CN112327082A - 一种柔性直流工程成套耗能装置测试方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种柔性直流工程成套耗能装置测试方法、装置和系统，测试过程包括：搭建成套耗能装置一次测试回路；获取测试功能类型以及测试配置信息，确定耗能阀控制保护单元的理论保护动作数据，生成符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的电网运行参数，传输至耗能阀控制保护单元；采集耗能阀控制保护单元的实际保护动作信息数据，将其与理论保护动作数据进行比较，判断测试功能类型对应的成套耗能装置功能是否正常。本发明通过模拟电网运行环境生成虚拟电网运行参数，对成套耗能装置进行整组试验，可对其基本状态、故障穿越功能、冷却闭锁功能及保护功能等进行更全面的测试，保证成套耗能装置在系统调试和直流运行过程中能起到有效的防护作用。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统保护检验测试技术领域，特别是一种基于虚拟电网运行参数的柔性直流工程成套耗能装置测试方法、装置和系统。
背景技术
柔性直流输电可以实现两端交流电网的隔离，以及功率的快速解耦控制，是适用于风电等可再生能源接入交流电网的新一代输电方式风电场采用柔性直流输电方式接入时。若受端交流电网发生故障，则受端换流站的功率输出能力下降，而风场侧功率传输基本不受影响，直流线路送端和受端将出现功率差额，并随故障的持续而不断积累，将导致直流侧电压升高。
成套耗能装置是目前最具推广前景的柔性直流受端故障穿越手段之一，特别是基于模块化多电平的集中电阻耗能装置是消耗功率差额的有效手段。基于模块化多电平的集中电阻的成套耗能装置结构包括：模块化多电平电路、耗能电阻以及阀控制保护系统，拓扑见图1。其中，模块化多电平电路和耗能电阻串联后接于直流正负极之间，阀控制保护系统判别柔性直流运行状态，并控制模块化多电平电路投入、切除或闭锁，实现耗能电阻的投切。
成套耗能装置故障穿越策略有不同原理，投切控制原理总体上分为两类：一是监测直流电压，通过投切耗能电阻保持直流电压在合理范围内；二是计算送、受端换流站输送功率差额，控制切耗能电阻保持两侧功率平衡。柔直正常运行时，阀控制保护系统控制子模块电容串入耗能支路，耗能电阻不投入；柔直受端电网发生故障导致受端换流器输送能力受限时，阀控制保护系统通过控制模块化多电平电路的投入时间或子模块投入数目，控制耗能电阻投入，以消耗直流冗余功率。
成套耗能装置整组试验需要在带电条件下进行，且其控制行为与柔直直流运行状态量相关，为试验带来了难题。因此目前在柔性直流调试过程中，成套耗能装置功能测试在系统调试中开展。此试验方式存在两个问题：一是由于成套耗能装置在系统调试前未开展整组测试，系统调试中可能出现控制异常，将造成直流电压波动和传输功率波动，进而威胁电网安全；二是系统调试中难以将成套耗能装置功能试验完全，成套耗能装置主要作用为交流电网故障时的配合直流进行故障穿越，由于试验条件对交流电网运行要求严苛，部分故障穿越策略无法开展。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性直流工程成套耗能装置测试方法、装置和系统，通过模拟电网运行环境生成虚拟电网运行参数，并搭建测试回路以对成套耗能装置进行整组试验，可对成套耗能装置的基本状态、故障穿越功能、冷却闭锁功能及保护功能等进行更为全面的测试，保证成套耗能装置在系统调试和直流运行过程中能够起到有效的防护作用。本发明采用的技术方案如下。
一方面，本发明提供一种柔性直流工程成套耗能装置测试方法，包括：
获取测试功能类型信息以及测试配置信息；
根据测试功能类型信息以及测试配置信息，利用预先构建的柔直电网运行模型和柔直控制保护模型，生成符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的电网运行参数数据，传输至成套耗能装置中的耗能阀控制保护单元；成套耗能装置连接一预先搭建的测试回路；
