[发明专利]新能源电站半实物测试用桥臂转接板及数据处理方法

说明书

本发明公开了新能源电站半实物测试用桥臂转接板及数据处理方法，桥臂转接板包括基板，基板上搭载FPGA芯片，并设置有多对高速光纤接口，所述FPGA芯片用于接收RTLAB发送的功率模块电压u_i，和阀基控制器发送的三相调制波m_A、m_B和m_C、功率模块同步信号p_i、三相SVG电流采样值i_A、i_B、i_C，并根据接收到的数据计算出控制各个功率模块的阀控指令，将阀控指令回传至RTLAB。仅使用一块桥臂转接板和两对光纤即可实现现有SVG控制器和RTLAB的数据交互和处理功能，不需要专门的光纤板、光电转换模块和通信转接板，简化了控制器设计的复杂度，具有开发成本低、可拓展性强的优势。

技术领域

本发明属于电站测试技术领域，具体涉及新能源电站半实物测试用SVG阀基控制器的软件实现策略。

背景技术

随着现代电网的快速发展，新能源的大量接入，电网交直流并网运行以及高压大容量电力电子设备等非线性负荷和冲击性负荷的广泛应用，电网电能质量问题日益凸显。静止无功发生器(static var generator，简称SVG)因具有动态响应速度快、抑制电压突变能力强等优点，得到了越来越多的应用。网源协调实验通过半实物的方法，基于RTLAB平台将电网和SVG联系起来，改变半实物模型的相关参数，制造多种复杂工况，来验证SVG的控制性能，具有研发周期短、验证充分、成本低廉、无风险等一系列优点。

图1是新能源电站的半实物仿真平台，RTLAB平台由试验管理分系统、实时仿真分系统和信号接口分系统三部分组成。其中，试验管理分系统具有模型开发、试验管理、自动测试和图形监控等功能；实时仿真分系统包括主电路模型和级联H桥功率模块构成的SVG；信号接口分系统具备与SVG控制器、智能光纤接口箱和功率放大器等实物的物理连接等功能。SVG控制器由厂商提供，其通过AI(analog input,数字量输入)板、DI(digital input,数字量输入)板、DO(digital output,数字量输出)板、阀基控制器接口和RTLAB连接，完成模拟量、数字量、阀控指令等数据的交互。

阀基控制器通过光纤和功率模块并行通信，对于35kV的电力系统，SVG一般有120个功率模块，阀基控制器对外提供120对光纤收发接口。光纤收发接口设置在光纤板上，一块光纤板上最多可放置14对光纤接口，一个阀基控制器需配置9块光纤板。RTLAB是半实物仿真系统，通过软件数字模型模拟功率模块，其将所有功率模块数据打包后发送给阀基控制器，并将阀基控制器发送的数据拆包后提供给各虚拟功率模块，对外仅需一对光纤即可完成和阀基控制器的通信。由于阀基控制器对外的光口数远多于RTLAB，为了实现阀基控制器和RTLAB之间的通信，通常需对两者之间进行通信转换。对此，主流厂商主要有以下两种方案：

1)使用专门的智能光纤接口箱，该接口箱一侧对外提供多个光纤端口，满足和阀基控制器所有光口双向数据交互的要求；另一侧满足和RTLAB通信板直接连接通信的要求。阀基控制器将数据通过光纤发送给光纤接口箱，接口箱对光纤数据进行打包处理形成数据包通过光纤发送给RTLAB通信板。数据接收过程中，RTLAB通信板将数据发送给接口箱，接口箱对数据包进行拆包处理后将数据发送给阀基控制器对应光口。该光纤接口箱具有通信转换的功能，可以实现对交互数据的打包、拆包处理，不需要对SVG阀基控制器进行改造，具有研发周期短、技术成熟、稳定性高的优点。但其价格高昂，接口箱和阀基控制器之间的接线需要按照阀基控制器光口的位置进行插接，初期工作量大、容易出错、布线混乱。在早期半实物测试中使用，现已被逐渐取代。