[发明专利]一种柔性直流换流器混合仿真物理模拟装置

说明书

本发明涉及一种柔性直流换流器混合仿真物理模拟装置，属于电气自动化设备技术领域。包括柔性直流换流器阀模拟装置、交流母线功率放大器和直流母线功率放大器。交流母线功率放大器的数字与模拟信号端分别连接到外部的电力系统实时数字仿真平台和被测试柔性直流换流器控制与保护装置，直流母线功率放大器的数字与模拟信号端分别连接到外部的电力系统实时数字仿真平台和被测试柔性直流换流器控制与保护装置。本发明可实现柔性直流换流器控制与保护装置直接接入进行实时仿真测试，还可以和RTDS等电力系统实时数字仿真平台相结合进行混合仿真，解决柔性直流换流器控制与保护装置的出厂试验问题。

技术领域

本发明涉及一种柔性直流换流器混合仿真物理模拟装置，属于电气自动化设备技术领域。

背景技术

目前柔性直流换流器及输电系统控制与保护的仿真研究一般采用理论分析、离线的PSCAD仿真/MATLAB仿真以及RT-LAB/RTDS实时仿真平台。和数字仿真相比，动模物理模拟系统所具有的物理特性和原型一致，其在模型中所发生的电流、电压、功率等物理量的相对值的变化过程可以和被模拟的原型系统中所发生的过程一样，而且理论分析或离线仿真时往往忽略或近似的如饱和、磁滞、涡流等效应，在动态模拟中它们对过渡过程所起的作用则可以比较完整地反映出来，而这些作用往往是控制和保护必须加以考虑的。因此，动态物理模拟仿真可以更真实地反映实际系统的运行特性。另一方面，RTDS等电力系统实时数字仿真平台可以对交直流电网的运行与保护进行全面仿真，具有物理模拟所无法比拟的大规模优势，因此将RTDS等电力系统实时数字仿真平台和柔性直流物理模拟装置相结合的混合仿真系统就具有独特的优点，可以全面准确地模拟柔性直流HVDC输电系统的交流场、换流变、换流阀、直流场、直流传输线、阀触发接口、电压互感器、电流互感器、直流电压电流测量元件、隔离和接地刀闸等各种主要设备,直流控制保护系统可以按照与实际工程基本一致的方式接入模拟系统运行。可以在模拟系统交流母线、换流变、换流阀、直流输电线路等设置故障点,很方便地研究HVDC系统发生的故障,并研究考核控制保护系统对故障的反应，详尽验证柔性直流控制与保护系统PCP和VBC的控制保护算法，考核控制保护装置的可靠性，作为控制保护系统出厂试验的手段，修正和优化控制参数，使其在完成测试后能直接用于工程调试。

发明内容

本发明的目的是提出一种柔性直流换流器混合仿真物理模拟装置，以克服现有技术之不足，使柔性直流换流器的控制与保护装置直接接入进行实时仿真测试，还可以和RTDS等电力系统实时数字仿真平台相结合进行混合仿真，解决柔性直流换流器控制与保护装置的出厂试验问题。

本发明提出的柔性直流换流器混合仿真物理模拟装置，包括一台柔性直流换流器阀模拟装置、一台交流母线功率放大器、一台直流母线功率放大器。交流母线功率放大器的三相交流输入端AI/BI/CI接入到交流电网，交流母线功率放大器的三相交流输出端AO/BO/CO接入到柔性直流换流器阀模拟装置三相交流输入端A/B/C，柔性直流换流器阀模拟装置的直流输出端DC1+/DC1-连接到直流母线功率放大器的直流输出端DC2+/DC2-，直流母线功率放大器的三相交流输入端U/V/W连接到交流电网；交流母线功率放大器的数字与模拟信号端IO1和IO2分别连接到外部的电力系统实时数字仿真平台和被测试柔性直流换流器控制与保护装置，直流母线功率放大器的数字与模拟信号端IO3和IO4分别连接到外部的电力系统实时数字仿真平台和被测试柔性直流换流器控制与保护装置。

本发明提出的柔性直流换流器混合仿真物理模拟装置，其优点是：可实现柔性直流换流器控制与保护装置直接接入进行实时仿真测试，还可以和RTDS等电力系统实时数字仿真平台相结合进行混合仿真，解决柔性直流换流器控制与保护装置的出厂试验问题。

附图说明

图1为本发明的柔性直流换流器混合仿真物理模拟装置的构成原理图。

图2为图1所示的柔性直流换流器混合仿真物理模拟装置中的交流母线功率放大器的电路原理图。