CN206400347U - 柔性直流输电控制保护闭环测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种柔性直流输电控制保护闭环测试系统，包括RTDS装置和dSPACE装置，RTDS装置记载有预设控制策略，dSPACE装置加载有执行柔性直流输电系统保护算法的仿真软件。整个系统由RTDS模拟柔性直流输电系统，dSPACE模拟保护装置，RTDS输出的电压电流信号输入至dSPACE装置，dSPACE装置通过已加载的柔性直流输电系统保护算法的仿真软件进行保护策略计算，对柔性直流输电系统故障的隔离，从而实现良好的柔性直流输电控制保护闭环测试。

Description

柔性直流输电控制保护闭环测试系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术领域，特别是涉及柔性直流输电控制保护闭环测试系统。

背景技术

随着可再生能源发电的迅速发展及模块化多电平换流器(MMC)技术在柔性直流输电中的应用，柔性直流输电工程应用数量和规模在世界范围内得到了极大的增长，未来可能形成柔性直流与超高压甚至特高压常规直流、交流系统同步构架运行的格局。

在这样复杂的系统下，需要对柔性直流输电的系统构架、主电路参数设计进行全面分析，尤其是对工程的控制保护系统控制策略和硬件平台进行实时仿真试验，以充分满足大电网安全可靠运行的要求。

电力系统的仿真系统多样，主要包括离线仿真系统和数字-物理闭环仿真系统。离线纯数字化仿真系统仅仅是基于单一的仿真软件，仿真手段较为简单，无法模拟真实控制保护装置的输出特性。数字-物理闭环仿真系统要求控制保护装置已经被开发出来，难以实时在线的调整和完善控制保护策略，灵活程度不足。

实用新型内容

基于此，有必要针对一般电力系统仿真系统无法良好实现柔性直流输电控制保护闭环测试的问题，提供一种能够良好实现柔性直流输电控制保护闭环测试系统。

一种柔性直流输电控制保护闭环测试系统，包括模拟柔性直流输电系统、加载有预设控制策略的RTDS装置，模拟柔性直流输电系统保护装置、加载有执行柔性直流输电系统保护算法的仿真软件的dSPACE装置；

RTDS装置与dSPACE装置连接。

本实用新型柔性直流输电控制保护闭环测试系统，包括RTDS装置和dSPACE装置，RTDS装置记载有预设控制策略，dSPACE装置加载有执行柔性直流输电系统保护算法的仿真软件。整个系统由RTDS模拟柔性直流输电系统，dSPACE模拟保护装置，RTDS输出的电压电流信号输入至dSPACE装置，dSPACE装置通过已加载的柔性直流输电系统保护算法的仿真软件进行保护策略计算，对柔性直流输电系统故障的隔离，从而实现良好的柔性直流输电控制保护闭环测试。

附图说明

图1为本实用新型柔性直流输电控制保护闭环测试系统其中一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型柔性直流输电控制保护闭环测试系统其中一个应用实例的结构示图。

具体实施方式

如图1所示，一种柔性直流输电控制保护闭环测试系统，包括模拟柔性直流输电系统、加载有预设控制策略的RTDS装置100，模拟柔性直流输电系统保护装置、加载有执行柔性直流输电系统保护算法的仿真软件的dSPACE装置200，RTDS装置100与dSPACE装置200连接。

RTDS装置100用于绘制柔性直流输电系统仿真电路，整个仿真电路可以模拟真实柔性直流输电系统的电路结构，在RTDS装置100中还加载有预设控制策略，基于预设控制策略和绘制的柔性直流输电系统仿真电路，可以实现对柔性直流输电系统的模拟仿真。dSPACE装置200中搭建详细的保护策略模型，dSPACE装置200加载有执行柔性直流输电系统保护算法的仿真软件，具体来说，这里的仿真软件包括MATLAB(MATrix LABoratory，矩阵实验室)仿真软件。MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等常用功能外，MATLAB还可以用来创建用户界面及与调用其它语言编写的程序。保护策略主要包括交流侧故障保护和直流侧故障保护，其中，交流侧故障保护具体包括启动回路差动保护、交流母线过流保护、交流母线接地保护和启动回路阀侧电压不平衡保护；流侧故障保护具体包括桥臂过流保护、上(下)桥臂差动保护、直流厂区接地过流保护、直流低电压保护、正极直流过压保护、负极直流过压保护、直流电压不平衡以及阀直流过流保护。

在其中一个实施例中，RTDS装置100包括绘制柔性直流输电系统仿真电路以及生成Runtime模块仿真所需文件的Draft模块、根据仿真所需文件进行仿真监控和仿真操作的Runtime模块以及I/O(input/output，输入/输出端口)接口卡组，Draft模块加载有预设控制策略，Draft模块与Runtime模块连接，Draft模块和Runtime模块分别与I/O接口卡组连接，I/O接口卡组与dSPACE装置200连接。

