CN111969607A - 一种基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法，在dSPACE中构建DPFC串联侧的控制系统作为物理控制器，再通过dSPACE配套的相关软件对控制系统进行接口与资源配置，然后通过屏蔽线连接ADPSS与dSPACE，进行闭环仿真试验，为今后电力电子装置控制系统的研发提供了一条新方法。具备以下优点：SPWM的计算处理在FPGA中进行，仿真精度高，同时可以进行实时仿真；载波发生模块也是在FPGA中构建，其频率范围可以从0到几十兆赫兹；用dSPACE充当物理控制器，可以实时修改控制参数，大大加快试验时间与产品研发周期，且减少了物质的浪费。
Description
技术领域
本发明属于柔性交流输电技术领域。具体涉及基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法。
背景技术
分布式潮流控制器是一种新型柔性交流输电装置，是由统一潮流控制控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)演变而来。但分布式潮流控制器的串联侧采用DSSC技术，采用为分布式布置于输电线路或电力杆塔上，更经济、冗余度更高、可靠性更强。国内对分布式潮流控制器的研究仍处于数字离线仿真验证阶段，还未实现分布式潮流控制器的实时仿真。硬件在环实时仿真HILS(Hardware-in-the-loop simulation)又称半实物仿真，通过将部分硬件直接放到仿真回路中的仿真系统，大大减少工作量，加快研发周期。此外，它实现了仿真模型和实际系统间的实时数据交互，仿真结果与实际情况能基本吻合。
dSPACE是德国dSPACE公司开发的大型仿真工具，可以进行HILS仿真。利用dSPACE的HILS仿真技术可以充分验证拟开发系统的数学模型和控制策略方面。在其中实现的控制器直接与实物控制器对应，可作为实物控制器的原型。本发明提出了一种基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法，可以在短周期内实现电力电子装置的数学模型与控制策略的实时验证，这将为电力电子装置的实时仿真研究开辟了一条全新的思路。
发明内容
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法，其特征在于，包括:
步骤1、在ADPSS/ETSDAC中搭建含分布式潮流控制器详细开关模型的一次系统；设置仿真系统结构、电压等级、基准容量、变压器容量与漏抗、线路阻抗等相关参数；通过分析计算，设计IGBT的小步长参数；
步骤2、基于dSPACE构建分布式潮流控制器串联侧单相变流器SPWM的FPGA模型；
步骤3、在Simulink中构建分布式潮流控制器串联侧控制系统模型；分布式潮流控制器串联侧控制系统模型包括串联侧基波控制与串联侧3次谐波控制，其中FPGA模块的7个Register Out分别为A、B、C相串联侧直流电容电压的PN节点电压以及3次谐波电流(由于板卡的模拟量输入口限制，所以用的是DS2655板卡，乘以1再输出)；Substract模块是一个减法模块，将PN节点电压相减得到A、B、C三相串联侧直流电容电压Vdcse；Control_150Hz功能为控制串联侧直流电容电压；
串联侧基波控制模块是对线路潮流进行控制；
Voltage in(8)～(10)分别是流入分布式潮流控制器安装支路的A、B、C相电流，而Voltage in(11)～(13)为线路末端A、B、C相电压，(14)～(16)为线路末端A、B、C相电流(这里的末端指的是在变压器之后)；Power_cal是一个功率计算模块，control_50Hz为线路潮流控制模块；串联侧基波控制模块的详细控制方法如图6的串联侧基波子控制模块所示；
步骤4、统计分布式潮流控制器串联侧所需的控制信号个数以及输出PWM触发信号个数；在ADPSS侧进行接口分配，给线路电流、电容两端节点电压等进行接口分配，然后用屏蔽线连接至dSPACE的dS2655板卡(FPGA模块)以及dS6221板卡(simulink模型)，与模型一一对应，开展分布式潮流控制器串联侧闭环试验；