通过所述测试回路，采集耗能阀控制保护单元响应于接收到的电网运行参数数据而发生的实际保护动作信息数据；
根据测试功能类型以及测试配置信息，确定耗能阀控制保护单元的理论保护动作数据；
将所述实际保护动作信息数据与理论保护动作数据进行比较，根据比较结果判断测试功能类型对应的成套耗能装置功能是否正常。
以上方案中，耗能阀控制保护单元的实际保护动作信息数据由耗能阀控制保护单元响应于接收到模拟生成的电网运行参数数据后，控制耗能阀执行保护动作而产生于测试回路中。测试回路用于为被测成套耗能装置一次系统提供能量，使其能够实现投入、切除等保护动作行为，同时实现耗能动作行为的检测。
由于成套耗能装置为现有产品，其可能面临的运行环境及对应的电网运行参数可参考现有技术，柔直电网运行模型和柔直控制保护模型的输入输出关系根据实际柔直工程确定，具体模型构建同样可参考现有技术。因此本申请对于根据各种测试功能类型以及已知配置参数进行电网运行参数的具体生成方法不予赘述。
可选的，所述测试功能类型包括基本投切功能测试、故障穿越策略测试、冷却闭锁功能测试和保护功能测试，还可包括其它成套耗能装置的相关功能测试类型。
根据柔性直流工程成套耗能装置动作策略的判据，需要输出的符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的运行参数数据，包括直流电压、耗能支路电流、柔直控保控制指令、柔直运行状态等数据，方法还包括：模拟实际直流电压分压器控制所述直流电压的输出，模拟实际直流电子式互感器控制所述耗能支路电流的输出，模拟实际开关量输出模块控制开关量数据的输出，以及模拟实际控制总线信号输出模块对控制总线信号进行控制输出。这些输出数据的模拟可实现虚拟电网运行参数与实际电网运行参数的一致性，使得测试环境更贴合实际，测试结果更为可靠。
可选的，成套耗能装置包括耗能阀控制保护单元、模块化多电平电路和耗能电阻，所述模块化多电平电路包括与耗能电阻串联的多个子模块；所述测试回路中串接有直流电源、并联电阻和电流测量单元；直流电源的正负极并接于耗能电阻与多个子模块之间串联的电路两端上；所述并联电阻两端与耗能电阻两端相并联，且并联设置有电压测量单元；测试回路还包括用于旁路一个或多个子模块的旁路电路段；
所述实际保护动作信息数据包括所述耗能电阻的电压数据和流经耗能电阻的电流数据。
第二方面，本发明提供一种柔性直流工程成套耗能装置测试装置，包括：
人机交互接口模块，被配置用于获取用户输入的测试功能类型信息以及测试配置信息；
虚拟电网运行参数生成模块，被配置用于根据测试功能类型信息以及测试配置信息，利用预先构建的柔直电网运行模型和柔直控制保护模型，生成符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的电网运行参数数据，传输至成套耗能装置中的耗能阀控制保护单元；成套耗能装置中，耗能阀连接在一预先搭建的测试回路中；
实际保护动作信息采集模块，被配置用于通过所述测试回路，采集耗能阀控制保护单元响应于接收到的电网运行参数数据而发生的实际保护动作信息数据；
理论保护动作确定模块，被配置用于根据测试功能类型以及测试配置信息，确定耗能阀控制保护单元的理论保护动作数据；
逻辑判断模块，被配置用于将所述实际保护动作信息数据与理论保护动作数据进行比较，根据比较结果判断测试功能类型对应的成套耗能装置功能是否正常。
具体的，若实际保护动作信息数据与理论保护动作数据相符，则说明测试功能类型对应的成套耗能装置功能正常。所述数据相符可理解为数据及其变化过程大致相同。
可选的，所述人机交互接口模块包括交互界面，交互界面上设有供用户选择的多个测试功能类型选择区域，以及测试配置信息输入区域。
可选的，柔性直流工程成套耗能装置测试装置还包括硬件接口模块，虚拟电网运行参数生成模块所生成的电网运行参数数据通过硬件接口模块中的多个接口传输至成套耗能装置中的耗能阀控制保护单元；
