[发明专利]一种柔性直流阀基控制设备的闭环测试装置及测试方法

说明书

本发明提供了一种柔性直流阀基控制设备的闭环测试装置，包括：阀基控制设备、接口设备、数字仿真平台；阀基控制设备通过所述接口设备与数字仿真平台连接；数字仿真平台，用于发送测试指令和换流阀与一次设备模型的换流阀的数据至接口设备；接口设备，用于基于测试指令设置换流阀的数据，还用于基于数字仿真平台与所述阀基控制设备之间的通信信息对所述换流阀的数据重新编码后发至所述阀基控制设备；阀基控制设备，基于所述重新编码的换流阀的数据，进行不同工况下，全规模的通信接口、通信内容、控制保护策略的模拟运行，通过实时数字仿真平台模型设置系统故障，验证了阀控的故障穿越与故障保护性能，评估故障期间换流阀承受的电气压力。

技术领域

本发明属于柔性直流输电领域，具体涉及一种柔性直流阀基控制设备的闭环测试装置及测试方法。

背景技术

基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)的柔性直流输电被誉为继交流输电、常规直流输电之后的第三代输电技术。与前两代输电技术相比，其最大的提升是能够在传输能量的同时，还能够灵活调节电力系统的电压，提高输电系统的安全稳定性，在可再生能源发电并网、大型城市/重要负荷供电、电网互联、孤岛/钻井平台供电等领域具有很好的应用前景。阀基控制设备(Valve Based Control，VBC)是柔性直流输电工程中的重要一环，其测试方法研究具有重要意义。

目前，柔性直流输电阀基控制设备功能设计基本一致，硬件架构稍有区别，VBC主要作为换流阀(VALVE，由若干子模块串联而成)与极控制保护设备(Pole Control andProtection，PCP)的中间枢纽，承担通信编/解码、电平调制、桥臂环流抑制、子模块电容电压平衡控制、换流阀和子模块级故障保护、设备自检、换流阀状态监视等功能。

根据设计架构的不同，各个厂家提出了不同的VBC测试方案，目前主流的测试方案包括两种，但均存在一定缺陷：

依据“惯性等效原则”设计动态模拟仿真平台用于阀控测试，可全面测试阀控接口，但不便于进行系统级操作及系统级、定量化故障测试，而且动模仿真平台与VBC基本分别组柜，对所需光纤的长度和数量均有较高要求，实验平台搭建工作量较大、成本较高；

现有实时半实物硬件在环(hardware in loop，HIL)测试仅仅讨论柔直系统启动、顺控解锁、短路故障等系统级故障测试，换流阀子模块故障类型单一；或者设计的实时仿真系统与VBC的接口设备仅充当通信转换工具，不具备全面、定量验证阀控接口功能条件，VBC测试项目不够全面，参与测试的VBC程序甚至是将工程程序简化或裁减过的，测试结论不够权威。

可见，为了提高柔性直流输电阀基控制设备测试的全面性和准确性，需要提出一种测试项目更加完善、辅助功能更加完备的VBC全规模接入硬件闭环测试方法。

发明内容

针对现有的实时半实物硬件在环测试，仅仅讨论柔直系统启动、顺控解锁、短路故障等系统级故障测试，或者设计的接口设备仅充当通信转换工具，不具备全面、定量验证阀控接口功能条件，VBC测试项目不够全面的不足，本发明提供了一种柔性直流阀基控制设备的闭环测试装置，具体包括：阀基控制设备、接口设备、数字仿真平台；

所述阀基控制设备通过所述接口设备与所述数字仿真平台连接；

所述数字仿真平台，用于发送测试指令和换流阀与一次设备模型的换流阀的数据至所述接口设备；

所述接口设备，用于基于所述测试指令设置所述换流阀的数据，还用于基于所述数字仿真平台与所述阀基控制设备之间的通信信息对所述换流阀的数据重新编码后发至所述阀基控制设备；

所述阀基控制设备，用于基于所述重新编码的换流阀的数据，进行不同工况下，全规模的通信接口、通信内容、控制保护策略的模拟运行。