步骤5、在dSPACE上位机启动ControlDesk软件，加载步骤4中含有分布式潮流控制器串联侧控制系统控制算法的sdf文件，再在ADPSS上位机启动ETSDAC软件，导入分布式潮流控制器一次系统模型，设置物理接口有效，选择Linux后台并行方式，启动运行；待ADPSS输入信号稳定后，再在ControlDesk界面依次启动串联侧变流器3次谐波控制器、串联侧变流器潮流控制器，实现对线路潮流的控制。
在上述的一种基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法，步骤1中，测试系统由3个电压节点与4条支路构成；系统基准电压等级为0.38kV，其中，两个0.38kV的三相交流电源分别安装在节点I与节点II，两个电源的电压相角差为11.4317°；系统各线路阻抗分别设置为Z1＝0.001+j0.314Ω，Z2＝0.001+j0.072Ω，Z3＝0.004+j0.047Ω，Z4＝0.001+j0.072Ω；系统的可调节电力负荷安装于节点III，用接地电阻Rload表示，在本试验中该电阻的值取为2.8Ω；变压器Ⅰ与变压器Ⅱ额定容量均为0.6MVA，变比为0.38/0.38kV，短路比为10％；试验中，分布式潮流控制器并联侧两端分别接于节点I与变压器I的Y侧中性点；串联侧单元安装在线路I—II上；
基于被测试电网参数，在ADPSS/ETSDAC仿真平台下搭建含分布式潮流控制器详细开关模型的一次系统；
子电路shunt_converter内为分布式潮流控制器并联侧三相变流器与单相变流器的详细开关子电路，singal-phase_bridge_A、B、C分别为串联侧A、B、C相详细开关子电路；由于本发明是针对基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法，开关管触发信号是经过dSPACE计算处理后的模拟信号，所以桥式电路的开关管触发方式需要选择“物理DI触发”；统计输入输出数据，进行相关物理接口设置与匹配；给所有输入输出信号分配物理接口，待dSPACE侧构建完成后，用屏蔽线连接起来。
在上述的一种基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法，步骤2中FPGA模型包含三个单相SPWM调制模块，18个输入输出数据，具体为5个Register in、12个Digital out、1个Analog in，以及一个载波发生模块，单相SPWM调制模块包括
工作状态外部控制单元：FPGA模型编译完成后，无法进行在线修改，除非重新编译；而FPGA的触发信号是直接通过屏蔽线从dSPACE的dS2655板卡连接到小步长配套的AO物理接口箱，物理接口箱接收到触发信号后将直接传输至小步长中，整个过程无法额外添加运算；所以为了能控制变流器是否工作，在触发信号输出至dS2655板卡前加了一个逻辑运算；由于FPGA的and模块的输入信号数据类型需要为Boolean，所以通过一个逻辑比较将pwm_enable信号类型进行转换；当Register in1(pwm_enable)就设置为1时，变流器正常工作；当pwm_enable设置为0时，触发信号恒为0，即IGBT始终处于闭锁状态；
SPWM调制单元：Register in2～Register in4分别是A、B、C相SPWM调制的参考信号，Add2输出的载波信号与参考信号进行比较，就可以得到触发信号；需要说明的是，dSPACE的逻辑元件都需要设置一个延时，延时时间为处理步长的整数倍，如图1所示，out1对应的是G1、G4(A相变流器触发信号)，而G2、G3也是A相变流器触发信号，与G1、G4理论上是完全相反的；但是由于G2、G3需要进行一个逻辑非运算，延时周期选择1个周期，故多了一个8ns的延时；为了保证触发信号的上下桥臂信号完全对称，所以要进行延迟时间的统一，因此在G1、G4(即out1)输出之前进行了一个与逻辑，延时为1个处理步长8ns，在不改变输出的同时实现了与下桥臂信号的同步；
