RU2500028C1 - Device to model combined power flow controller - Google Patents

Device to model combined power flow controller Download PDF

Info

Publication number
RU2500028C1
RU2500028C1 RU2012135611/08A RU2012135611A RU2500028C1 RU 2500028 C1 RU2500028 C1 RU 2500028C1 RU 2012135611/08 A RU2012135611/08 A RU 2012135611/08A RU 2012135611 A RU2012135611 A RU 2012135611A RU 2500028 C1 RU2500028 C1 RU 2500028C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
phase
blocks
outputs
unit
Prior art date
Application number
RU2012135611/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Сергеевич Боровиков
Алексей Сергеевич Васильев
Александр Сергеевич Гусев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2012135611/08A priority Critical patent/RU2500028C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2500028C1 publication Critical patent/RU2500028C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: device comprises a computing block of capacitor batteries, a block of multi-channel analogue-to-digital conversion, a block of microprocessors, a voltage-current converter, two identical blocks of voltage transformation and conversion, each comprising a computing block of the transformer, three blocks of voltage-current converters, two blocks of digitally controlled transverse switching, two blocks of digitally controlled longitudinal switching, a unit of static voltage converter.
EFFECT: provision of regulator modelling with variable parameters.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области моделирования объектов электрических систем и может быть использовано для воспроизведения в реальном времени непрерывного спектра нормальных и анормальных процессов в объединенном регуляторе потока мощности в специализированных многопроцессорных программно-технических системах гибридного типа, предназначенных для всережимного моделирования в реальном времени электроэнергетических систем.The invention relates to the field of modeling objects of electrical systems and can be used to reproduce in real time a continuous spectrum of normal and abnormal processes in a combined power flow controller in specialized multiprocessor software and hardware systems of a hybrid type, designed for real-time simulation of electrical power systems.

Наиболее близким, принятым за прототип, является устройство для гибридного моделирования объединенного регулятора потока мощности [KR 100711816 В1, МПК H02J 3/38, опубл. 19.04.2007], содержащее цифровой симулятор энергосистемы с двумя цифроаналоговыми и двумя аналого-цифровыми преобразователями и физический симулятор объединенного регулятора потока мощности, заключающий в себе два трансформатора, два блока статических преобразователей напряжения, блок моделирования линии, два усилителя напряжений и два измерителя токов.The closest adopted for the prototype is a device for hybrid modeling of the combined power flow controller [KR 100711816 B1, IPC H02J 3/38, publ. 04/19/2007] containing a digital simulator of a power system with two digital-to-analog and two analog-to-digital converters and a physical simulator of a combined power flow regulator, comprising two transformers, two blocks of static voltage converters, a block of line modeling, two voltage amplifiers and two current meters.

Аналоговые выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей являются выходами цифрового симулятора энергосистемы и подключены к входам первого и второго усилителей напряжений. К выходу первого усилителя напряжения подключены первичная обмотка трансформатора, первый конец первичной обмотки второго трансформатора и первый измеритель тока. К выходу второго усилителя напряжений подключен второй измеритель тока и, через блок моделирования линии, подключен второй конец первичной обмотки второго трансформатора. Выходы первого и второго измерителей токов подключены к входам первого и второго аналого-цифрового преобразователя соответственно, являющимся входами цифрового симулятора энергосистемы. К вторичным обмоткам трансформаторов подключены два блока статических преобразователей напряжения, соединенных между собой.The analog outputs of the first and second digital-to-analog converters are the outputs of the digital simulator of the power system and are connected to the inputs of the first and second voltage amplifiers. The primary winding of the transformer, the first end of the primary winding of the second transformer and the first current meter are connected to the output of the first voltage amplifier. A second current meter is connected to the output of the second voltage amplifier and, through the line modeling unit, the second end of the primary winding of the second transformer is connected. The outputs of the first and second current meters are connected to the inputs of the first and second analog-to-digital converter, respectively, which are the inputs of the digital simulator of the power system. Two blocks of static voltage converters connected to each other are connected to the secondary windings of the transformers.

Недостатками этого устройства является невозможность автоматизированного и автоматического управления параметрами элементов моделируемого объединенного регулятора потока мощности, сложность моделирования аварийных режимов работы.The disadvantages of this device are the impossibility of automated and automatic control of the parameters of the elements of the simulated integrated power flow controller, the complexity of modeling emergency modes of operation.

Задачей изобретения является создание устройства для моделирования объединенного регулятора потока мощности с изменяемыми параметрами.The objective of the invention is to provide a device for modeling an integrated power flow controller with variable parameters.

Заявленное устройство для моделирования объединенного регулятора потока мощности, так же как в прототипе, содержит два блока статических преобразователей напряжения, соединенных между собой.The claimed device for modeling a combined power flow controller, as in the prototype, contains two blocks of static voltage converters interconnected.

Согласно изобретению устройство содержит два идентичных блока трансформации и преобразования напряжения, в каждом из которых три трехфазных выхода вычислительного блока трансформатора соединены с входами трех блоков преобразователей напряжение-ток. Первый и второй трехфазные входы вычислительного блока трансформатора соединены с первым и вторым блоками преобразователей напряжение-ток, с первым и вторым блоками цифроуправляемой поперечной коммутации, с первым и вторым блоками цифроуправляемой продольной коммутации. Выходы блоков цифроуправляемой продольной коммутации являются трехфазными выходами устройства. Третий трехфазный вход вычислительного блока трансформатора подключен к третьему блоку преобразователей напряжение-ток и к блоку статического преобразователя напряжения. Выходы двух блоков статических преобразователей напряжения первого и второго блоков трансформации и преобразования напряжения соединены между собой и с выходами устройства, а также с входами вычислительного блока конденсаторных батарей и с выходами блока преобразователей напряжение-ток. Выходы вычислительного блока конденсаторных батарей соединены с входами блока преобразователей напряжение-ток. Цифровые входы выходы блока микропроцессоров связаны с вычислительными блоками трансформаторов, с блоками цифроуправляемой продольной коммутации, с блоками цифроуправляемой поперечной коммутации и с блоками статических преобразователей напряжения блоков трансформации и преобразования напряжения, с вычислительным блоком конденсаторных батарей, с блоком многоканального аналого-цифрового преобразования и с персональным компьютером/сервером. Входы блока многоканального аналого-цифрового преобразования подключены к вычислительному блоку конденсаторных батарей и вычислительным блокам трансформатора блоков трансформации и преобразования напряжения.According to the invention, the device comprises two identical voltage transformation and conversion units, in each of which three three-phase outputs of the transformer computing unit are connected to the inputs of three voltage-current converter units. The first and second three-phase inputs of the computing unit of the transformer are connected to the first and second blocks of voltage-current converters, with the first and second blocks of digitally controlled transverse switching, with the first and second blocks of digitally controlled longitudinal switching. The outputs of the digitally-controlled longitudinal switching units are three-phase device outputs. The third three-phase input of the computing unit of the transformer is connected to the third block of voltage-current converters and to the block of the static voltage converter. The outputs of two blocks of static voltage converters of the first and second transformation and voltage conversion units are interconnected with the outputs of the device, as well as with the inputs of the computing unit of capacitor banks and with the outputs of the voltage-current converter unit. The outputs of the computing unit of capacitor banks are connected to the inputs of the unit of voltage-current converters. The digital inputs of the outputs of the microprocessor unit are connected to the computing units of the transformers, to the digitally-controlled longitudinal switching units, to the digitally-controlled lateral switching units and to the static voltage converting units of the voltage transformation and conversion units, to the capacitor bank computing unit, to the multi-channel analog-to-digital conversion unit and to the personal computer / server. The inputs of the multi-channel analog-to-digital conversion unit are connected to the computing unit of the capacitor banks and the computing units of the transformer of the transformation and voltage conversion units.

