板的安全罩，试验板卡经电源板与核心板相连，核心板一端与上位机相连，另一端与待测板卡相连。

核心板FPGA+ARM的主体结构。核心板一端基于通讯接口与上位机连接， 另一端基于HDLC光纤通讯接口与试验板卡中的光纤接口相连。

电源板包括：试验主电路、供电电源和可调电源。

试验板卡包括：3块与电源板分别连接的动模MMC试验板卡。

试验主电路经通讯测试接口与试验板卡相连，供电电源经子模块电容电压供电接口与试验板卡相连，可调电源经子模块输出接口与试验板卡相连。

试验板卡包括：2个SM子模块和可调直流电源；其中，SM子模块的正极端口经电感相连，可调直流电源的正负极分别与SM子模块中的电容的两端相连。

通过调节可调电源的输入电压模拟试验板卡的电容充发电，观察试验板卡中继电器的闭合状态及上位机中测试软件界面的显示状态判断试验板卡是否正常。

自动测试装置的硬件测试功能包括：上电测试、通讯测试、对拖测试、电容充放电与旁路功能测试以及PWM使能测试。

自动测试的软件测试功能包括：接口状态回报测试和通讯可靠性测试。

一种MMC动模试验板卡的自动测试方法，包括如下步骤：

A.建立TCP/IP协议；B.接收并解析上位机指令；C.传递命令到FPGA；D.FPGA编码命令。

步骤B包括：B1.判断通信数据是否正常；B2.若正常，封锁要读数据的更新，若不正常，结束接收；B3.清除接收完成标志；B4.解除封锁数据的更新；B5.通信并检验校验和；B6.检验校验字；B7.解析命令。

步骤C包括：C1.打包命令；C2.发送所述命令到寄存器赋值；C3.计算通信校验和；C4.主控芯片MCU将所述命令传送FPGA。

与最接近的现有技术比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的能够基于流水线方式验证三块MMC动模试验板卡的硬软件功能正确性和完整性的装置，提高了MMC动模试验板卡的测试效率和搭建整个大容量多节点MMC-HVDC工程换流阀的动态特性模拟系统的可靠性。

2、本发明的为了保证对MMC工程换流阀内外部动态特性的精确模拟，创造性地提出了基于等惯性时间常数法将MMC工程换流阀等比例缩小，设计的MMC动模试验板卡，用于模拟MMC工程换流阀的动态特性，以完成阀控系统控制保护逻辑测试。

3、本发明的自动测试装置能够完全测试到MMC动模板卡的所有功能，不仅能测试到板卡硬件是否合格，也能测试到板卡软件设计的正确性，为所有MMC动模板卡的批量出厂试验提供了依据。

4、本发明的能够测试出单块MMC动模试验板卡的所有功能，同时能够实现流水线式测试，大大提高了测试效率。

附图说明

图1是本发明的被测板卡连接示意图；

图2是本发明的测试连接框图；