RTDS装置100包括Draft模块、Runtime模块和I/O接口卡组，在Draft模块绘制柔性直流输电系统的仿真电路和控制策略。通过编译系统生成Runtime模块仿真所需的文件，然后通过Runtime模块对仿真系统进行监控和操作，将系统电路的模拟量和数字量经I/O接口卡组传输给dSPACE装置200。

如图2所示，在其中一个实施例中，I/O接口卡组包括GTAO(Analogue OutputCard，模拟输出卡)卡、GTDO(Digital Output Card，数字输出卡)卡以及GTDI(AnalogueInput Card，模拟输入卡)卡，GTAO卡、GTDO卡以及GTDI卡分别与dSPACE装置200连接。

GTAO卡用于将柔性直流输电系统的仿真电路中线路开关状态等数字量信息、GTDO卡用于将柔性直流输电系统的仿真电路中电压电流等模拟量信息，传递给dSPACE装置200，经过MATLAB/Simulink软件分析计算后通过GTDI卡将线路开关动作情况通过I/O反馈给RTDS装置100。

在其中一个实施例中，GTAO卡包括最大12路模拟量输出的GTAO卡，GTDO卡包括最大64路数字量输出的GTDO卡，GTDI卡包括最大64路数字量输出的GTDI卡。

在其中一个实施例中，dSPACE装置200包括代码生成处理器、RTI软件下载接口以及实验工具软件更新接口，RTI(Real-Time Interface，实时接口)软件下载接口和实验工具软件更新接口分别与代码生成处理器连接。

代码生成处理器用于生成代码，RTI软件下载接口用于与外部设备连接，下载软件Real-Time Interface，实验工具软件更新接口用于与外部设备连接导入实验工具软件。具体来说，RTI包括对MATLAB/Simulink元件库进行拓展，实现从Simulink模型库到dSPACE实时硬件代码的无缝自动下载。以图形操作方式实现对I/O的设置，建立柔性直流输电系统保护模型，用RTW(Real-time Workshop，实时工作间)软件产生可执行系统描述文件(*.sdf)后，在ControlDesk软件环境下实现代码的下载、信号监视及参数调整。

如图2所示，在其中一个实施例中，柔性直流输电控制保护闭环测试系统还包括电缆，RTDS装置100通过电缆与dSPACE装置200连接。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种柔性直流输电控制保护闭环测试系统，其特征在于，包括模拟柔性直流输电系统、加载有预设控制策略的RTDS装置，模拟柔性直流输电系统保护装置、加载有执行柔性直流输电系统保护算法的仿真软件的dSPACE装置；

所述RTDS装置与所述dSPACE装置连接。

2.根据权利要求1所述的柔性直流输电控制保护闭环测试系统，其特征在于，所述RTDS装置包括绘制柔性直流输电系统仿真电路以及生成Runtime模块仿真所需文件的Draft模块、根据所述仿真所需文件进行仿真监控和仿真操作的Runtime模块以及I/O接口卡组，所述Draft模块加载有所述预设控制策略；

所述Draft模块与所述Runtime模块连接，所述Draft模块和所述Runtime模块分别与所述I/O接口卡组连接，所述I/O接口卡组与所述dSPACE装置连接。

3.根据权利要求2所述的柔性直流输电控制保护闭环测试系统，其特征在于，所述I/O接口卡组包括GTAO卡、GTDO卡以及GTDI卡，所述GTAO卡、所述GTDO卡以及所述GTDI卡分别与所述dSPACE装置连接。

4.根据权利要求3所述的柔性直流输电控制保护闭环测试系统，其特征在于，所述GTAO卡包括最大12路模拟量输出的GTAO卡，所述GTDO卡包括最大64路数字量输出的GTDO卡，所述GTDI卡包括最大64路数字量输出的GTDI卡。

5.根据权利要求1所述的柔性直流输电控制保护闭环测试系统，其特征在于，所述dSPACE装置为加载有执行柔性直流输电系统保护算法的MATLAB仿真软件的装置。

6.根据权利要求1所述的柔性直流输电控制保护闭环测试系统，其特征在于，所述dSPACE装置包括代码生成处理器、RTI软件下载接口以及实验工具软件更新接口，所述RTI软件下载接口和所述实验工具软件更新接口分别与所述代码生成处理器连接。

7.根据权利要求1所述的柔性直流输电控制保护闭环测试系统，其特征在于，还包括电缆，所述RTDS装置通过所述电缆与所述dSPACE装置连接。