Предложенное устройство позволяет обеспечивать всережимное моделирование в реальном времени и на неограниченном интервале процессов, протекающих в объединенном регуляторе потока мощности, автономного или в составе моделей энергосистем, в том числе при автоматизированном и функциональном автоматическом управлении параметрами, при всевозможных нормальных, аварийных и послеаварийных режимах их работы.The proposed device allows for real-time simulation in real time and on an unlimited interval of processes occurring in the combined power flow controller, autonomous or as part of power system models, including automated and functional automatic control of parameters, with all kinds of normal, emergency and post-emergency operation modes .

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для моделирования объединенного регулятора потока мощности.Figure 1 presents the structural diagram of a device for modeling a combined power flow controller.

На фиг.2 изображена структурная схема вычислительного блока трансформатора.Figure 2 shows the structural diagram of the computing unit of the transformer.

На фиг.3 изображена структурная схема блока статического преобразователя напряжения.Figure 3 shows the structural diagram of a block of a static voltage Converter.

На фиг.4 изображена структурная схема вычислительного блока конденсаторных батарей.Figure 4 shows a structural diagram of a computing unit of capacitor banks.

Устройство для моделирования объединенного регулятора потока мощности (фиг.1) содержит блок микропроцессоров 1 (БМ), цифровые входы-выходы которого подключены к персональному компьютеру/серверу, к цифровым входам двух одинаковых блоков трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1), 3 (БТПН2), вычислительного блока конденсаторных батарей 4 (ВБКБ) и к цифровым входам-выходам блока многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП).A device for modeling the integrated power flow controller (Fig. 1) contains a microprocessor unit 1 (BM), the digital inputs and outputs of which are connected to a personal computer / server, to the digital inputs of two identical voltage transformation and conversion units 2 (BTN1), 3 (BTN2) ), the computing unit of capacitor banks 4 (VBKB) and to the digital inputs and outputs of the multi-channel analog-to-digital conversion unit 5 (BMACP).

Блок трансформации и преобразования напряжения 2(БТПН1) содержит блоки преобразователей напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), а также подключенные к его цифровым входам блок статического преобразователя напряжения 9 (БСПН), блоки цифроуправляемой продольной 10 (БЦПрК1), 11 (БЦПрК2) и поперечной 12 (БЦПоК1), 13 (БЦПоК2) коммутации и вычислительный блок трансформатора 14 (ВБТ). Три трехфазных выхода вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ) подключены к входам блоков преобразователей напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3).The voltage transformation and conversion unit 2 (BTPN1) contains voltage-current converter blocks 6 (BPNT1), 7 (BPNT2), 8 (BPNT3), as well as a static voltage converter unit 9 (BSPN) connected to its digital inputs, digitally-controlled longitudinal blocks 10 (BTsPrK1), 11 (BTsPrK2) and transverse 12 (BTsPoK1), 13 (BTsPoK2) switching and computing unit of transformer 14 (WBT). Three three-phase outputs of the computing unit of transformer 14 (VBT) are connected to the inputs of the blocks of voltage-current converters 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3).

С трехфазным выходом блока преобразователей напряжение-ток 6 (БПНТ1), соответствующим первому концу первичной обмотки трансформатора, связан первый трехфазный вход вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ), блоки цифроуправляемой продольной 10 (БЦПрК1) и поперечной 12 (БЦПоК1) коммутации. С трехфазным выходом блока преобразователей напряжение-ток 7 (БПНТ2), соответствующим второму концу первичной обмотки трансформатора, связан второй трехфазный вход вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ), блоки цифроуправляемой продольной 11 (БЦПрК2) и поперечной 13 (БЦПоК2) коммутации. С трехфазным выходом блока преобразователей напряжение-ток 8 (БПНТ3) связан третий трехфазный вход вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ) и трехфазный выход блока статического преобразователя напряжения 9 (БСПН).The three-phase output of the block of voltage-current converters 6 (BPNT1), corresponding to the first end of the primary winding of the transformer, is connected to the first three-phase input of the computing unit of transformer 14 (VBT), digitally-controlled longitudinal blocks 10 (BTsPrK1) and transverse 12 (BTsPoK1) switching. The three-phase output of the voltage-current converter unit 7 (BPNT2) corresponding to the second end of the transformer primary winding is connected to the second three-phase input of the transformer computing unit 14 (VBT), digitally-controlled longitudinal 11 (BTsPrK2) and transverse 13 (BTsPoK2) switching units. The third three-phase input of the transformer computing unit 14 (VBT) and the three-phase output of the static voltage converter 9 (BSPN) are connected to the three-phase output of the voltage-current converter unit 8 (BPNT3).

Выходы блоков цифроуправляемой продольной коммутации 10 (БЦПрК1) и 11 (БЦПрК2) являются первым и вторым трехфазными выходами блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1). Три выхода блока статического преобразователя напряжения 9 (БСПН) являются выходами постоянного тока блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1).The outputs of the digitally-controlled longitudinal switching units 10 (BTsPrK1) and 11 (BTsPrK2) are the first and second three-phase outputs of the voltage transformation and conversion unit 2 (BTPS1). Three outputs of the unit of the static voltage converter 9 (BSPN) are the DC outputs of the transformation and voltage conversion unit 2 (BTPN1).

К выходам вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ), являющимся выходами блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1), подключен блок многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП), который подключен к выходам блока трансформации и преобразования напряжения 3 (БТПН2) и вычислительного блока конденсаторных батарей 4 (ВБКБ).The outputs of the computing unit of the transformer 14 (WBT), which are the outputs of the voltage transformation and conversion unit 2 (BTPN1), are connected to the multi-channel analog-to-digital conversion unit 5 (BMACP), which is connected to the outputs of the voltage transformation and conversion unit 3 (BTPN2) and the computing unit 4 capacitor banks (VBKB).

Выходы вычислительного блока конденсаторных батарей 4 (ВБКБ) соединены с блоком преобразователей напряжение-ток 15 (БПНТ4), выходы которого являются выходами постоянного тока устройства и соединены с входами вычислительного блока конденсаторных батарей 4 (ВБКБ), и с соответствующими выходами постоянного тока блоков трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1), 3 (БТПН2). Трехфазные выходы блоков трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1), 3 (БТПН2) являются выходами устройства.The outputs of the computing unit of capacitor banks 4 (VBKB) are connected to the block of voltage-current converters 15 (BPNT4), the outputs of which are the DC outputs of the device and connected to the inputs of the computing unit of capacitor banks 4 (VBKB), and with the corresponding DC outputs of the transformation units and voltage conversion 2 (BTPN1), 3 (BTPN2). The three-phase outputs of the voltage transformation and conversion blocks 2 (BTPN1), 3 (BTPN2) are the outputs of the device.

Вычислительный блок трансформатора 14 (ВБТ) (фиг.2) содержит идентичные блоки реализации уравнений фазы А 16 (БРУФ А), В 17 (БРУФ В) и С 18 (БРУФ С) и блок формирования фазных напряжений 19 (БФФН), цифровые входы которых подключены к цифровым входам-выходам блока микропроцессоров 1 (БМ).The computing unit of the transformer 14 (WBT) (figure 2) contains identical units for the implementation of the equations of phase A 16 (BRUF A), B 17 (BRUF B) and C 18 (BRUF C) and the phase voltage generating unit 19 (BFF), digital inputs which are connected to the digital inputs and outputs of the microprocessor unit 1 (BM).