其中，硬件接口模块中的接口包括：开关量输出接口、数字量采样值输出接口、控制总线信号输出接口、直流电压输出接口，以及测量电压输入接口和测量电流输入接口；所述测量电压和测量电流分别为，成套耗能装置中耗能电阻的电压数据和流经耗能电阻的电流数据；所述实际保护动作信息数据包括所述测量电压和测量电流。
以上方案可实现虚拟电网运行参数生成后到被测成套耗能装置的传输，成套耗能装置可按照正常运行方式与柔性直流工程成套耗能装置测试装置进行数据交互，接收正常运行时应当接收的信息，实现测试环境与实际运行环境的高度仿真，进一步保障测试结果的可靠性。
第三方面，本发明提供一种柔性直流工程成套耗能装置测试系统，包括被测成套耗能装置、耗能动作检测装置以及柔性直流工程成套耗能装置测试装置；
所述柔性直流工程成套耗能装置测试装置接收外部输入的测试功能类型信息以及测试配置信息，根据所述测试功能类型信息以及测试配置信息，利用预先构建的柔直电网运行模型和柔直控制保护模型，生成符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的电网运行参数数据，传输至成套耗能装置中的耗能阀控制保护单元；
耗能动作检测装置包括测试回路，成套耗能装置连接所述测试回路；柔性直流工程成套耗能装置测试装置通过测试回路采集耗能阀控制保护单元响应于所述电网运行参数数据进行保护动作所产生的实际保护动作信息数据；
柔性直流工程成套耗能装置测试装置根据测试功能类型以及测试配置信息，确定耗能阀控制保护单元的理论保护动作数据；将所述实际保护动作信息数据与理论保护动作数据进行比较，根据比较结果判断测试功能类型对应的成套耗能装置功能是否正常。
可选的，所述成套耗能装置包括耗能阀控制保护单元、模块化多电平电路和耗能电阻，所述模块化多电平电路包括与耗能电阻串联的多个子模块；
耗能动作检测装置中，测试回路中串接有直流电源、并联电阻和电流测量单元；直流电源的正负极并接于耗能电阻与多个子模块的串联电路两端上；所述并联电阻两端与耗能电阻两端相并联，且并联设置有电压测量单元；
测试回路还包括用于旁路一个或多个子模块的旁路电路段。旁路电路所短接的子模块数量，根据所要模拟测试的直流电压等级以及成套耗能装置系统参数所确定。
可选的，所述并联电阻为可调电阻。可调电阻的阻值调节同样根据所要模拟测试的直流电压等级以及成套耗能装置系统参数所确定。
以上测试回路可模拟成套耗能装置运行的一次系统，直流电源用于提供模拟直流运行的直流电压，电流和电压测量单元则能够用于检测模拟一次系统的运行状态，反应成套耗能装置的保护动作。并联电阻的阻值和被旁路的子模块数量的确定原则为，能够构造与测试直流电源电压等级相匹配的模块化多电平集中式耗能电阻测试电路，保证未被旁路的子模块正常取能。
可选的，所述测试回路上还串接有可控常闭开关和可控常开开关，所述可控常开开关与未被旁路的全部子模块并接，所述可控常闭开关一端连接直流电源正极或负极。可控常闭开关可用于改变整个测试回路的运行状态为工作或停止，可控常开开关则能够使得测试状态下未被旁路的子模块能够正常工作。
有益效果
本发明的柔性直流工程成套耗能装置测试方法，通过模拟电网运行环境，可根据指定的测试功能类型和测试配置信息，生成相应的虚拟电网运行参数，传输给被测的成套耗能装置。再采集成套耗能装置响应于虚拟电网运行参数而产生的保护动作数据，通过比较理论保护动作与实际保护动作，可实现对成套耗能装置的整组试验，能够对成套耗能装置基本状态、故障穿越功能、冷却闭锁功能及保护功能等进行全面的测试，保证成套耗能装置在系统调试和直流运行过程中能够起到有效的防护作用。
同时本发明的测试系统中，测试回路实现了耗能支路的重构，模拟耗能支路接入直流双极运行，能够根据成套耗能装置的实际运行环境，对相应电压等级的柔直工程一次系统进行模拟，模拟受端电网故障时的柔性直流运行状态，构建仿真度更高的测试环境，无需在实际的柔直工程环境中进行测试，降低了测试难度，避免测试异常情况下对实际电网安全运行带来威胁，且能够保障测试结果的准确性。
附图说明
图1所示为本发明柔性直流工程成套耗能装置测试方法原理示意图；
图2所示为成套耗能装置与本发明测试回路的连接示意图；