选择载波类型单元：Analog in的channel 11(carrier)为外部输入的载波信号，tri_generator为FPGA内部产生的载波信号；设置Register in 5(select)值为0时，与参考波进行比较的载波为tri_generator，设置Register in 5(select)值为1时，与参考波进行比较的载波为外部输入的carrier；
Analog in1(carrier)是外部产生的三角波信号，可以认为当select设置为1时有效，由于Analog in的单位只有Bit与mV，且输入的载波幅值为5V，而参考波信号是标准参考波(即幅值为±1)，所以carrier需要乘以0.0002。
在上述的一种基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法，载波发生器包括积分模块，积分模块设置在正中间的FPGA，Reset与initial左边连接的部分是固定配套的，不需要设置，in[-]输入的是积分的斜率，Out[-]则为积分后的波形；本发明提出的基于dSPACE的FPGA功能生成载波的方法，具体为：利用dSPACE自带的积分器模块，将Out[-]于逻辑a≥b的b相连，其输出与a相连，然后将其逻辑比较结果乘以2再减去1，然后再乘以2乘以所需要的载波频率；Register in 6输入的是所需要的载波频率，假如为10000Hz，一开始a、b都为0，逻辑为真，则a变为了1，此时Add1的输出为1，Mult2输出为20000，则经过5×10-5s，积分器的输出Out[-]达到1，于是逻辑a≥b逻辑将不再成立，a变为0，Add1的输出为2×0-1，即为-1，此时Mult2输出为-20000，那么Out[-]将从1以-20000的斜率向0变化；经过5×10-5s，Out[-]达到0，此时逻辑a≥b再次成立，a再次变为1，于是再次重复从0到1线性增加；不断重复，于是可以得到一个周期为10000Hz的载波信号。
因此，本发明具有如下优点：1、SPWM的计算处理在FPGA中进行，仿真精度高，同时可以进行实时仿真；2、载波发生模块也是在FPGA中构建，其频率范围可以从0到几十兆赫兹；3、用dSPACE充当物理控制器，可以实时修改控制参数，大大加快试验时间与产品研发周期，且减少了物质的浪费。4、实现了dSPACE与全数字电力系统仿真器ADPSS(AdvancedDigital Power System Simulator)的闭环仿真，为今后电力电子装置的实时仿真提供了一条新思路。
附图说明
附图1a是本发明的串联侧单相变流器SPWM的FPGA模型外部接口示意图。
附图1b是本发明的串联侧单相变流器SPWM的FPGA模型内部示意图。
附图2是本发明的载波发生模块图示意图。
附图3是本发明的串联侧3次谐波控制系统模型示意图。
附图4是本发明的串联侧3次谐波子控制模块示意图。
附图5是本发明的串联侧基波控制模型示意图。
附图6是本发明的串联侧基波子控制模块示意图。
附图7是本发明的被测试电网示意图。
附图8是本发明的含分布式潮流控制器详细开关模型的一次系统示意图。
附图9是本发明的dSPACE硬件型号选择示意图。
附图10是本发明的I/O接口类型设置示意图。
附图11是本发明的ConfigurationDesk接口匹配界面。
附图12是本发明的FPGA接口模型示意图。
附图13是本发明的ControlDesk信号窗口。
附图14是本发明的ControlDesk信号检测界面。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
一、首先介绍本发明的原理。
系统结构包括四个部分。其中ADPSS侧可以分为三个部分：①ADPSS服务器，主要功能为用于负责处理及协调整个系统的工作；②小步长仿真装置，主要功能为模拟含分布式潮流控制器的一次系统，以2us的步长实时仿真，可准确模拟功率管特性；③物理接口箱与光纤，主要功能为实现ADPSS+小步长与dSPACE的信号交换。第四个部分为dSPACE装置，主要功能为分布式潮流控制器控制系统。
具体实施步骤如下：