Блок реализации уравнений фазы А 16 (БРУФ А) содержит блоки реализации уравнений магнитосвязанных потоком фазы А контуров 20 (БРУМПК1), 21 (БРУМПК2) и блок реализации уравнения баланса магнитодвижущих сил и кривой намагничивания 22 (БРУБМСиКН), цифровые входы которых соединены с цифровыми входами блока реализации уравнений фазы А 16 (БРУФ А). Трехфазные входы блока формирования фазных напряжений 19 (БФФН) соединены с трехфазными входами вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ), а выходы соединены с входами блоков реализации уравнений магнитосвязанных потоком фазы А контуров 20 (БРУМПК1), 21 (БРУМПК2), блоков реализации уравнений фазы В 17 (БРУФ В) и С 18 (БРУФ С) и блока многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП). Блоки реализации уравнений магнитосвязанных потоком фазы А контуров 20 (БРУМПК1), 21 (БРУМПК2) входами соединены с входом блока многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП) и с первым выходом блока реализации уравнения баланса магнитодвижущих сил и кривой намагничивания 22 (БРУБМСиКН).The block for the implementation of phase A 16 equations (BRUF A) contains blocks for the implementation of equations magnetically coupled to the phase A stream of circuits 20 (BRUMPK1), 21 (BRUMPK2) and a block for the implementation of the equation of balance of magnetomotive forces and the magnetization curve 22 (BRUBMSiKN), the digital inputs of which are connected to digital inputs block implementation of the equations of phase A 16 (BRUF A). The three-phase inputs of the phase voltage generating unit 19 (BFFN) are connected to the three-phase inputs of the computing unit of the transformer 14 (VBT), and the outputs are connected to the inputs of the blocks for the implementation of equations magnetically coupled by the phase A stream of circuits 20 (BRUMPK1), 21 (BRUMPK2), blocks for the implementation of phase B equations 17 (BRUF-B) and C 18 (BRUF-C) and a multi-channel analog-to-digital conversion unit 5 (BMACP). The blocks for the implementation of the equations of the magnetically coupled phase A flow circuits 20 (BRUMPK1), 21 (BRUMPK2) are connected by inputs to the input of the multi-channel analog-to-digital conversion unit 5 (BMACP) and to the first output of the block for the implementation of the equation of balance of magnetomotive forces and the magnetization curve 22 (BRUBMSiKN).

Первый выход блока реализации уравнения магнитосвязанных потоком фазы А контуров 20 (БРУМПК1) связан с фазой А первого трехфазного выхода вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ), а второй - с фазой А второго трехфазного выхода вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ), с блоком многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП) и с блоком реализации уравнения баланса магнитодвижущих сил и кривой намагничивания 22 (БРУБМСиКН).The first output of the implementation block of the equation of magnetically coupled phase A flow of circuits 20 (BRUMPK1) is connected to phase A of the first three-phase output of the computing unit of transformer 14 (VBT), and the second - to phase A of the second three-phase output of the computing unit of transformer 14 (VBT), with a multi-channel analog -digital conversion 5 (BMACP) and with a block implementing the equation of balance of magnetomotive forces and the magnetization curve 22 (BRUBMSiKN).

Выход блока реализации уравнения магнитосвязанных потоком фазы А контуров 21 (БРУМПК2) соединен с входами блока реализации уравнения баланса магнитодвижущих сил и кривой намагничивания 22 (БРУБМСиКН), блока многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП) и фазой А третьего трехфазного выхода вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ). Второй выход блока реализации уравнения баланса магнитодвижущих сил и кривой намагничивания 22 (БРУБМСиКН) соединен с входом блока многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП).The output of the implementation block of the equation of the magnetically coupled phase A flow circuits 21 (BRUMPK2) is connected to the inputs of the implementation block of the equation of balance of magnetomotive forces and the magnetization curve 22 (BRUBMSiKN), multi-channel analog-to-digital conversion unit 5 (BMACP) and phase A of the third three-phase output of the transformer computing unit 14 (WBT). The second output of the implementation block of the equation of balance of magnetomotive forces and the magnetization curve 22 (BRUBMSiKN) is connected to the input of the block of multi-channel analog-to-digital conversion 5 (BMACP).

Соответствующие выходам блока реализации уравнений фазы А 16 (БРУФ А), выходы блоков реализации уравнений фазы В 17 (БРУФ В) и С 18 (БРУФ С) соединены с соответствующими фазами трехфазных выходов вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ) и входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП).Corresponding to the outputs of the implementation block of the equations of phase A 16 (BRUF A), the outputs of the blocks of implementation of the equations of phase B 17 (BRUF B) and C 18 (BRUF C) are connected to the corresponding phases of the three-phase outputs of the computing unit of the transformer 14 (WBT) and the inputs of the multi-channel analog digital conversion 5 (BMACP).

Блок статического преобразователя напряжения 9 (БСПН) (фиг.3) содержит блоки фаз статического преобразователя напряжения А 23 (БФСПН1), В 24 (БФСПН2), С 25 (БФСПН3), которые имеют одинаковую конструкцию. Блок фазы А статического преобразователя напряжения 23 (БФСПН1) состоит из цифроуправляемых ключей 26 (ЦК1), 27 (ЦК2), 28 (ЦК3), 29 (ЦК4), 30 (ЦК5), 31 (ЦК6), цифровые входы которых подключены к цифровым входам-выходам блока микропроцессоров 1 (БМ).The block of the static voltage converter 9 (BSPN) (figure 3) contains the phase blocks of the static voltage converter A 23 (BFSPN1), B 24 (BFSPN2), C 25 (BFSPN3), which have the same design. The phase A block of the static voltage converter 23 (BFSPN1) consists of digitally controlled keys 26 (TsK1), 27 (TsK2), 28 (TsK3), 29 (TsK4), 30 (TsK5), 31 (TsK6), the digital inputs of which are connected to digital the inputs and outputs of the microprocessor unit 1 (BM).

Цифроуправляемые ключи 26 (ЦК1), 27 (ЦК2) первыми сторонами подключены к фазе А трехфазного выхода блока статического преобразователя напряжения 9 (БСПН). Второй стороной цифроуправляемый ключ 26 (ЦК1) соединен с первыми сторонами цифроуправляемых ключей 28 (ЦК3), 29 (ЦК4). Цифроуправляемый ключ 28 (ЦК3) второй стороной соединен с первым выходом постоянного тока блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1). Цифроуправляемый ключ 29 (ЦК4) второй стороной соединен с первой стороной цифроуправляемого ключа 30 (ЦК5) и со вторым выходом постоянного тока блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1). Цифроуправляемый ключ 27 (ЦК2) второй стороной соединен со второй стороной цифроуправляемого ключа 30 (ЦК5) и с первой стороной цифроуправляемого ключа 31 (ЦК6), который второй стороной подключен к третьему выходу постоянного тока блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1).The digitally-controlled keys 26 (TsK1), 27 (TsK2) are first connected to phase A of the three-phase output of the unit of the static voltage converter 9 (BSPN). The second side of the digital-controlled key 26 (CC1) is connected to the first sides of the digital-controlled keys 28 (CC3), 29 (CC4). The digitally-controlled key 28 (CC3) is connected by a second side to the first DC output of the voltage transformation and conversion unit 2 (BTPN1). The digitally-controlled key 29 (TsK4) is connected by a second side to the first side of the digitally controlled key 30 (TsK5) and to the second DC output of the voltage transformation and conversion unit 2 (BTPN1). The digital key 27 (CC2) is connected by a second side to the second side of the digital key 30 (CC5) and to the first side of the digital key 31 (CC6), which is connected to the third DC output of the voltage transformation and conversion unit 2 (BTPN1).