图3所示为本发明柔性直流工程成套耗能装置测试装置的一种实施方式功能架构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步描述。
参考图2所示，现有基于模块化多电平的集中电阻成套耗能装置结构包括：模块化多电平电路（由SM1-SMn组成）、耗能电阻以及阀控制保护系统。模块化多电平电路和耗能电阻组成耗能支路一次系统，接入柔直电网的直流正负极；阀控制保护系统根据故障穿越策略，判别耗能支路应执行的动作行为，并通过控制子模块投切，实现耗能电阻的投退。
典型耗能阀控制保护单元的输入包括：通过测量接口装置获取电子式互感器的数字量采样值和直流电压采样值；通过控制总线从柔直控制主机获取柔直运行状态信号，如整流站/逆变站解闭锁信号；通过柔直控制保护系统获取柔直控制指令，如柔直发出的成套耗能装置退出指令；通过柔直控制系统获取特高压直流输电工程的运行参数，如整流站/逆变站输送功率。耗能阀控制保护单元的输出包括：通过控制总线发送至柔直控制主机的成套耗能装置运行状态。耗能阀控制保护单元对上述信息进行逻辑判别，通过控制耗能子模块状态，控制耗能电阻投切，配合实现受端电网故障时的柔直故障穿越，以及柔直或耗能装置异常时，成套耗能装置的退出。
因此，本发明的技术构思为，通过模拟模块化多电平电路所接入的柔直电网，同时模拟生成耗能阀控制保护单元的信号输入，来测试耗能阀控制保护单元在各种测试功能类型对应的测试信号输入情况下的响应动作，并根据实际响应动作与测试功能类型对应的理论响应动作进行对比，判断成套耗能装置的相应功能是否正常。无需在实际的柔直工程环境中进行测试，降低测试难度，避免测试异常情况下对实际电网安全运行带来威胁，且能够支持更全面的测试。
实施例1
本实施例介绍一种柔性直流工程成套耗能装置测试方法，在方法实施前，预先模拟成套耗能装置一次接入的柔直电网搭建测试回路，测试回路包括电源回路和动作行为相关参数采集元件，用于成套耗能装置一次系统取能，以驱动成套耗能装置“耗能热备用”、“直接耗能”、“待耗能”等动作行为；动作行为相关参数采集元件包括电流测量单元和电压测量单元，用于判别成套耗能装置实际动作行为。
如图2所示，成套耗能装置包括耗能阀控制保护单元、模块化多电平电路和耗能电阻，所述模块化多电平电路包括与耗能电阻串联的多个子模块；测试回路中直流电源的正负极并接于耗能电阻与多个子模块之间串联的电路两端上；所述并联电阻两端与耗能电阻两端相并联，且并联设置有电压测量单元；测试回路还包括用于旁路一个或多个子模块的旁路电路段。
并联电阻为可调电阻，可调电阻的阻值调节以及旁路电路所短接的子模块数量，根据所要模拟测试的直流电压等级以及成套耗能装置系统参数所确定。并联电阻的阻值和被旁路的子模块数量的确定原则为，能够构造与测试直流电源电压等级相匹配的模块化多电平集中式耗能电阻测试回路，保证未被旁路的子模块正常取能。
在已搭建的测试回路基础上，参考图1和图3所示，柔性直流工程成套耗能装置测试方法包括：
获取测试功能类型信息以及测试配置信息；
根据测试功能类型信息以及测试配置信息，生成符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的电网运行参数数据，传输至成套耗能装置中的耗能阀控制保护单元；
采集耗能阀控制保护单元响应于接收到电网运行参数数据后进行保护动作所产生的实际保护动作信息数据；
根据测试功能类型以及测试配置信息，确定耗能阀控制保护单元的理论保护动作数据；
将所述实际保护动作信息数据与理论保护动作数据进行比较，根据比较结果判断测试功能类型对应的成套耗能装置功能是否正常。
本发明测试方法能够对成套耗能装置进行全面的测试，所支持的测试类型包括基本投切功能测试、故障穿越策略测试、冷却闭锁功能测试和保护功能测试，还可包括其它成套耗能装置的相关功能测试类型。用户可通过人机交互接口模块输入测试类型信息以及测试配置信息。根据测试类型和测试配置信息生成对应的符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的电网运行参数数据，可参考成套耗能装置实际运行时在面临各种工况时的输入参数，举例如下：
