CN110879542A - 一种用于仿真柔性直流电力系统的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于仿真柔性直流电力系统的系统及方法，属于柔性直流输电系统实时仿真技术领域。本发明系统包括：极控模块，根据预设值采集电信号，根据电信号生成调制波传输至仿真器；仿真器，并根据仿真数据模拟仿真柔性直流电力系统的主电路一次设备；高速仿真器‑1，所述高速仿真器‑1获取子模块电压，并根据子模块电压进行排序，筛选需要导通的子模块，生成触发信号并传输至高速仿真器‑2；高速仿真器‑2，接收触发信号，触发需要导通的子模块导通，获取子模块运行电压并传输至极控模块。本发明避免了使用实际阀控制保护装置，有效的降低了构建柔性直流实时仿真平台的成本。

Description

一种用于仿真柔性直流电力系统的系统及方法
技术领域
本发明涉及柔性直流输电系统实时仿真技术领域，并且更具体地，涉及一种用于仿真柔性直流电力系统的系统及方法。
背景技术
目前柔性直流的实时仿真系统基本上是采用实际阀控装置来构建完整的柔性直流实时仿真平台，实时仿真器主要模拟MMC换流阀，通过相应的接口装置将实时仿真器、实际极控制保护装置、实际阀控制保护装置相连接，共同运行。如果柔性直流实时仿真平台采用实际阀控制保护装置，成本造价将会十分高昂，目前单个换流器的阀控装置报价都在几百万元人民币左右，在任何应用场合都使用实际阀控装置显然不合理。
常规直流工程的控制保护逻辑主要集中于极控制保护装置中，阀控装置主要起信号处理分配的作用。与常规直流不同，柔性直流输电系统目前主要采用MMC技术，阀控中包括大量控制保护逻辑，因此需要配置大量阀控装置，如中央控制器与桥臂控制器。但是与系统级性能相关的逻辑都处于极控之中，如果只关注于柔性直流的电力系统级性能仿真分析，那么采购高成本的阀控装置没有必要。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种用于仿真柔性直流电力系统的系统，包括：
极控模块，所述极控模块，根据预设值采集电信号，根据电信号生成调制波传输至仿真器，接收模拟电信号和子模块运行电压，根据模拟电信号和子模块运行电压确定仿真运行状态；
仿真器，所述仿真器接收调制波，根据调制波，确定仿真器仿真周期需要投入仿真器的子模块的需投入数量和仿真数据，根据需投入数量投入仿真器子模块，并根据仿真数据模拟仿真柔性直流电力系统的主电路一次设备，获取模拟电信号并传输至极控模块；
高速仿真器-1，所述高速仿真器-1获取子模块电压，并根据子模块电压进行排序，筛选需要导通的子模块，生成触发信号并传输至高速仿真器-2；
高速仿真器-2，接收触发信号，触发需要导通的子模块导通，获取子模块运行电压并传输至极控模块。
可选的，仿真器，包括：阀控CPU数字模型和主电路数字模型；
所述阀控CPU数字模型，接收调制波，根据调制波，确定一个仿真周期需要投入仿真器的子模块的需投入数量和仿真数据，传输主电路数字模型；
所述主电路数字模型根据需投入数量投入仿真器子模块，并根据仿真数据模拟仿真柔性直流电力系统的主电路一次设备，获取模拟电信号并传输至极控模块；
可选的，高速仿真器-1和高速仿真器-2之间使用Aurora协议进行传输信号。
可选的，电信号，包括：交流电压、直流电压、有功功率和无功功率；
仿真数据，包括，环流抑制次数、主动充电次数和振荡抑制次数；
模拟电信号，包括，模拟电压信号和模拟电流信号。
可选的，极控模块，通过极控接口和通信接口与仿真器连接，所述极控接口用于与仿真器连接，所述通信接口用于极控模块和仿真器传输信号。
本发明还提出了一种用于仿真柔性直流电力系统的方法，包括：
根据预设值采集电信号，根据电信号生成调制波；
根据调制波，确定仿真周期需要投入的子模块的需投入数量和仿真数据，根据需投入数量投入子模块，并根据仿真数据模拟仿真柔性直流电力系统的主电路一次设备，获取模拟电信号；
获取子模块电压，并根据子模块电压对子模块排序，筛选需要导通的子模块，生成触发信号；
根据触发信号，触发需要导通的子模块导通，获取子模块运行电压；
根据模拟电信号和子模块运行电压确定仿真运行状态。
可选的，电信号，包括：交流电压、直流电压、有功功率和无功功率；
仿真数据，包括，环流抑制次数、主动充电次数和振荡抑制次数；
模拟电信号，包括，模拟电压信号和模拟电流信号。
本发明避免了使用实际阀控制保护装置，有效的降低了构建柔性直流实时仿真平台的成本。
附图说明
图1为本发明一种用于仿真柔性直流电力系统的系统结构图；
图2为本发明一种用于仿真柔性直流电力系统的方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明提供了一种用于仿真柔性直流电力系统的系统，如图1所示，包括：
极控模块，所述极控模块，根据预设值采集电信号，电信号，包括：交流电压、直流电压、有功功率和无功功率；
根据电信号生成调制波传输至仿真器，接收模拟电信号和子模块运行电压，根据模拟电信号和子模块运行电压确定仿真运行状态；
仿真器，所述仿真器接收调制波，根据调制波，确定仿真器仿真周期需要投入仿真器的子模块的需投入数量和仿真数据，仿真数据，包括，环流抑制次数、主动充电次数和振荡抑制次数；
根据需投入数量投入仿真器子模块，并根据仿真数据模拟仿真柔性直流电力系统的主电路一次设备，获取模拟电信号并传输至极控模块；
模拟电信号，包括，模拟电压信号和模拟电流信号。
本发明中仿真器的仿真步长为50us；
极控模块，通过极控接口和通信接口与仿真器连接，所述极控接口用于与仿真器连接，所述通信接口用于极控模块和仿真器传输信号。
仿真器，包括：阀控CPU数字模型和主电路数字模型；
阀控CPU数字模型，接收调制波，根据调制波，确定一个仿真周期需要投入仿真器的子模块的需投入数量和仿真数据，传输主电路数字模型；
主电路数字模型根据需投入数量投入仿真器子模块，并根据仿真数据模拟仿真柔性直流电力系统的主电路一次设备，获取模拟电信号并传输至极控模块；
高速仿真器-1，所述高速仿真器-1获取子模块电压，并根据子模块电压进行排序，筛选需要导通的子模块，生成触发信号并传输至高速仿真器-2；
本发明中高速仿真器-1的仿真步长为250ns。
高速仿真器-2，接收触发信号，触发需要导通的子模块导通，获取子模块运行电压并传输至极控模块。
高速仿真器-1和高速仿真器-2之间使用Aurora协议进行传输信号。
本发明还提出了一种用于仿真柔性直流电力系统的方法，如图2所示，包括：
根据预设值采集电信号，根据电信号生成调制波；
根据调制波，确定仿真周期需要投入的子模块的需投入数量和仿真数据，根据需投入数量投入子模块，并根据仿真数据模拟仿真柔性直流电力系统的主电路一次设备，获取模拟电信号；
获取子模块电压，并根据子模块电压对子模块排序，筛选需要导通的子模块，生成触发信号；
根据触发信号，触发需要导通的子模块导通，获取子模块运行电压；
根据模拟电信号和子模块运行电压确定仿真运行状态。
电信号，包括：交流电压、直流电压、有功功率和无功功率；
仿真数据，包括，环流抑制次数、主动充电次数和振荡抑制次数；
模拟电信号，包括，模拟电压信号和模拟电流信号。
本发明避免了使用实际阀控制保护装置，有效的降低了构建柔性直流实时仿真平台的成本。

