[实用新型]一种动态模拟高压静止无功发生器的试验平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压静止无功发生器的试验装置，具体为一种动态模拟高压静止无功发生器的试验平台。

背景技术

静止无功发生器，英文描述为：Static Var Generator，简称为SVG。又称高压动态无功补偿发生装置，或静止同步补偿器。静止无功发生器是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联到电网上，调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，使该电路吸收或者发出满足要求的无功功率，实现动态无功补偿的目的。SVG是目前无功功率控制领域内的最佳方案。相对于传统的调相机、电容器电抗器、以晶闸管控制电抗器TCR为主要代表的传统SVC等方式，SVG有着无可比拟的优势。

由于高压静止无功发生器的复杂性，很多问题仅靠理论分析是不够的，只有把理论分析和科学实验结合起来，才能得到正确的结论。高压静止无功发生器的实验研究可在实际的电力电子装置(一般称原型)。在原型上进行实验研究，往往受高压系统的安全、可靠运行的限制。如短路实验等一般不能在原型系统进行；同时，这种方法投资大，体积大，方案、参数调整困难，试验实施速度慢。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种动态模拟高压静止无功发生器的试验平台，以实现高压静止无功发生器试验的安全可靠、低成本、体积小、方案参数简便调整、试验实施速度快的需求。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种动态模拟高压静止无功发生器的试验平台，包括用于模拟高压静止无功发生器功率层的RTDS仿真系统，用于执行静止无功发生器控制算法的控制保护系统，以及用于控制保护系统与RTDS仿真系统连接和高速通信的高速通信单元；控制保护系统、高速通信单元和RTDS仿真系统依次交互，由控制保护系统将功率单元中对应的电容电压和控制指令通过高速通信模块发送给RTDS仿真系统的功率层。

优选的，所述高速通信单元包括VME桥接芯片和FPGA，以及与RTDS仿真系统连接的高速光纤收发单元；FPGA采用第一PCIE接口与光纤收发单元连接，采用第二PCIE接口与VME桥接芯片连接；VME桥接芯片采用VME总线与控制保护系统连接进行数据传输。

优选的，RTDS仿真系统还用于模拟高压静止无功发生器的控制层；当RTDS仿真系统模拟高压静止无功发生器的控制层时，由RTDS仿真系统的控制层将功率单元中对应的电容电压和控制指令通过高速通信模块发送给控制保护系统，所述的试验平台还包括静止无功发生器电路、功率单元和测量单元；控制保护系统用于控制功率单元。

进一步，所述的静止无功发生器电路包括连接380V母线上的主空开QF1，以及连接在主空开QF1另一端的电压传感器和两个并联支路；一个支路包括依次连接的软启电阻、10％串抗率的连接电抗器、空开QF4和电流传感器，软启电阻上并联有软启晶闸管；另一支路包括依次连接的空开QF3和变压器；两个并联支路的输出端均连接功率单元；

所述控制保护系统经空开QF2连接主空开QF1供电；控制保护系统的输入端连接电压传感器和电流传感器，输出端连接功率单元。

再进一步，所述静止无功发生器电路的参数按照10kV:380V为系数等比例缩小原型中对应参数进行设置。

再进一步，所述测量单元用于采集电压传感器和电流传感器输出的试验平台运行状态数据发送给连接的控制保护系统。

再进一步，所述功率单元采用H桥结构的IGBT及其驱动电路。

优选的，还包括连接在控制保护系统上的上位机、温度传感器、数据存储单元和数据显示单元；温度传感器设置在功率单元上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

与现有技术相比，本实用新型所述试验平台在控制保护系统中增加了VME总线架构的高速通信单元。可通过高速光纤实时与RTDS仿真系统互联，实现半实物联合试验。通过RTDS仿真系统还可以建立电网负载模型，动态模拟电网负载变化作为试验平台的测试输入，可提高试验平台可靠性和灵活性。

进一步的，本实用新型所述试验平台将高压静止无功发生器各参数和变量按比例缩小，表示的数值与原型相等。在动态模拟中，模型和原型的物理现象有相同的时间标尺，即模型和原型各元件的时间常数，例如电容电压波动的时间常数T，以秒为单位相等。在380V低压试验平台所做动模试验的结果，可得出10kV或其他电压等级高压静止无功发生器等效试验结论。

附图说明

图1为本实用新型实例中所述试验平台的结构原理框图。