所选测试功能为“基本投切状态”时，虚拟电网运行参数计算模块根据柔直主要参数及被测电路参数，生成符合成套耗能装置“耗能热备用”状态、“直接耗能”状态、“待耗能”状态等动作行为的电网虚拟运行参数数据，包括直流电压、柔直运行状态等；
所选测试功能为“故障穿越策略”时，虚拟电网运行参数计算模块根据柔直主要参数及被测电路参数，生成符合柔直故障穿越成功、柔直故障穿越失败的全过程柔直运行参数，包括直流电压、柔直运行状态等；生成符合柔直闭锁、故障停运等运行参数序列，包括直流电压、柔直运行状态、柔直控保控制指令等；
所选测试功能为“冷却闭锁功能”时，虚拟电网运行参数计算模块根据柔直主要参数及被测电路参数，生成符合耗能电阻1min累计投入时长超过1.5s的电网虚拟运行参数序列，包括直流电压、柔直运行状态等。
所选测试功能为“保护功能”时，虚拟电网运行参数计算模块根据成套耗能装置保护配置及被测电路参数，生成符合成套耗能装置各保护动作的电网虚拟运行参数序列，包括直流电压、耗能支路电流、柔直控保控制指令、柔直运行状态等。
本实施例方法还包括：模拟实际直流电压分压器控制所述直流电压的输出，模拟实际直流电子式互感器控制所述耗能支路电流的输出，模拟实际开关量输出模块控制开关量数据的输出，以及模拟实际控制总线信号输出模块对控制总线信号进行控制输出。这些输出数据的模拟可实现虚拟电网运行参数与实际电网运行参数的一致性，使得测试环境更贴合实际，测试结果更为可靠。
本实施例中，实际保护动作信息数据包括成套耗能装置中耗能电阻的电压数据和流经耗能电阻的电流数据。这些数据通过将成套耗能装置接入测试回路实现测量。
在逻辑判断时，若实际保护动作信息数据与理论保护动作数据相符，则说明测试功能类型对应的成套耗能装置功能正常。所述数据相符可理解为数据及其变化过程大致相同，通过电压和电流波形比较确定。
实施例2
本实施例介绍一种柔性直流工程成套耗能装置测试装置，包括：
人机交互接口模块，被配置用于获取用户输入的测试功能类型信息以及测试配置信息；
虚拟电网运行参数生成模块，被配置用于根据测试功能类型信息以及测试配置信息，利用预先构建的柔直电网运行模型和柔直控制保护模型，生成符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的电网运行参数数据，传输至成套耗能装置中的耗能阀控制保护单元；成套耗能装置中，耗能阀连接在一预先搭建的测试回路中；
实际保护动作信息采集模块，被配置用于通过所述测试回路，采集耗能阀控制保护单元响应于接收到的电网运行参数数据而发生的实际保护动作信息数据；
理论保护动作确定模块，被配置用于根据测试功能类型以及测试配置信息，确定耗能阀控制保护单元的理论保护动作数据；
逻辑判断模块，被配置用于将所述实际保护动作信息数据与理论保护动作数据进行比较，根据比较结果判断测试功能类型对应的成套耗能装置功能是否正常。
以上所述测试回路参考实施例1所述如图2的测试回路。
具体的，若实际保护动作信息数据与理论保护动作数据相符，则说明测试功能类型对应的成套耗能装置功能正常。所述数据相符可理解为数据及其变化过程大致相同。
本实施例中，人机交互接口模块包括交互界面，交互界面上设有供用户选择的多个测试功能类型选择区域，以及测试配置信息输入区域。用户可通过交互界面选择的被测功能可包括基本投切状态、故障穿越策略、冷却闭锁功能和保护功能等。配置信息包括柔直主要参数及被测电路参数。具体的：
所选测试功能为“基本投切状态”时，虚拟电网运行参数生成模块根据柔直主要参数，生成符合成套耗能装置“耗能热备用”状态、“直接耗能”状态、“待耗能”状态等动作行为的电网虚拟运行参数数据，包括直流电压、柔直运行状态等；
所选测试功能为“故障穿越策略”时，虚拟电网运行参数生成模块根据柔直主要参数及被测电路参数，生成符合柔直故障穿越成功、柔直故障穿越失败的全过程柔直运行参数，包括直流电压、柔直运行状态等；生成符合柔直闭锁、故障停运等运行参数序列，包括直流电压、柔直运行状态、柔直控保控制指令等；