Claims (7)

1.一种用于仿真柔性直流电力系统的系统，所述系统包括：
极控模块，所述极控模块，根据预设值采集电信号，根据电信号生成调制波传输至仿真器，接收模拟电信号和子模块运行电压，根据模拟电信号和子模块运行电压确定仿真运行状态；
仿真器，所述仿真器接收调制波，根据调制波，确定仿真器仿真周期需要投入仿真器的子模块的需投入数量和仿真数据，根据需投入数量投入仿真器子模块，并根据仿真数据模拟仿真柔性直流电力系统的主电路一次设备，获取模拟电信号并传输至极控模块；
高速仿真器-1，所述高速仿真器-1获取子模块电压，并根据子模块电压进行排序，筛选需要导通的子模块，生成触发信号并传输至高速仿真器-2；
高速仿真器-2，接收触发信号，触发需要导通的子模块导通，获取子模块运行电压并传输至极控模块。
2.根据权利要求1所述的系统，所述的仿真器，包括：阀控CPU数字模型和主电路数字模型；
所述阀控CPU数字模型，接收调制波，根据调制波，确定一个仿真周期需要投入仿真器的子模块的需投入数量和仿真数据，传输主电路数字模型；
所述主电路数字模型根据需投入数量投入仿真器子模块，并根据仿真数据模拟仿真柔性直流电力系统的主电路一次设备，获取模拟电信号并传输至极控模块。
3.根据权利要求1所述的系统，所述的高速仿真器-1和高速仿真器-2之间使用Aurora协议进行传输信号。
4.根据权利要求1所述的系统，所述的电信号，包括：交流电压、直流电压、有功功率和无功功率；
所述的仿真数据，包括，环流抑制次数、主动充电次数和振荡抑制次数；
所述的模拟电信号，包括，模拟电压信号和模拟电流信号。
5.根据权利要求1所述的系统，所述的极控模块，通过极控接口和通信接口与仿真器连接，所述极控接口用于与仿真器连接，所述通信接口用于极控模块和仿真器传输信号。
6.一种使用如权利要求1-5任意一项所述系统仿真柔性直流电力系统的方法，所述方法包括：
根据预设值采集电信号，根据电信号生成调制波；
根据调制波，确定仿真周期需要投入的子模块的需投入数量和仿真数据，根据需投入数量投入子模块，并根据仿真数据模拟仿真柔性直流电力系统的主电路一次设备，获取模拟电信号；
获取子模块电压，并根据子模块电压对子模块排序，筛选需要导通的子模块，生成触发信号；
根据触发信号，触发需要导通的子模块导通，获取子模块运行电压；
根据模拟电信号和子模块运行电压确定仿真运行状态。
7.根据权利要求6所述的方法，所述的电信号，包括：交流电压、直流电压、有功功率和无功功率；
所述的仿真数据，包括，环流抑制次数、主动充电次数和振荡抑制次数；
所述的模拟电信号，包括，模拟电压信号和模拟电流信号。
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