(1)在ADPSS/ETSDAC中搭建含分布式潮流控制器详细开关模型的一次系统。设置仿真系统结构、电压等级、基准容量、变压器容量与漏抗、线路阻抗等相关参数。通过分析计算，设计IGBT的小步长参数。
(2)基于dSPACE构建分布式潮流控制器串联侧单相变流器SPWM的FPGA模型。三个单相变流器SPWM的FPGA模型具体实现方式如图1a、1b所示。
图1a、1b中显示出来的部分包含18个输入输出数据，具体为5个Register in、12个Digital out、1个Analog in，此外还有一个载波发生模块。该单相SPWM调制模块具有以下功能。
①工作状态外部控制功能。FPGA模型编译完成后，无法进行在线修改，除非重新编译。而FPGA的触发信号是直接通过屏蔽线从dSPACE的DS2655板卡连接到小步长配套的AO物理接口箱，物理接口箱接收到触发信号后将直接传输至小步长中，整个过程无法额外添加运算。所以为了能控制变流器是否工作，在触发信号输出至DS2655板卡前加了一个逻辑运算。由于FPGA的and模块的输入信号数据类型需要为Boolean，所以通过一个逻辑比较将pwm_enable信号类型进行转换。当Register in1(pwm_enable)就设置为1时，变流器正常工作。当pwm_enable设置为0时，触发信号恒为0，即IGBT始终处于闭锁状态。
②SPWM调制功能。Register in2～Register in4分别是A、B、C相SPWM调制的参考信号，Add2输出的载波信号与参考信号进行比较，就可以得到触发信号。需要说明的是，dSPACE的逻辑元件都需要设置一个延时，延时时间为处理步长的整数倍，如图1所示，out1对应的是G1、G4(A相变流器触发信号)，而G2、G3也是A相变流器触发信号，与G1、G4理论上是完全相反的。但是由于G2、G3需要进行一个逻辑非运算，延时周期选择1个周期，故多了一个8ns的延时。为了保证触发信号的上下桥臂信号完全对称，所以要进行延迟时间的统一，因此在G1、G4(即out1)输出之前进行了一个与逻辑，延时为1个处理步长8ns，在不改变输出的同时实现了与下桥臂信号的同步。
③选择载波类型功能：Analog in的channel 11(carrier)为外部输入的载波信号，tri_generator为FPGA内部产生的载波信号。设置Register in 5(select)值为0时，与参考波进行比较的载波为tri_generator，设置Register in 5(select)值为1时，与参考波进行比较的载波为外部输入的carrier。
Analog in1(carrier)是外部产生的三角波信号，可以认为当select设置为1时有效，由于Analog in的单位只有Bit与mV，且输入的载波幅值为5V，而参考波信号是标准参考波(即幅值为±1)，所以carrier需要乘以0.0002。
载波发生器的详细模型如图2所示。
如图2所示，正中间的FPGA实质是一个积分模块，Reset与initial左边连接的部分是固定配套的，不需要设置，in[-]输入的是积分的斜率，Out[-]则为积分后的波形。本发明提出的基于dSPACE的FPGA功能生成载波的方法，具体为：利用dSPACE自带的积分器模块，将Out[-]于逻辑a≥b的b相连，其输出与a相连，然后将其逻辑比较结果乘以2再减去1，然后再乘以2乘以所需要的载波频率。Register in 6输入的是所需要的载波频率，假如为10000Hz，一开始a、b都为0，逻辑为真，则a变为了1，此时Add1的输出为1，Mult2输出为20000，则经过5×10-5s，积分器的输出Out[-]达到1，于是逻辑a≥b逻辑将不再成立，a变为0，Add1的输出为2×0-1，即为-1，此时Mult2输出为-20000，那么Out[-]将从1以-20000的斜率向0变化。经过5×10-5s，Out[-]达到0，此时逻辑a≥b再次成立，a再次变为1，于是再次重复从0到1线性增加。不断重复，于是可以得到一个周期为10000Hz的载波信号。
(3)在Simulink中构建分布式潮流控制器串联侧控制系统。