所选测试功能为“冷却闭锁功能”时，虚拟电网运行参数生成模块根据柔直主要参数及被测电路参数，生成符合耗能电阻1min累计投入时长超过1.5s的电网虚拟运行参数序列，包括直流电压、柔直运行状态等；
所选测试功能为“保护功能”时，虚拟电网运行参数生成模块根据成套耗能装置保护配置及被测电路参数，生成符合成套耗能装置各保护动作的电网虚拟运行参数序列，包括直流电压、耗能支路电流、柔直控保控制指令、柔直运行状态等。
柔性直流工程成套耗能装置测试装置还包括硬件接口模块，虚拟电网运行参数生成模块所生成的电网运行参数数据通过硬件接口模块中的多个接口传输至成套耗能装置中的耗能阀控制保护单元；
其中，硬件接口模块中的接口包括：开关量输出接口、数字量采样值输出接口、控制总线信号输出接口、直流电压输出接口，以及测量电压输入接口和测量电流输入接口；直流电压输入接口、直流电流输入接口分别用于接收测试回路中电压表和电流表的测量数据，也即成套耗能装置中耗能电阻的电压数据和流经耗能电阻的电流数据，然后发送至逻辑判断模块。本实施例所述实际保护动作信息数据即包括所述测量电压和测量电流。
柔性直流工程成套耗能装置测试装置还包括模拟控制输出模块，模拟控制输出模块包括直流电压分压器输出控制模拟单元、直流电子式互感器输出控制模拟单元、开关量输出控制模拟单元和控制总线信号输出控制模拟单元，虚拟电网运行参数生成模块生成的直流电压、耗能支路电流、柔直控保控制指令、柔直运行状态等运行参数，通过以上对应的输出控制模拟单元控制输出至硬件接口模块的对应接口，进而传输至成套耗能装置的耗能阀控制保护单元，用以模拟实际柔性直流工程控制保护装置及实际成套耗能系统电子测量单元与耗能阀控制保护单元的交互。
逻辑判断模块读取测试回路中电压表和电流表所测波形，以分析得到成套耗能装置的实际保护动作行为；而根据获取到的用户选定的被测功能和配置信息，可分析得到成套耗能装置理论动作行为和运行数据。对实际动作行为和理论动作行为进行比对，即可得到功能判别结果，此时可将判别结果、测量量波形及虚拟电网运行参数输出至人机交互模块。
以上方案可实现虚拟电网运行参数生成后到被测成套耗能装置的传输，成套耗能装置可按照正常运行方式与柔性直流工程成套耗能装置测试装置进行数据交互，接收正常运行时应当接收的信息，实现测试环境与实际运行环境的高度仿真，进一步保障测试结果的可靠性。
实施例3
本实施例介绍一种柔性直流工程成套耗能装置测试系统，其包括被测成套耗能装置、耗能动作检测装置以及柔性直流工程成套耗能装置测试装置；
所述柔性直流工程成套耗能装置测试装置接收外部输入的测试功能类型信息以及测试配置信息，根据所述测试功能类型信息以及测试配置信息，利用预先构建的柔直电网运行模型和柔直控制保护模型，生成符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的电网运行参数数据，传输至成套耗能装置中的耗能阀控制保护单元；
耗能动作检测装置包括测试回路，成套耗能装置连接所述测试回路；柔性直流工程成套耗能装置测试装置通过测试回路采集耗能阀控制保护单元响应于所述电网运行参数数据进行保护动作所产生的实际保护动作信息数据；
柔性直流工程成套耗能装置测试装置根据测试功能类型以及测试配置信息，确定耗能阀控制保护单元的理论保护动作数据；将所述实际保护动作信息数据与理论保护动作数据进行比较，根据比较结果判断测试功能类型对应的成套耗能装置功能是否正常。
如图2所示，成套耗能装置包括耗能阀控制保护单元、模块化多电平电路和耗能电阻，所述模块化多电平电路包括与耗能电阻串联的多个子模块；
耗能动作检测装置包括测试回路，测试回路中串接有直流电源、并联电阻和电流测量单元即电流表A；直流电源的正负极并接于耗能电阻与多个子模块SM的串联电路两端上；并联电阻两端与耗能电阻两端相并联，且并联设置有电压测量单元即电压表V；
