CN111913843A - 一种电力电子设备仿真试验接口装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力电子设备仿真试验接口装置，包括机箱以及安装于机箱内的背板、信号汇集板及若干通讯转换板，其中，信号汇集板通过背板与各通讯转换板相连接，外接的电力电子设备通过触发光纤与通讯转换板的输入端相连接，通讯转换板通过回报光纤与外接电力电子设备的控制保护系统相连接，信号汇集板与外接的RTDS仿真器相连接，该装置能够适应仿真器与控制保护系统的接口，并能完成验证控制保护功能，且对仿真器接口的适应性较强。
Description
技术领域
本发明属于电力电子领域，涉及一种接口装置，具体涉及一种电力电子设备仿真试验接口装置。
背景技术
电力系统是能源利用、输送和配给的主要载体，在社会经济中发挥着重要作用。在电力系统中,可再生能源的并网发电、储能装置的功率转换、交直流电网的柔性互联、配用电能的双向流动、无功和谐波的动态补偿都需要依靠电力电子装置来实现。随着高电压、大功率电力电子器件的发展，变换器模块化、单元化和智能化水平的提升，控制策略和调制策略性能的提高，电力电子装置在电力系统中将发挥更大的作用。
电力电子装置的控制保护系统是电力电子装置的“大脑”，其运行正常与否直接关系到电力电子装置的安全稳定运行，因此，在电力电子装置研制过程中通常都要对其控制保护系统开展仿真试验，以验证控保功能。
目前业界对控制保护系统功能验证主要有两种方法，一种是通过PSCAD等仿真软件建模进行离线仿真验证，该方法可以对控保系统原理进行验证，但不能进行装置级的实时仿真验证。
另一种方法是通过RTDS等仿真器进行在线仿真验证，该方法可以对控保系统进行装置级的实时仿真验证，是当前比较通用的一种验证方式。但该方法受制于RTDS仿真器的接口，只能使用仿真器给定的高速SFP接口，而一般情况下，控保系统与电力电子装置的的通讯接口为ST接口，因此，在使用RTDS仿真器进行仿真时，需要对控保系统进行适当的简化，以适应仿真器接口的限制。然而简化后的控制保护系统与完整的控制保护系统还是有所不同，为了完整的验证控制保护功能，现在需要一种适应仿真器和控保系统接口并能完整验证控保功能的仿真接口装置，保证电力电子装置的安全稳定运行,减少因控制保护功能验证不完整造成的设备损坏和停电损失。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种电力电子设备仿真试验接口装置，该装置能够适应仿真器与控制保护系统的接口，并能完成验证控制保护功能，且对仿真器接口的适应性较强。
为达到上述目的，本发明所述的电力电子设备仿真试验接口装置包括机箱以及安装于机箱内的背板、信号汇集板及若干通讯转换板，其中，信号汇集板通过背板与各通讯转换板相连接，外接的电力电子设备通过触发光纤与通讯转换板的输入端相连接，通讯转换板通过回报光纤与外接电力电子设备的控制保护系统相连接，信号汇集板与外接的RTDS仿真器相连接。
信号汇集板通过背板的LVDS总线与各通讯转换板相连接。
通讯转换板的数目为16块。
机箱内设置有17个卡槽，各通讯转换板及信号汇集板分别卡接于各卡槽内。
信号汇集板上设置有用于与外接的RTDS仿真器相连接的SFP光接口。
通讯转换板上设置有ST光接口，其中，ST光接口通过回报光纤与外接电力电子设备的控制保护系统相连接。
还包括仿真接口试验屏，其中，机箱通过支撑架安装于仿真接口试验屏内。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的电力电子设备仿真试验接口装置在具体操作时，信号汇集板通过背板与各通讯转换板相连接，在工作时，电力电子设备发送过来的触发光信号经通讯转换板转换为第一电信号，然后经背板转发到信号汇集板中汇集后转换为第一光信号后发送给RTDS仿真器，RTDS仿真器的状态信息转换为第二光信号后发送至信号汇集板后转换为第二电信号，然后经背板的LVDS总线分解给各通讯转换板后转换为第三光信号后，再通过回报光纤发送给电子电力设备的控制保护系统中，以适应仿真器与控制保护系统的接口，能完成验证控制保护功能，且对仿真器接口的适应性较强，另外，本发明中通讯转换板采用兼容的光器件，提升了