Блоки фаз статического преобразователя напряжения В 24 (БФСПН2) и С 25 (БФСПН3) соответственно соединены с фазами В и С трехфазного выхода блока статического преобразователя напряжения 9 (БСПН) и с тремя выходами постоянного тока блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1). Цифровые входы блоков фаз статического преобразователя напряжения В 24 (БФСПН2), С 25 (БФСПН3) подключены к цифровым входам-выходам блока микропроцессоров 1 (БМ).The phases of the phases of the static voltage converter B 24 (BFSPN2) and C 25 (BFSPN3) are respectively connected to the phases B and C of the three-phase output of the block of the static voltage converter 9 (BSPN) and with three DC outputs of the voltage transformation and conversion unit 2 (BTPN1). The digital inputs of the phase blocks of the static voltage converter B 24 (BFSPN2), C 25 (BFSPN3) are connected to the digital inputs and outputs of the microprocessor unit 1 (BM).

Вычислительный блок конденсаторных батарей 4 (ВБКБ) (фиг.4) содержит блоки реализации уравнений конденсаторов 32 (БРУК1), 33 (БРУК2) и блок формирования тока нулевой точки 34 (БФТНТ), выходы которых соединены с входами блока преобразователей напряжение-ток 15 (БПНТ4). К выходам блоков реализации уравнений конденсаторов 32 (БРУК1), 33 (БРУК2) подключен блок многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП) и блок формирования тока нулевой точки 34 (БФТНТ), а к цифровым входам присоединены цифровые входы-выходы блока микропроцессоров 1 (БМ).The computing block of capacitor banks 4 (VBKB) (figure 4) contains blocks for implementing the equations of capacitors 32 (BRUK1), 33 (BRUK2) and a block for generating zero point current 34 (BFTNT), the outputs of which are connected to the inputs of the block of voltage-current converters 15 ( BPNT4). A multi-channel analog-to-digital conversion unit 5 (BMACP) and a zero point current generating unit 34 (BFTNT) are connected to the outputs of the blocks for implementing the equations of capacitors 32 (BRUK1), 33 (BRUK2), and the digital inputs and outputs of the microprocessor unit 1 are connected to the digital inputs ( BM).

Первый вход блока реализации уравнений конденсаторов 32 (БРУК1) соединен с первым выходом постоянного тока блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1). Второй вход блока реализации уравнений конденсаторов 32 (БРУК1) и первый вход блока реализации уравнений конденсаторов 33 (БРУК2) соединены со вторым выходом постоянного тока блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1). Второй вход блока реализации уравнений конденсаторов 33 (БРУК2) соединен с третьим выходом постоянного тока блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1).The first input of the block for implementing the equations of capacitors 32 (BRUK1) is connected to the first DC output of the transformation and voltage conversion unit 2 (BTPN1). The second input of the block for the implementation of the equations of capacitors 32 (BRUK1) and the first input of the block for the implementation of the equations of capacitors 33 (BRUK2) are connected to the second DC output of the transformation and voltage conversion unit 2 (BTPN1). The second input of the block for implementing the equations of capacitors 33 (BRUK2) is connected to the third DC output of the transformation and voltage conversion unit 2 (BTPN1).

Блок микропроцессоров 1 (БМ) реализован с помощью микропроцессоров STM32F207VGT6. Блок многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП) - с помощью аналого-цифровых преобразователей МАХ1324ЕСМ+. Все блоки преобразователей напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), 15 (БПНТ4) реализованы микроэлектронными преобразователями напряжение-ток AD534KDZ. Блоки цифроуправляемой продольной коммутации 10 (БЦПрК1) и 11 (БЦПрК2), блоки цифроуправляемой поперечной 12 (БЦПоК1) и 13 (БЦПоК2) коммутации, блоки фаз статического преобразователя напряжения В 24 (БФСПН2) С 25 (БФСПН3), и цифроуправляемые ключи 26 (ЦК1), 27 (ЦК2), 28 (ЦК3), 29 (ЦК4), 30 (ЦК5), 31 (ЦК6), реализованы с помощью цифроуправляемых аналоговых ключей МАХ4661.Microprocessor unit 1 (BM) is implemented using STM32F207VGT6 microprocessors. Block of multi-channel analog-to-digital conversion 5 (BMACP) - using analog-to-digital converters MAX1324ESM +. All blocks of voltage-current converters 6 (BPNT1), 7 (BPNT2), 8 (BPNT3), 15 (BPNT4) are implemented by AD534KDZ microelectronic voltage-current converters. Digitally-controlled longitudinal switching units 10 (BTsPrK1) and 11 (BTsPrK2), digitally-controlled transverse 12 (BTsPoK1) and 13 (BTsPoK2) switching units, phase voltage static-phase converter blocks V 24 (BFSPN2) S 25 (BFSPN3), and digitally controlled keys 26 (TsK1) ), 27 (TsK2), 28 (TsK3), 29 (TsK4), 30 (TsK5), 31 (TsK6), are implemented using digitally controlled analog keys MAX4661.

Блоки реализации уравнений магнитосвязанных потоком фазы А контуров 20 (БРУМПК1), 21 (БРУМПК2), блок реализации уравнения баланса магнитодвижущих сил и кривой намагничивания 22 (БРУБМСиКН), а также аналогичные блоки, содержащиеся в блоках реализации уравнений фазы В 17 (БРУФ В) и С 18 (БРУФ С) и блок формирования фазных напряжений 19 (БФФН) имеют цифроаналоговую структуру, позволяющую осуществлять неявное непрерывное интегрирование дифференциальных уравнений трехфазного двухобмоточного трансформатора, приведенных ниже. В частности, упомянутые блоки реализованы с помощью следующих микроэлектронных компонентов: цифроаналоговых преобразователей AD 5443, операционных усилителей ОР 37, цифроуправляемых аналоговых ключей МАХ4661. Блоки реализации уравнений конденсаторов 32 (БРУК1), 33 (БРУК2), собранные по схеме моделирования инерционного звена с суммирующим усилителем на входе, и блок формирования тока нулевой точки 34 (БФТНТ), собранный по схеме суммирующего усилителя, реализованы с помощью микроэлектронных компонентов: цифроаналоговых преобразователей AD 5443, операционных усилителей ОР 37, цифроуправляемых аналоговых ключей МАХ4661.Blocks for the implementation of equations magnetically coupled by a phase A flow to circuits 20 (BRUMPK1), 21 (BRUMPK2), a block for implementing the equation of balance of magnetomotive forces and a magnetization curve 22 (BRUBMSiKN), as well as similar blocks contained in blocks for implementing the equations of phase B 17 (BRUFK B) and C 18 (BRUF C) and phase voltage generating unit 19 (BFFN) have a digital-analog structure that allows for the implicit continuous integration of the differential equations of a three-phase two-winding transformer below. In particular, the mentioned blocks are implemented using the following microelectronic components: AD 5443 digital-to-analog converters, OP 37 operational amplifiers, and digital-controlled analog keys MAX4661. The blocks for implementing the equations of capacitors 32 (BRUK1), 33 (BRUK2), assembled according to the inertial link simulation circuit with a summing amplifier at the input, and zero point current generating unit 34 (BFTNT), assembled according to the summing amplifier circuit, are implemented using microelectronic components: digital-to-analog AD 5443 converters, OP 37 operational amplifiers, digital-controlled analog keys MAX4661.

Устройство для моделирования объединенного регулятора потока мощности работает следующим образом.A device for modeling a combined power flow controller operates as follows.

При включении напряжения питания блок микропроцессоров 1 (БМ) выдает, сформированные в этом блоке или полученные с персонального компьютера/сервера, управляющие воздействия на цифровые входы блока трансформации и преобразования напряжения 3 (БТПН2), блока статического преобразователя напряжения 9 (БСПН), вычислительного блока конденсаторных батарей 4 (ВБКБ), блоков цифроуправляемой продольной 10 (БЦПрК1), 11 (БЦПрК2) и поперечной 12 (БЦПоК1), 13 (БЦПоК2) коммутации и вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ).When the supply voltage is turned on, the microprocessor unit 1 (BM) gives out, generated in this unit or received from a personal computer / server, control actions on the digital inputs of the voltage transformation and conversion unit 3 (BTPN2), the static voltage converter unit 9 (BSPN), and the computing unit 4 capacitor banks (VBKB), digitally-controlled longitudinal units 10 (BTsPrK1), 11 (BTsPrK2) and transverse 12 (BTsPoK1), 13 (BTsPoK2) switching and computing unit of transformer 14 (BTT).