并联电阻为可调电阻，测试回路还包括用于旁路一个或多个子模块的旁路电路段。可调电阻的阻值调节以及旁路电路所短接的子模块数量，根据所要模拟测试的直流电压等级以及成套耗能装置系统参数所确定。并联电阻的阻值和被旁路的子模块数量的确定原则为，能够构造与测试直流电源电压等级相匹配的模块化多电平集中式耗能电阻测试回路，保证未被旁路的子模块正常取能。
图2的实施例中，测试回路上还串接有可控常闭开关K1和可控常开开关K2，可控常开开关K2与未被旁路的全部子模块并接，可控常闭开关K1一端连接直流电源正极或负极。可控常闭开关K1可用于改变整个测试回路的运行状态为工作或停止，可控常开开关K2则能够使得测试状态下未被旁路的子模块能够正常工作。
以上测试回路可模拟成套耗能装置运行的一次系统，直流电源用于提供模拟直流运行的直流电压，电流和电压测量单元则能够用于检测模拟一次系统的运行状态，反应成套耗能装置的保护动作。
在应用时，柔性直流工程成套耗能装置测试装置根据用户选择的测试功能类型以及输入测试配置信息，确定耗能阀控制保护单元的理论保护动作数据，并生成对应的符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的电网运行参数数据，传输至成套耗能装置中的耗能阀控制保护单元；
耗能动作检测装置通过测试回路中的电流表和电压表，采集耗能阀控制保护单元响应于电网运行参数数据进行保护动作所产生的实际保护动作信息数据，即对测量电压和测量电流波形进行采集，传输给柔性直流工程成套耗能装置测试装置；
柔性直流工程成套耗能装置测试装置将实际保护动作信息数据与理论保护动作数据进行比较，根据比较结果判断测试功能类型对应的成套耗能装置功能是否正常，两者相符即代表成套耗能装置的相应的保护功能类型正常。
综上，本发明通过模拟电网运行环境，生成虚拟电网运行参数，以对成套耗能装置进行整组试验，可对其基本状态、故障穿越功能、冷却闭锁功能及保护功能等进行更为全面的测试，保证成套耗能装置在系统调试和直流运行过程中能够起到有效的防护作用。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种柔性直流工程成套耗能装置测试方法，其特征是，包括：
获取测试功能类型信息以及测试配置信息；
根据测试功能类型信息以及测试配置信息，利用预先构建的柔直电网运行模型和柔直控制保护模型，生成符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的电网运行参数数据，传输至成套耗能装置中的耗能阀控制保护单元；成套耗能装置连接一预先搭建的测试回路；
通过所述测试回路，采集耗能阀控制保护单元响应于接收到的电网运行参数数据而发生的实际保护动作信息数据；
根据测试功能类型以及测试配置信息，确定耗能阀控制保护单元的理论保护动作数据；
将所述实际保护动作信息数据与理论保护动作数据进行比较，根据比较结果判断测试功能类型对应的成套耗能装置功能是否正常。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所生成的符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的运行参数数据，包括直流电压、耗能支路电流、柔直控保控制指令和柔直运行状态数据；
方法还包括：模拟实际直流电压分压器控制所述直流电压的输出，模拟实际直流电子式互感器控制所述耗能支路电流的输出，模拟实际开关量输出模块控制运行参数数据中开关量数据的输出，以及模拟实际控制总线信号输出模块对运行参数数据中的控制总线信号进行控制输出。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，成套耗能装置包括耗能阀控制保护单元、模块化多电平电路和耗能电阻，所述模块化多电平电路包括与耗能电阻串联的多个子模块；
所述测试回路中串接有直流电源、并联电阻和电流测量单元；直流电源的正负极并接于耗能电阻与多个子模块之间串联的电路两端上；所述并联电阻两端与耗能电阻两端相并联，且并联设置有电压测量单元；测试回路还包括用于旁路一个或多个子模块的旁路电路段；