分布式潮流控制器串联侧控制系统模型包括串联侧基波控制与串联侧3次谐波控制。
基于dSPACE的串联侧3次谐波控制模型如图3所示。
其中FPGA模块的7个Register Out分别为A、B、C相串联侧直流电容电压的PN节点电压以及3次谐波电流(由于板卡的模拟量输入口限制，所以用的是DS2655板卡，乘以1再输出)。Substract模块是一个减法模块，将PN节点电压相减得到A、B、C三相串联侧直流电容电压Vdcse。Control_150Hz功能为控制串联侧直流电容电压。串联侧3次谐波控制模型的详细控制算法及实现如图4的串联侧3次谐波子控制模块所示。
串联侧基波控制模块主要对线路潮流进行控制，其基于dSPACE的模型如图5所示。
Voltage in(8)～(10)分别是流入分布式潮流控制器安装支路的A、B、C相电流，而Voltage in(11)～(13)为线路末端A、B、C相电压，(14)～(16)为线路末端A、B、C相电流(这里的末端指的是在变压器之后)。Power_cal是一个功率计算模块，control_50Hz为线路潮流控制模块。串联侧基波控制模块的详细控制方法如图6的串联侧基波子控制模块所示。
(4)统计分布式潮流控制器串联侧所需的控制信号个数以及输出PWM触发信号个数。在ADPSS侧进行接口分配，给线路电流、电容两端节点电压等进行接口分配，然后用屏蔽线连接至dSPACE的DS2655板卡(FPGA模块)以及DS6221板卡(simulink模型)，与模型一一对应，开展分布式潮流控制器串联侧闭环试验。
二、下面结合具体案例进行详细介绍。
具体实施步骤如下：
(1)在ADPSS/ETSDAC中搭建含分布式潮流控制器详细开关模型的一次系统。
本项目采用如图7所示的电网进行测试。测试系统由3个电压节点与4条支路构成。系统基准电压等级为0.38kV，其中，两个0.38kV的三相交流电源分别安装在节点I与节点II，两个电源的电压相角差为11.4317°；系统各线路阻抗分别设置为Z1＝0.001+j0.314Ω，Z2＝0.001+j0.072Ω，Z3＝0.004+j0.047Ω，Z4＝0.001+j0.072Ω；系统的可调节电力负荷安装于节点III，用接地电阻Rload表示，在本试验中该电阻的值取为2.8Ω；变压器Ⅰ与变压器Ⅱ额定容量均为0.6MVA，变比为0.38/0.38kV，短路比为10％。试验中，分布式潮流控制器并联侧两端分别接于节点I与变压器I的Y侧中性点；串联侧单元安装在线路I—II上。
基于图7的被测试电网参数，在ADPSS/ETSDAC仿真平台下搭建含分布式潮流控制器详细开关模型的一次系统，具体如图8所示。
子电路shunt_converter内为分布式潮流控制器并联侧三相变流器与单相变流器的详细开关子电路，singal-phase_bridge_A、B、C分别为串联侧A、B、C相详细开关子电路。由于本发明是针对基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法，开关管触发信号是经过dSPACE计算处理后的模拟信号，所以桥式电路的开关管触发方式需要选择“物理DI触发”。统计输入输出数据，进行相关物理接口设置与匹配。给所有输入输出信号分配物理接口，待dSPACE侧构建完成后，用屏蔽线连接起来。
(2)基于dSPACE构建分布式潮流控制器串联侧单相变流器SPWM的FPGA模型
打开与MATLAB已关联的System Generator软件，找到Xilinx Blockset库、dSPACERTI FPGA Programming Blockset库等，选择需要的元件与接口。并将FPGA_Setup元件与System Generator元件加载到模型中，并对FPGA Setup进行设置。对应自己所购买的FPGA板卡类型，在FPGA Setup的unit栏选择FPGA板卡类型。如本实验室购买的的FPGA板卡是DS2655，7K160类型，然后在I/Omodule选择M1，点击ok即可，具体如图9所示。