Вычислительный блок трансформатора 14 (ВБТ) и вычислительный блок конденсаторных батарей 4 (ВБКБ) выполняют, путем непрерывного неявного интегрирования, решение дифференциальных уравнений, описывающих процессы в трансформаторе и конденсаторных батареях.The computing unit of the transformer 14 (VBT) and the computing unit of the capacitor banks 4 (VBKB), by continuous implicit integration, solve differential equations describing the processes in the transformer and capacitor batteries.

Блок реализации уравнения магнитосвязанных потоком фазы А контуров 20 (БРУМПК1) решает следующее уравнение:The implementation unit of the equation magnetically coupled by the phase A flow of circuits 20 (BRUMPK1) solves the following equation:

W A 1 d Ф A d t ± L A 1 d i A 1 d t + R A 1 i A 1 u A 1 = 0, ( 1 )

Figure 00000001
W A one d F A d t ± L A one d i A one d t + R A one i A one - u A one = 0 ( one )
Figure 00000001

где WA1 - число витков первичной обмотки фазы А;where W A1 is the number of turns of the primary winding of phase A;

ФА - значение основного магнитного потока фазы А;Ф А - value of the main magnetic flux of phase A;

LA1 - индуктивность рассеивания первичной обмотки фазы А;L A1 is the dissipation inductance of the primary phase A winding;

iA1 - значение тока в первичной обмотке фазы А;i A1 is the current value in the primary winding of phase A;

RA1 - активное сопротивление первичной обмотки фазы А;R A1 is the active resistance of the primary winding of phase A;

uA1 - значение напряжения первичной обмотки фазы А.u A1 is the voltage value of the primary winding of phase A.

На вход блока реализации уравнения магнитосвязанных потоком фазы А контуров 20 (БРУМПК1) поступают необходимые для решения переменные: магнитный поток с выхода блока реализации уравнения баланса магнитодвижущих сил и кривой намагничивания 22 (БРУБМСиКН) и напряжение первичной обмотки фазы А с выхода блока формирования фазных напряжений 19 (БФФН) с учетом схем соединения обмоток трансформатора.The variables necessary for the solution are received at the input of the implementation block of the equation of the magnetically coupled phase A flow of circuits 20 (BRUMPK1): the magnetic flux from the output of the block for the implementation of the equation of balance of magnetomotive forces and the magnetization curve 22 (BRUBMSiKN) and the voltage of the primary winding of phase A from the output of the phase voltage generating unit 19 (BFFN) taking into account the connection schemes of the transformer windings.

На первом и втором выходах блока реализации уравнений магнитосвязанных потоком фазы А контуров 20 (БРУМПК1) формирует представленные напряжением переменные тока первичной обмотки со знаком минус и плюс соответственно. Переменная тока первичной обмотки со знаком минус поступает на фазу А первого трехфазного выхода вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ). Переменная тока первичной обмотки со знаком плюс поступает на фазу А второго трехфазного выхода вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ) и на вход блока многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП).At the first and second outputs of the block for the implementation of equations magnetically coupled by the phase A flow of circuits 20 (BRUMPK1), the primary winding currents with the minus and plus signs, represented by voltage, are generated, respectively. The alternating current of the primary winding with a minus sign is fed to phase A of the first three-phase output of the computing unit of the transformer 14 (WBT). The alternating current of the primary winding with a plus sign is fed to phase A of the second three-phase output of the computing unit of the transformer 14 (WBT) and to the input of the multi-channel analog-to-digital conversion unit 5 (BMACP).

Блок реализации уравнения магнитосвязанных потоком фазы А контуров 21 (БРУМПК2) реализует непрерывное решение уравнения, аналогичного (1). На вход блока реализации уравнения магнитосвязанных потоком фазы А контуров 21 (БРУМПК2) поступают: магнитный поток с выхода блока реализации уравнения баланса магнитодвижущих сил и кривой намагничивания 22 (БРУБМСиКН) и напряжение вторичной обмотки фазы А с выхода блока формирования фазных напряжений 19 (БФФН). Блок реализации уравнения магнитосвязанных потоком фазы А контуров 21 (БРУМПК2) формирует на выходе представленную напряжением переменную тока вторичной обмотки со знаком плюс, которая поступает на третий трехфазный выход вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ). Переменная тока первичной обмотки поступает на фазу А третьего трехфазного выхода вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ) и на вход блока многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП).The implementation unit of the magnetically coupled phase A flow of circuits 21 circuits 21 (BRUMPK2) implements a continuous solution to an equation similar to (1). The input of the block for the implementation of the equation of the phase A magnetically coupled by the flow of phase A circuits 21 (BRUMPK2) receives: the magnetic flux from the output of the block for the implementation of the equation of balance of the magnetomotive forces and the magnetization curve 22 (BRUBMSiKN) and the voltage of the secondary winding of phase A from the output of the phase voltage generating unit 19 (BFFN). The implementation unit of the magnetically coupled equation of phase A flow of circuits 21 (BRUMPK2) generates at the output the alternating current of the secondary winding represented by the voltage with a plus sign, which is fed to the third three-phase output of the computing unit of transformer 14 (VBT). The alternating current of the primary winding is fed to phase A of the third three-phase output of the computing unit of the transformer 14 (WBT) and to the input of the multi-channel analog-to-digital conversion unit 5 (BMACP).

Блоки реализации уравнений магнитосвязанных потоком фазы А контуров 20 (БРУМПК1), 21 (БРУМПК2) содержат цифроаналоговые преобразователи, с помощью которых реализуются коэффициенты уравнения (1). Управление цифроаналоговыми преобразователями осуществляет блок микропроцессоров 1 (БМ).The blocks for the implementation of equations magnetically coupled by the phase A flow of circuits 20 (BRUMPK1), 21 (BRUMPK2) contain digital-to-analog converters with which the coefficients of equation (1) are realized. The digital-to-analog converters are controlled by the microprocessor unit 1 (BM).

Блок реализации уравнения баланса магнитодвижущих сил и кривой намагничивания 22 (БРУБМСиКН) осуществляет решение уравнения вида:The implementation unit of the balance equation of magnetomotive forces and the magnetization curve 22 (BRUBMSiKN) solves an equation of the form:

F μ A = W A 1 i A 1 W A 2 i A 2 ; ( 2 )

Figure 00000002
F μ A = W A one i A one - W A 2 i A 2 ; ( 2 )
Figure 00000002

где FµA - намагничивающая сила электромагнитной системы фазы А трансформатора, определяемая кривой намагничивания FµA≡iµA=ƒ(ФА).where F µA is the magnetizing force of the electromagnetic system of phase A of the transformer, determined by the magnetization curve F µA ≡i µA = ƒ (Ф А ).

На вход блока реализации уравнения баланса магнитодвижущих сил и кривой намагничивания 22 (БРУБМСиКН) поступают выраженные напряжением фазные токи с выходов блоков реализации уравнений магнитосвязанных потоком фазы А контуров 20 (БРУМПК1), 21 (БРУМПК2).The input phase of the implementation of the equation of balance of the magnetomotive forces and the magnetization curve 22 (BRUBMSiKN) receives the phase currents expressed by voltage from the outputs of the blocks for the implementation of the equations magnetically coupled by the phase A flow of circuits 20 (BRUMPK1), 21 (BRUMPK2).