该装置适用性，结构简单，操作方便，实用性极强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为电力电子设备、2为仿真接口试验屏、3为通讯转换板、4为背板、5为信号汇集板、6为RTDS仿真器、7为机箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的电力电子设备仿真试验接口装置包括机箱7以及安装于机箱7内的背板4、信号汇集板5及若干通讯转换板3，其中，信号汇集板5通过背板4与各通讯转换板3相连接，外接的电力电子设备1通过触发光纤与通讯转换板3的输入端相连接，通讯转换板3通过回报光纤与外接电力电子设备1的控制保护系统相连接，信号汇集板5与外接的RTDS仿真器6相连接。另外，本发明还包括仿真接口试验屏2，其中，机箱7通过支撑架安装于仿真接口试验屏2内。
信号汇集板5通过背板4的LVDS总线与各通讯转换板3相连接；通讯转换板3的数目为16块，机箱7内设置有17个卡槽，各通讯转换板3及信号汇集板5分别卡接于各卡槽内。
信号汇集板5上设置有用于与外接的RTDS仿真器6相连接的SFP光接口；通讯转换板3上设置有ST光接口，其中，ST光接口通过回报光纤与外接电力电子设备1的控制保护系统相连接。
通讯转换板3围绕FPGA形成，并且通讯转换板3上没有安装处理器。通讯转换板3具有12个双向光纤收发器，信号汇集板5的工业级PowerPC主处理器，主频高达800MHz；3个10/100/1000Mbps数据率自适应以太网接口；板载4对SFP光口，支持AURORA协议，数据率2.5Gbps；板载5个ST光口，支持IEC60044-8协议，数据率10Mbps；四遥及动态录波功能；IRIG-B码对时功能，RTC掉电守时功能。
本发明的工作原理为：
电力电子设备通过触发光纤与各通讯转换板3相连，各通讯转换板3接收电力电子设备发送过来的触发光信号，然后将该触发光信号转换为第一电信号，再经背板4的LVDS总线汇集到信号汇集板5，信号汇集板5将接收到第一电信号转换为第一光信号，然后经通过通讯协议发送给RTDS仿真器6中，RTDS仿真器6的状态信息转换为第二光信号后发送至信号汇集板5，信号汇集板5将所述第二光信号转换为第二电信号，然后经背板4的LVDS总线分解给各通讯转换板3，再经各通讯转换板3转换为第三光信号后，再通过回报光纤发送给电子电力设备的控制保护系统中。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电力电子设备仿真试验接口装置，其特征在于，包括机箱(7)以及安装于机箱(7)内的背板(4)、信号汇集板(5)及若干通讯转换板(3)，其中，信号汇集板(5)通过背板(4)与各通讯转换板(3)相连接，外接的电力电子设备(1)通过触发光纤与通讯转换板(3)的输入端相连接，通讯转换板(3)通过回报光纤与外接电力电子设备(1)的控制保护系统相连接，信号汇集板(5)与外接的RTDS仿真器(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的电力电子设备仿真试验接口装置，其特征在于，信号汇集板(5)通过背板(4)的LVDS总线与各通讯转换板(3)相连接。
3.根据权利要求1所述的电力电子设备仿真试验接口装置，其特征在于，通讯转换板(3)的数目为16块。
4.根据权利要求1所述的电力电子设备仿真试验接口装置，其特征在于，机箱(7)内设置有17个卡槽，各通讯转换板(3)及信号汇集板(5)分别卡接于各卡槽内。
5.根据权利要求1所述的电力电子设备仿真试验接口装置，其特征在于，信号汇集板(5)上设置有用于与外接的RTDS仿真器(6)相连接的SFP光接口。
6.根据权利要求1所述的电力电子设备仿真试验接口装置，其特征在于，通讯转换板(3)上设置有ST光接口，其中，ST光接口通过回报光纤与外接电力电子设备(1)的控制保护系统相连接。
7.根据权利要求1所述的电力电子设备仿真试验接口装置，其特征在于，还包括仿真接口试验屏(2)，其中，机箱(7)通过支撑架安装于仿真接口试验屏(2)内。
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