选好硬件之后，根据输入输出数据类型去配置模型中的I/O通道，并设置位数等参数。如数据是从物理接口输入，则用FPGA_IO_READ_BL1元件，并选择输入的数据类型(数字量或模拟量)，然后进行接口分配，若输出数据是直接输出至simulink处理器模型中，则选择FPGA_XDATA_WRITE_BL1元件。例如，DS2655的channel 11连接的是一个外部输入的载波，所以这里载波对应的接口选择为Analog_Mod_1(M1板卡)，通道选择channel 11，具体如图10所示。
搭建及配置完成后。按crtl+D进行检错，检错无误后便可以进行编译。双击FPGA_Setup，点击Parameters，选择Thread(s)数量，选好后点击Execute进行编译，在Matlab命令行窗口看编译进程，编译结束后会生成一个INI文件。
(3)基于dSPACE构建分布式潮流控制器串联侧控制系统。
①打开与MATLAB已关联的System Generator软件，在Simulink界面搭建分布式潮流控制器串联侧控制系统，步长设置为0.0001s。
②将步骤(2)中生成的SPWM的INI文件加载至ConfigurationDesk的project中，然后在Hardware/Custom Function栏选择DS2655M1，单机然后拖入Functions界面(若有多个FPGA模块，选择所需要的FPGA模块，然后重复操作即可)。根据步骤1中统计的输入输出信号类型与接口数量，在DS6221板卡中选择对应个数的Analog in拖入到singal chain的Functions。结果如图11所示。
图11中，Spwm为三个单相全桥SPWM的FPGA模块，而Algp包含7个AI信号。其余部分则为9个AI信号。完成接口统计后，全选Functions里的模块，点击Assign进行硬件资源的分配。再依次点击Propagate——Propagate to simulink model，此时会在simulink中自动出现一个模型，如图12所示。
图12中就是分布式潮流控制器串联侧所需要的输入输出信号，然后进行分布式潮流控制器串联侧控制系统的构建。
分布式潮流控制器串联侧控制系统模型包括串联侧基波控制与串联侧3次谐波控制。基于dSPACE的串联侧3次谐波控制模型可见图3。
其中FPGA模块的7个Register Out分别为A、B、C相串联侧直流电容电压的PN节点电压以及3次谐波电流(由于板卡的模拟量输入口限制，所以用的是DS2655板卡，乘以1再输出)。Substract模块是一个减法模块，将PN节点电压相减得到A、B、C三相串联侧直流电容电压Vdcse。Control_150Hz功能为控制串联侧直流电容电压。串联侧3次谐波控制模型的详细子控制模块可见图4。
串联侧基波控制模块主要对线路潮流进行控制，其基于dSPACE的模型可见图5。
Voltage in(8)～(10)分别是流入分布式潮流控制器安装支路的A、B、C相电流，而Voltage in(11)～(13)为线路末端A、B、C相电压，(14)～(16)为线路末端A、B、C相电流(这里的末端指的是在变压器之后)。Power_cal是一个功率计算模块，control_50Hz为线路潮流控制模块。串联侧基波控制模块的的详细子控制模块可见图6。
③完成分布式潮流控制器串联侧控制系统模型构建后，将模型保存，回到ConfigurationDesk界面，将保存的分布式潮流控制器串联侧控制系统模型加载进去，然后进行build编译，编译成功后会生成一个包含分布式潮流控制器控制算法的sdf文件。
④打开dSPACE配套的ControlDesk软件，加载③中生成的sdf文件。在ControlDesk界面的左下角展开Model Root，选择所需要观测的信号以及需要实时更改的信号(如PI参数、电容电压给定值、使能信号等)，如图13所示。
⑤完成上述操作后，在ControlDesk界面点击“Go Online”运行程序，然后在ADPSS界面启动运行。再在ControlDesk界面点击“Start Measuring”，开始进行数据录波，并实时根据需要修改PI参数、电容电压给定值、潮流给定值等等。最后根据试验方案进行预充电、并联侧投入、串联侧投入、潮流控制等步骤，完成闭环试验,实验结果如图14所示。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (4)