所述实际保护动作信息数据包括所述耗能电阻的电压数据和流经耗能电阻的电流数据。
4.一种柔性直流工程成套耗能装置测试装置，其特征是，包括：
人机交互接口模块，被配置用于获取用户输入的测试功能类型信息以及测试配置信息；
虚拟电网运行参数生成模块，被配置用于根据测试功能类型信息以及测试配置信息，利用预先构建的柔直电网运行模型和柔直控制保护模型，生成符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的电网运行参数数据，传输至成套耗能装置中的耗能阀控制保护单元；成套耗能装置中，耗能阀连接在一预先搭建的测试回路中；
实际保护动作信息采集模块，被配置用于通过所述测试回路，采集耗能阀控制保护单元响应于接收到的电网运行参数数据而发生的实际保护动作信息数据；
理论保护动作确定模块，被配置用于根据测试功能类型以及测试配置信息，确定耗能阀控制保护单元的理论保护动作数据；
逻辑判断模块，被配置用于将所述实际保护动作信息数据与理论保护动作数据进行比较，根据比较结果判断测试功能类型对应的成套耗能装置功能是否正常。
5.根据权利要求4所述的柔性直流工程成套耗能装置测试装置，其特征是，所述人机交互接口模块包括交互界面，交互界面上设有供用户选择的多个测试功能类型选择区域，以及测试配置信息输入区域。
6.根据权利要求4所述的柔性直流工程成套耗能装置测试装置，其特征是，柔性直流工程成套耗能装置测试装置还包括硬件接口模块，虚拟电网运行参数生成模块所生成的电网运行参数数据通过硬件接口模块中的多个接口传输至成套耗能装置中的耗能阀控制保护单元；
其中，硬件接口模块中的接口包括：开关量输出接口、数字量采样值输出接口、控制总线信号输出接口、直流电压输出接口，以及测量电压输入接口和测量电流输入接口；所述测量电压和测量电流分别为，成套耗能装置中耗能电阻的电压数据和流经耗能电阻的电流数据；所述实际保护动作信息数据包括所述测量电压和测量电流。
7.一种柔性直流工程成套耗能装置测试系统，其特征是，包括被测成套耗能装置、耗能动作检测装置以及柔性直流工程成套耗能装置测试装置；
所述柔性直流工程成套耗能装置测试装置接收外部输入的测试功能类型信息以及测试配置信息，根据所述测试功能类型信息以及测试配置信息，利用预先构建的柔直电网运行模型和柔直控制保护模型，生成符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的电网运行参数数据，传输至成套耗能装置中的耗能阀控制保护单元；
耗能动作检测装置包括测试回路，成套耗能装置连接所述测试回路；柔性直流工程成套耗能装置测试装置通过测试回路采集耗能阀控制保护单元响应于所述电网运行参数数据进行保护动作所产生的实际保护动作信息数据；
柔性直流工程成套耗能装置测试装置根据测试功能类型以及测试配置信息，确定耗能阀控制保护单元的理论保护动作数据；将所述实际保护动作信息数据与理论保护动作数据进行比较，根据比较结果判断测试功能类型对应的成套耗能装置功能是否正常。
8.根据权利要求7所述的柔性直流工程成套耗能装置测试系统，其特征是，所述成套耗能装置包括耗能阀控制保护单元、模块化多电平电路和耗能电阻，所述模块化多电平电路包括与耗能电阻串联的多个子模块；
耗能动作检测装置中，测试回路中串接有直流电源、并联电阻和电流测量单元；直流电源的正负极并接于耗能电阻与多个子模块的串联电路两端上；所述并联电阻两端与耗能电阻两端相并联，且并联设置有电压测量单元；
测试回路还包括用于旁路一个或多个子模块的旁路电路段。
9.根据权利要求8所述的柔性直流工程成套耗能装置测试系统，其特征是，所述测试电路上还串接有可控常闭开关和可控常开开关，所述可控常开开关与未被旁路的全部子模块并接，所述可控常闭开关一端连接直流电源正极或负极。
10.根据权利要求7-9任一项所述的柔性直流工程成套耗能装置测试系统，其特征是，所述并联电阻为可调电阻。
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