Выходными величинами являются: нелинейно пропорциональный току намагничивания магнитный поток фазы А, который подается на входы блоков реализации уравнений магнитосвязанных потоком фазы А контуров 20 (БРУМПК1), 21 (БРУМПК2) и вход блока многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП), а также ток намагничивания, который подается на вход блока многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП). Кривая намагничивания задается в блоке микропроцессоров 1 (БМ) таблично или с помощью кусочно-линейной или нелинейной аппроксимации, например:The output values are: phase A magnetic flux non-linearly proportional to the magnetization current, which is fed to the inputs of the blocks for implementing equations magnetically coupled by phase A flux of circuits 20 (BRUMPK1), 21 (BRUMPK2) and the input of the multi-channel analog-to-digital conversion 5 (BMACP), as well as the current magnetization, which is fed to the input of the multi-channel analog-to-digital conversion unit 5 (BMACP). The magnetization curve is set in the microprocessor unit 1 (BM) table or using piecewise linear or nonlinear approximation, for example:

F μ A i μ A = K μ A Ф A P ; ( 3 )

Figure 00000003
F μ A i μ A = K μ A F A P ; ( 3 )
Figure 00000003

где КµA - коэффициент размерности, реализуемый при переходе к относительным единицам измерения;where K µA is the dimension coefficient realized when moving to relative units of measure;

p - показатель степени, принимаемый р=3 или р=5, хотя наиболее эффективная аппроксимация нелинейной зависимости FµA≡iµA=ƒ(ФА) достигается при нецелых значениях р.p is the exponent taken p = 3 or p = 5, although the most effective approximation of the nonlinear dependence F µA ≡i µA = ƒ (Ф А ) is achieved at non-integer values of p.

Блок микропроцессоров 1 (БМ), на основе заданной кривой намагничивания, управляет цифроаналоговым преобразователем блока реализации уравнения баланса магнитодвижущих сил и кривой намагничивания 22 (БРУБМСиКН), реализующим коэффициент нелинейной пропорциональности тока намагничивания и магнитного потока.The microprocessor unit 1 (BM), based on a given magnetization curve, controls the digital-to-analog converter of the unit for implementing the equation of balance of magnetomotive forces and the magnetization curve 22 (BRUBMSiKN), which implements the coefficient of nonlinear proportionality of the magnetization current and magnetic flux.

Мгновенные значения фазных напряжений подаются на входы блока формирования фазных напряжений 19 (БФФН) с трехфазных входов вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ). Блок микропроцессоров 1 (БМ) осуществляет управление аналоговыми ключами блока формирования фазных напряжений 9 (БФФН). В зависимости от положения этих ключей формируются переменные фазных напряжений на выходах блока формирования фазных напряжений 19 (БФФН) с учетом схемы соединения обмоток.The instantaneous values of the phase voltages are fed to the inputs of the phase voltage generating unit 19 (BFFN) from the three-phase inputs of the computing unit of the transformer 14 (WBT). The microprocessor unit 1 (BM) controls the analog keys of the phase voltage generating unit 9 (BFN). Depending on the position of these switches, phase voltage variables are formed at the outputs of the phase voltage generating unit 19 (BFFN) taking into account the connection scheme of the windings.

С выходов блока формирования фазных напряжений 19 (БФФН) переменные фазных напряжений поступают на входы блоков реализации уравнений магнитосвязанных потоком фазы А контуров 20 (БРУМПК1), 21 (БРУМПК2), на входы блока многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП) и на входы блоков реализации уравнений фазы В 17 (БРУФ В) и С 18 (БРУФ С) трансформатора.From the outputs of the phase voltage generating unit 19 (BFFN), the phase voltage variables are fed to the inputs of the blocks for implementing the equations of the magnetically coupled phase A circuits 20 (BRUMPK1), 21 (BRUMPK2), to the inputs of the multi-channel analog-to-digital conversion 5 (BMACP) and to the inputs of the blocks the implementation of the equations of phase B 17 (BRUF B) and C 18 (BRUF C) of the transformer.

Блоки реализации уравнений фазы В 17 (БРУФ В) и С 18 (БРУФ С) осуществляют решение уравнений аналогичных (1) и (2) и в результате формируют на выходах выраженные напряжениями переменные фазных токов первичных и вторичных обмоток трансформатора, основных магнитных потоков и токов намагничивания, которые поступают на входы блока многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП). С выходов блоков реализации уравнений фазы В 17 (БРУФ В) и С 18 (БРУФ С) переменные фазных токов первичных и вторичных обмоток трансформатора поступают на соответствующие фазы трехфазных выходов вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ).The blocks for implementing the equations of phase B 17 (BRUF B) and C 18 (BRUF C) solve equations similar to (1) and (2) and, as a result, form variable phase currents of the primary and secondary windings of the transformer, main magnetic fluxes and currents, expressed by voltages, at the outputs magnetization, which are fed to the inputs of the multi-channel analog-to-digital conversion unit 5 (BMACP). From the outputs of the blocks for implementing the equations of phase B 17 (BRUF B) and C 18 (BRUF C), the variable phase currents of the primary and secondary windings of the transformer are supplied to the corresponding phases of the three-phase outputs of the computing unit of transformer 14 (VBT).

С трехфазных выходов вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ) переменные фазных токов, выраженные напряжениями, поступают на блоки преобразователей напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), которые преобразуют их в физические фазные токи. Трехфазные напряжения, на выходах блоков преобразователей напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), естественным образом сформированные в результате протекающих физических токов, поступают на трехфазные входы вычислительного блока трансформатора 14 (ВБТ).From the three-phase outputs of the computing unit of the transformer 14 (VBT), the variable phase currents, expressed by voltages, are supplied to the voltage-current converter units 6 (BPNT1), 7 (BPNT2), 8 (BPNT3), which convert them into physical phase currents. Three-phase voltages, at the outputs of the blocks of voltage-current converters 6 (BPNT1), 7 (BPNT2), 8 (BPNT3), naturally formed as a result of flowing physical currents, are supplied to the three-phase inputs of the computing unit of transformer 14 (WBT).

Блоки цифроуправляемой продольной коммутации 10 (БЦПрК1), 11 (БЦПрК1) осуществляют физическое подключение/отключение устройства для моделирования объединенного регулятора потока мощности к внешним устройствам, например к другим моделирующим устройствам или к физическому оборудованию. Блоки цифроуправляемой поперечной коммутации 12 (БЦПоК1) и 13 (БЦПоК2) осуществляют междуфазные замыкания и замыкания на землю. Управление состояниями цифроуправляемых аналоговых ключей блоков цифроуправляемой продольной 10 (БЦПрК1), 11 (БЦПрК1) и поперечной 12 (БЦПоК1), 13 (БЦПоК2) коммутаций осуществляет блок микропроцессоров 1 (БМ).The digitally-controlled longitudinal switching units 10 (BTsPrK1), 11 (BTsPrK1) physically connect / disconnect the device for modeling the combined power flow controller to external devices, for example, to other modeling devices or to physical equipment. The digitally controlled lateral switching blocks 12 (BTsPoK1) and 13 (BTsPoK2) carry out phase-to-phase faults and earth faults. The states of digital-controlled analog keys of digital-controlled blocks of longitudinal 10 (BTsPrK1), 11 (BTsPrK1) and transverse 12 (BTsPoK1), 13 (BTsPoK2) switching are controlled by microprocessor unit 1 (BM).

Блок статического преобразователя напряжения 9 (БСПН) осуществляет преобразование трехфазного напряжения переменного тока в трехуровневые напряжения постоянного тока, которое поступает на выходы постоянного тока блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1).The unit of the static voltage converter 9 (BSPN) converts a three-phase AC voltage into three-level DC voltage, which is supplied to the DC outputs of the transformation and voltage conversion unit 2 (BTPN1).

