[发明专利]一种基于RTDS的直流变压器控保装置测试平台与方法

说明书

本发明公开了一种基于RTDS的直流变压器控保装置测试平台与方法，用于实现直流变压器控保装置的硬件在环仿真，包括计算机、RTDS系统及直流变压器的控保装置；所述计算机用于建立并编译直流变压器的电气仿真模型；所述RTDS系统用于运行编译完成的直流变压器的电气仿真模型；所述直流变压器的控保装置为物理控制器，用于实现直流变压器的电气仿真模型的运行控制和综合保护。本发明针对直流变压器控保装置进行测试平台的开发，基于RTDS采用硬件在环仿真的方式验证控制策略和保护算法的正确性，能够更加真实地反映实际直流变压器的运行状态，是提高装置研发可靠性的重要手段，具有极高的工程应用价值。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及直流变压器技术，具体涉及一种基于RTDS的直流变压器控保装置测试平台与方法。

背景技术

近年来，随着分布式能源的大量接入和交流电网规模的不断扩大，系统的安全稳定问题愈发严峻，直流输配电技术因其供电可靠性高、适合分布式能源和直流负荷接入等优点成为当今的研究热点。大功率电力电子设备为直流输配电技术的发展提供了重要支撑，其中，中高压直流变压器是连接不同电压等级电网的关键设备。控保装置是保障直流变压器安全可靠运行的核心，然而，目前针对其控制策略和保护算法的验证主要采用离线仿真的手段，无法精确模拟实际直流变压器的实时运行特性，不利于对控保装置的功能和性能进行考察。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于RTDS的直流变压器控保装置测试平台与方法，以解决现有技术中直流变压器控保装置的离线仿真无法精确模拟实际直流变压器的实时运行特性的技术问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于RTDS的直流变压器控保装置测试平台，包括计算机、RTDS系统及直流变压器的控保装置；所述计算机用于建立并编译直流变压器的电气仿真模型；所述RTDS系统用于运行编译完成的直流变压器的电气仿真模型；所述直流变压器的控保装置为物理控制器，用于实现直流变压器的电气仿真模型的运行控制和综合保护。

进一步地，所述计算机通过RSCAD软件建立并编译直流变压器的电气仿真模型。

进一步地，所述直流变压器的电气仿真模型包括直流变压器本体和故障模拟电路，所述直流变压器本体包括中压侧和低压侧两个端口，所述故障模拟电路分别与不同端口处的母线或变压器本体元件连接。

进一步地，所述RTDS系统采用硬件仿真平台 NovaCor，至少配置一个GTFPGA单元、一块模拟量输出板卡GTAO、一块数字量输入板卡GTDI和一块数字量输出板卡GTDO。

进一步地，所述直流变压器的控保装置采用DSP+FPGA的核心处理架构，具备支持Aurora协议的VCU板卡，用于控制直流变压器本体中的电力电子元件和接收子模块电容电压信号；具备模拟量采样单元，用于接收端口母线电压、电流信号；具备开入开出板卡，用于反馈直流变压器本体中的开关状态和控制开关通断。

一种基于RTDS的直流变压器控保装置测试方法，采用前述的基于RTDS的直流变压器控保装置测试平台测试直流变压器控保装置，包括：设定直流变压器控保装置的控制模式并在RSCAD软件中配置对应的电源和负载；RTDS系统根据直流变压器的电气仿真模型向直流变压器控保装置发送电气量和开关量；直流变压器控保装置根据设定的控制模式以及接收到的电气量和开关量下发控制指令，在RSCAD软件中监测直流变压器是否按照控制策略正常运行。

进一步地，在正常运行状态时，在RSCAD软件中触发故障模拟电路，观察直流变压器控保装置是否按照保护算法正确动作。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

（1）本发明所述基于RTDS的直流变压器控保装置测试平台，能够更加真实地模拟实际直流变压器的运行特性，方便对控保装置的功能和性能进行考察，缩短研发周期；