1.一种基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法，其特征在于，包括:
步骤1、在ADPSS/ETSDAC中搭建含分布式潮流控制器详细开关模型的一次系统；设置仿真系统结构、电压等级、基准容量、变压器容量与漏抗、线路阻抗等相关参数；通过分析计算，设计IGBT的小步长参数；
步骤2、基于dSPACE构建分布式潮流控制器串联侧单相变流器SPWM的FPGA模型；
步骤3、在Simulink中构建分布式潮流控制器串联侧控制系统模型；分布式潮流控制器串联侧控制系统模型包括串联侧基波控制与串联侧3次谐波控制，其中FPGA模块的7个Register Out分别为A、B、C相串联侧直流电容电压的PN节点电压以及3次谐波电流(由于板卡的模拟量输入口限制，所以用的是DS2655板卡，乘以1再输出)；Substract模块是一个减法模块，将PN节点电压相减得到A、B、C三相串联侧直流电容电压Vdcse；Control_150Hz功能为控制串联侧直流电容电压；
串联侧基波控制模块是对线路潮流进行控制；
Voltage in(8)～(10)分别是流入分布式潮流控制器安装支路的A、B、C相电流，而Voltage in(11)～(13)为线路末端A、B、C相电压，(14)～(16)为线路末端A、B、C相电流(这里的末端指的是在变压器之后)；Power_cal是一个功率计算模块，control_50Hz为线路潮流控制模块；串联侧基波控制模块的详细控制方法如图6的串联侧基波子控制模块所示；
步骤4、统计分布式潮流控制器串联侧所需的控制信号个数以及输出PWM触发信号个数；在ADPSS侧进行接口分配，给线路电流、电容两端节点电压等进行接口分配，然后用屏蔽线连接至dSPACE的dS2655板卡(FPGA模块)以及dS6221板卡(simulink模型)，与模型一一对应，开展分布式潮流控制器串联侧闭环试验；
步骤5、在dSPACE上位机启动ControlDesk软件，加载步骤4中含有分布式潮流控制器串联侧控制系统控制算法的sdf文件，再在ADPSS上位机启动ETSDAC软件，导入分布式潮流控制器一次系统模型，设置物理接口有效，选择Linux后台并行方式，启动运行；待ADPSS输入信号稳定后，再在ControlDesk界面依次启动串联侧变流器3次谐波控制器、串联侧变流器潮流控制器，实现对线路潮流的控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法，其特征在于，步骤1中，测试系统由3个电压节点与4条支路构成；系统基准电压等级为0.38kV，其中，两个0.38kV的三相交流电源分别安装在节点I与节点II，两个电源的电压相角差为11.4317°；系统各线路阻抗分别设置为Z1＝0.001+j0.314Ω，Z2＝0.001+j0.072Ω，Z3＝0.004+j0.047Ω，Z4＝0.001+j0.072Ω；系统的可调节电力负荷安装于节点III，用接地电阻Rload表示，在本试验中该电阻的值取为2.8Ω；变压器Ⅰ与变压器Ⅱ额定容量均为0.6MVA，变比为0.38/0.38kV，短路比为10％；试验中，分布式潮流控制器并联侧两端分别接于节点I与变压器I的Y侧中性点；串联侧单元安装在线路I—II上；
基于被测试电网参数，在ADPSS/ETSDAC仿真平台下搭建含分布式潮流控制器详细开关模型的一次系统；
子电路shunt_converter内为分布式潮流控制器并联侧三相变流器与单相变流器的详细开关子电路，singal-phase_bridge_A、B、C分别为串联侧A、B、C相详细开关子电路；由于本发明是针对基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法，开关管触发信号是经过dSPACE计算处理后的模拟信号，所以桥式电路的开关管触发方式需要选择“物理DI触发”；统计输入输出数据，进行相关物理接口设置与匹配；给所有输入输出信号分配物理接口，待dSPACE侧构建完成后，用屏蔽线连接起来。