Преобразование напряжения осуществляется за счет коммутации управляемых по цифровым входам цифроуправляемых ключей 26 (ЦК1), 27 (ЦК2), 28 (ЦК3), 29 (ЦК4), 30 (ЦК5), 31 (ЦК6) и цифроуправляемых ключей блоков фаз статического преобразователя напряжения В 24 (БФСПН2), С 25 (БФСПН3). Управление преобразованием напряжения осуществляет блок микроконтроллеров 1 (БМ) в соответствии с заданным алгоритмом, например в соответствии с алгоритмом широтно-импульсной модуляции [Николаев А.В. Разработка принципов управления статическим компенсатором (СТАТКОМ) и исследование его работы на подстанциях переменного и постоянного тока: Дисс. на соискание степени канд. техн. наук. - СПб.: НИИПТ, 2005. - 161 с., стр.61-63].The voltage is converted by switching digitally-controlled keys 26 (TsK1), 27 (TsK2), 28 (TsK3), 29 (TsK4), 30 (TsK5), 31 (TsK6) and digitally-controlled keys of the phase blocks of the static voltage converter B 24 (BFSPN2), C 25 (BFSPN3). The voltage conversion is controlled by a block of microcontrollers 1 (BM) in accordance with a predetermined algorithm, for example, in accordance with a pulse-width modulation algorithm [Nikolaev A.V. Development of the principles of control of a static compensator (STATCOM) and the study of its operation in AC and DC substations: Diss. for the degree of Cand. tech. sciences. - St. Petersburg: NIIPT, 2005. - 161 p., Pp. 61-63].

Трехуровневые напряжения постоянного тока, сформированные на выходах блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1), поступают на входы вычислительного блока конденсаторных батарей 4 (ВБКБ).Three-level DC voltages generated at the outputs of voltage transformation and conversion unit 2 (BTPN1) are supplied to the inputs of the computing unit of capacitor banks 4 (VBKB).

Блок реализации уравнений конденсатора 32 (БРУК1) реализует непрерывное решение дифференциальных уравнений, описывающих процессы в первом конденсаторе:The block for the implementation of the equations of the capacitor 32 (BRUK1) implements a continuous solution of the differential equations describing the processes in the first capacitor:

{ i C 1 = U C 11 + U C 12 U C C 1 R C 1 ; d U C C 1 d t = 1 C C 1 i C 1 , ( 3 )

Figure 00000004
{ i C one = - U C eleven + U C 12 - U C C one R C one ; d U C C one d t = one C C one i C one , ( 3 )
Figure 00000004

где iC1 - ток первого конденсатора;where i C1 is the current of the first capacitor;

uC11 - напряжение на первом конце первого конденсатора;u C11 is the voltage at the first end of the first capacitor;

uC12 - напряжение на втором конце первого конденсатора;u C12 is the voltage at the second end of the first capacitor;

uCC1 - емкостное напряжение первого конденсатора;u CC1 is the capacitive voltage of the first capacitor;

CC1 - емкость первого конденсатора;C C1 is the capacitance of the first capacitor;

RC1 - активное сопротивление, характеризующее активные потери в первом конденсаторе цепи постоянного тока объединенного регулятора потока мощности.R C1 is the active resistance characterizing the active losses in the first capacitor of the DC circuit of the combined power flow controller.

На входы блока реализации уравнений конденсатора 32(БРУК1) поступают необходимые для решения переменные:The inputs of the block for the implementation of the equations of the capacitor 32 (BRUK1) receive the variables necessary for the solution:

напряжение на первом конце конденсатора, поступающего от первого выхода постоянного тока блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1);voltage at the first end of the capacitor coming from the first DC output of the transformation and voltage conversion unit 2 (BTPN1);

напряжение на втором конце первого конденсатора от второго выхода постоянного тока блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1).the voltage at the second end of the first capacitor from the second DC output of the transformation and voltage conversion unit 2 (BTPN1).

Блок реализации уравнений конденсатора 32 (БРУК1) на выходе формирует ток первого конденсатора iC1, выраженный напряжением.The block for implementing the equations of the capacitor 32 (BRUK1) at the output generates the current of the first capacitor i C1 , expressed by voltage.

Блок реализации уравнений конденсатора 33 (БРУК2) реализует непрерывное решение дифференциальных уравнений второго конденсатора аналогичных (3).The block for the implementation of the equations of the capacitor 33 (BRUK2) implements a continuous solution of the differential equations of the second capacitor similar to (3).

На входы блока реализации уравнений конденсатора 33 (БРУК2) поступают необходимые для решения переменные:The inputs of the block for the implementation of the equations of the capacitor 33 (BRUK2) receive the variables necessary for the solution:

напряжение на первом конце конденсатора, поступающего от второго выхода постоянного тока блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1);the voltage at the first end of the capacitor coming from the second DC output of the transformation and voltage conversion unit 2 (BTPN1);

напряжение на втором конце первого конденсатора от третьего выхода постоянного тока блока трансформации и преобразования напряжения 2 (БТПН1).the voltage at the second end of the first capacitor from the third DC output of the transformation and voltage conversion unit 2 (BTPN1).

Блок реализации уравнений конденсатора 33 (БРУК2) на выходе формирует ток второго конденсатора iC2, выраженный напряжением.The implementation unit of the equations of the capacitor 33 (BRUK2) at the output generates the current of the second capacitor i C2 , expressed by voltage.

Блоки реализации уравнений конденсаторов 32 (БРУК1), 33 (БРУК2) содержат цифроаналоговые преобразователи, с помощью которых реализуются коэффициенты уравнения (3). Управление цифроаналоговыми преобразователями осуществляет блок микропроцессоров 1 (БМ).The blocks for implementing the equations of capacitors 32 (BRUK1), 33 (BRUK2) contain digital-to-analog converters with which the coefficients of equation (3) are realized. The digital-to-analog converters are controlled by the microprocessor unit 1 (BM).

С выходов блоков реализации уравнений конденсаторов 32 (БРУК1) и 33 (БРУК2) представленные напряжением математические переменные токов поступают на входы блока формирования тока нулевой точки 34 (БФТНТ), который осуществляет их суммирование.From the outputs of the blocks for realizing the equations of capacitors 32 (BRUK1) and 33 (BRUK2), the mathematical variables of the currents represented by the voltage are supplied to the inputs of the zero point current generating unit 34 (BFTNT), which summarizes them.

В итоге, сформированные на выходах блока реализации уравнений конденсатора 32 (БРУК1), блока формирования тока нулевой точкиAs a result, formed at the outputs of the block for the implementation of the equations of the capacitor 32 (BRUK1), the block forming the zero current

34 (БФТНТ) и блока реализации уравнений конденсатора 33 (БРУК2), представленные напряжением, математические переменные токов поступают на входы блока преобразователей напряжение-ток 15 (БПНТ4), который преобразует их в модельные физические токи.34 (BFTNT) and the block for the implementation of the equations of the capacitor 33 (BRUK2), represented by voltage, the mathematical variables of the currents are fed to the inputs of the block of voltage-current converters 15 (BPNT4), which converts them into model physical currents.

Результаты непрерывного решения дифференциальных уравнений типа (3) поступают из блоков реализации уравнений конденсатора 32 (БРУК1), 33 (БРУК2) в блок многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП).The results of the continuous solution of differential equations of type (3) come from the blocks for realizing the equations of the capacitor 32 (BRUK1), 33 (BRUK2) into the block of multi-channel analog-to-digital conversion 5 (BMACP).

Блок многоканального аналого-цифрового преобразования 5 (БМАЦП) оцифровывает поступающие на его входы переменные и передает их в блок микропроцессоров 1 (БМ), а из него по компьютерной сети в персональный компьютер/сервер.The multichannel analog-to-digital conversion unit 5 (BMACP) digitizes the variables arriving at its inputs and transfers them to the microprocessor unit 1 (BM), and from it via a computer network to a personal computer / server.