3.根据权利要求1所述的一种基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法，其特征在于，步骤2中FPGA模型包含三个单相SPWM调制模块，18个输入输出数据，具体为5个Register in、12个Digital out、1个Analog in，以及一个载波发生模块，单相SPWM调制模块包括
工作状态外部控制单元：FPGA模型编译完成后，无法进行在线修改，除非重新编译；而FPGA的触发信号是直接通过屏蔽线从dSPACE的dS2655板卡连接到小步长配套的AO物理接口箱，物理接口箱接收到触发信号后将直接传输至小步长中，整个过程无法额外添加运算；所以为了能控制变流器是否工作，在触发信号输出至dS2655板卡前加了一个逻辑运算；由于FPGA的and模块的输入信号数据类型需要为Boolean，所以通过一个逻辑比较将pwm_enable信号类型进行转换；当Register in1(pwm_enable)就设置为1时，变流器正常工作；当pwm_enable设置为0时，触发信号恒为0，即IGBT始终处于闭锁状态；
SPWM调制单元：Register in2～Register in4分别是A、B、C相SPWM调制的参考信号，Add2输出的载波信号与参考信号进行比较，就可以得到触发信号；需要说明的是，dSPACE的逻辑元件都需要设置一个延时，延时时间为处理步长的整数倍，如图1所示，out1对应的是G1、G4(A相变流器触发信号)，而G2、G3也是A相变流器触发信号，与G1、G4理论上是完全相反的；但是由于G2、G3需要进行一个逻辑非运算，延时周期选择1个周期，故多了一个8ns的延时；为了保证触发信号的上下桥臂信号完全对称，所以要进行延迟时间的统一，因此在G1、G4(即out1)输出之前进行了一个与逻辑，延时为1个处理步长8ns，在不改变输出的同时实现了与下桥臂信号的同步；
选择载波类型单元：Analog in的channel 11(carrier)为外部输入的载波信号，tri_generator为FPGA内部产生的载波信号；设置Register in 5(select)值为0时，与参考波进行比较的载波为tri_generator，设置Register in 5(select)值为1时，与参考波进行比较的载波为外部输入的carrier；
Analog in1(carrier)是外部产生的三角波信号，可以认为当select设置为1时有效，由于Analog in的单位只有Bit与mV，且输入的载波幅值为5V，而参考波信号是标准参考波(即幅值为±1)，所以carrier需要乘以0.0002。
4.根据权利要求3所述的一种基于dSPACE的分布式潮流控制器串联侧闭环仿真试验方法，其特征在于，载波发生器包括积分模块，积分模块设置在正中间的FPGA，Reset与initial左边连接的部分是固定配套的，不需要设置，in[-]输入的是积分的斜率，Out[-]则为积分后的波形；本发明提出的基于dSPACE的FPGA功能生成载波的方法，具体为：利用dSPACE自带的积分器模块，将Out[-]于逻辑a≥b的b相连，其输出与a相连，然后将其逻辑比较结果乘以2再减去1，然后再乘以2乘以所需要的载波频率；Register in 6输入的是所需要的载波频率，假如为10000Hz，一开始a、b都为0，逻辑为真，则a变为了1，此时Add1的输出为1，Mult2输出为20000，则经过5×10-5s，积分器的输出Out[-]达到1，于是逻辑a≥b逻辑将不再成立，a变为0，Add1的输出为2×0-1，即为-1，此时Mult2输出为-20000，那么Out[-]将从1以-20000的斜率向0变化；经过5×10-5s，Out[-]达到0，此时逻辑a≥b再次成立，a再次变为1，于是再次重复从0到1线性增加；不断重复，于是可以得到一个周期为10000Hz的载波信号。
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