Блок микропроцессоров 1 (БМ) реализует алгоритм цифровой системы автоматического управления объединенного регулятора потока мощности.The microprocessor unit 1 (BM) implements the algorithm of a digital automatic control system for a combined power flow controller.

Таким образом, устройство позволяет моделировать объединенный регулятор потока мощности с моделью энергосистемы, моделировать нормальные, аварийные и послеаварийные процессы, а также автоматизировано и автоматически изменять параметры модели объединенного регулятора потока мощности и отображать результаты моделирования на персональном компьютере.Thus, the device allows you to simulate a combined power flow controller with a power system model, simulate normal, emergency and post-emergency processes, as well as automatically and automatically change the parameters of a combined power flow controller model and display the simulation results on a personal computer.

Claims (1)

Устройство для моделирования объединенного регулятора потока мощности, содержащее два блока статических преобразователей напряжения, соединенных между собой, отличающееся тем, что оно снабжено двумя идентичными блоками трансформации и преобразования напряжения, в каждом из которых три трехфазных выхода вычислительного блока трансформатора соединены с входами трех блоков преобразователей напряжение-ток, первый и второй трехфазные входы вычислительного блока трансформатора соединены с первым и вторым блоками преобразователей напряжение-ток, с первым и вторым блоками цифроуправляемой поперечной коммутации, с первым и вторым блоками цифроуправляемой продольной коммутации, выходы которых являются трехфазными выходами устройства, третий трехфазный вход вычислительного блока трансформатора подключен к третьему блоку преобразователей напряжение-ток и к блоку статического преобразователя напряжения, при этом выходы двух блоков статических преобразователей напряжения первого и второго блоков трансформации и преобразования напряжения соединены между собой и с выходами устройства, а также с входами вычислительного блока конденсаторных батарей и с выходами блока преобразователей напряжение-ток, входы которого подключены к выходам вычислительного блока конденсаторных батарей, а вычислительные блоки трансформаторов блоков трансформации и преобразования напряжения и вычислительный блок конденсаторных батарей соединены с блоком многоканального аналого-цифрового преобразования, который подключен к блоку микропроцессоров, который связан с персональном компьютером/сервером, с вычислительным блоком конденсаторных батарей, с вычислительными блоками трансформаторов, с блоками цифроуправляемой продольной коммутации, с блоками цифроуправляемой поперечной коммутации и с блоками статических преобразователей напряжения блоков трансформации и преобразования напряжения. A device for modeling a combined power flow controller containing two blocks of static voltage converters connected to each other, characterized in that it is equipped with two identical voltage transformation and conversion units, in each of which three three-phase outputs of the transformer computing unit are connected to the inputs of three voltage converter units -current, the first and second three-phase inputs of the transformer computing unit are connected to the first and second converter units voltage-current, with the first and second blocks of digitally controlled transverse switching, with the first and second blocks of digitally controlled longitudinal switching, the outputs of which are three-phase outputs of the device, the third three-phase input of the transformer computing unit is connected to the third voltage-current converter unit and to the static voltage converter unit, the outputs of two blocks of static voltage converters of the first and second blocks of transformation and voltage conversion are connected to each other and to the output The device’s odes, as well as the inputs of the computing unit of the capacitor banks and the outputs of the voltage-current converter unit, whose inputs are connected to the outputs of the computing unit of the capacitor batteries, and the computing units of the transformers of the transformation and voltage conversion units and the computing unit of the capacitor batteries are connected to the multi-channel analog digital conversion, which is connected to the microprocessor unit, which is connected to a personal computer / server, with a computing unit com capacitor banks, with transformer computing units, with digitally controlled longitudinal switching blocks, with digitally controlled lateral switching blocks and with static voltage converters blocks of voltage transformation and conversion blocks.
RU2012135611/08A 2012-08-21 2012-08-21 Device to model combined power flow controller RU2500028C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012135611/08A RU2500028C1 (en) 2012-08-21 2012-08-21 Device to model combined power flow controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012135611/08A RU2500028C1 (en) 2012-08-21 2012-08-21 Device to model combined power flow controller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2500028C1 true RU2500028C1 (en) 2013-11-27

Family

ID=49710601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012135611/08A RU2500028C1 (en) 2012-08-21 2012-08-21 Device to model combined power flow controller

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2500028C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU763923A1 (en) * 1978-07-20 1980-09-15 Ордена Октябрьской Революции Всесоюзный Государственный Проектно- Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт "Энергосетьпроект" Device for simulating energy systems
RU2018953C1 (en) * 1990-08-17 1994-08-30 Томский политехнический университет Device for simulating synchronous machine
EP1034593A1 (en) * 1997-11-28 2000-09-13 Abb Ab Power flow control
JP2002084659A (en) * 2000-09-01 2002-03-22 Hitachi Ltd Power system analyzing simulator
JP2006280187A (en) * 2005-03-25 2006-10-12 Chang Gung Univ Control method of integrated power flow dynamic model
KR100711816B1 (en) * 2005-10-31 2007-04-30 한국전력공사 Hybrid upfc simulator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU763923A1 (en) * 1978-07-20 1980-09-15 Ордена Октябрьской Революции Всесоюзный Государственный Проектно- Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт "Энергосетьпроект" Device for simulating energy systems
RU2018953C1 (en) * 1990-08-17 1994-08-30 Томский политехнический университет Device for simulating synchronous machine
EP1034593A1 (en) * 1997-11-28 2000-09-13 Abb Ab Power flow control
JP2002084659A (en) * 2000-09-01 2002-03-22 Hitachi Ltd Power system analyzing simulator
JP2006280187A (en) * 2005-03-25 2006-10-12 Chang Gung Univ Control method of integrated power flow dynamic model
KR100711816B1 (en) * 2005-10-31 2007-04-30 한국전력공사 Hybrid upfc simulator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206790105U (en) For carrying out the current transformer of reactive power output
Rodriguez et al. THD improvement of a PWM cascade multilevel power inverters using genetic algorithms as optimization method
Aslan et al. The core loss estimation of a single phase inverter transformer by using adaptive neuro-fuzzy inference system
CN109638931A (en) The power converter system model predictive control method and system of more DC-DC parallel connections
Evstaf’ev et al. A simulation mathematical model of a traction transformer with tapped secondary windings
Wang Switching-cycle control and sensing techniques for high-density SiC-based modular converters
CN104977482A (en) Fault simulation circuit used for DC test system and method thereof
RU2606308C1 (en) Device for simulating dc insert in power systems
RU2500028C1 (en) Device to model combined power flow controller
Meng et al. Optimal design of star‐connected autotransformer applied to large current rectifier
Cho et al. Advanced time domain method for remote wind farms with LFAC transmission systems: Power transfer and harmonics
CN105515423A (en) Energy balance control method for modular multi-level converter bridge arms
Khokhlov et al. Electromagnetic processes in power transformers with vector control
Zinoviev Development of set of electric energy quality factors
RU2695501C1 (en) Device for simulation of multiterminal transmission of direct current in power system
RU2694014C1 (en) Device for simulating dc transmission in power system
Lopatkin Voltage THD and integrated voltage harmonics factors of three-phase multilevel voltage source inverter with nearest vector selecting space vector control
RU2479025C1 (en) Device for modelling three-phase multiple-winding transformer
Young et al. Modeling and simulation of continuously variable series reactor for power system transient analysis
Ufa et al. Development of hybrid model of STATCOM
Sami et al. Detailed modelling and simulation of single-phase transformers for research and educational purposes
RU2494457C1 (en) Device to model static synchronous compensator
Nayak et al. Full order averaged modelling for modular solid state transformer
Monakov et al. Using EMTP-RV Software for Transient Calculations in Auxiliary Systems of Power Plants During Educational Process
RU2785362C1 (en) Device for modeling solar power plant in power system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140822