[發明專利]基于STATCOM控制器的仿真系統

有效

• 申請號: 201410692303.4
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104375422A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 王佳;王志鵬;姜政
• 申請（專利權）人: 上海科梁信息工程有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，特別涉及基于STATCOM控制器的仿真系統。

背景技術

隨著我國堅強智能電網的推進，智能電網迎來新的發展歷程，智能的無功補償器作為我國堅強智能電網的重要技術和支撐，對智能電網的發展有著深遠的影響。先進智能的無功補償裝置采用則是眾多電力電子器件組成的模塊化多電平拓撲，其相對于傳統的簡單結構的串并補電容或者電感，具有平滑及迅速的無功補償功能，對電網的長時間穩定運行及故障恢復具有舉足輕重的作用。

然而由于其包含成百上千的開關器件，其控制器的設計相對復雜，對控制器的性能和功能要求也比較嚴格，不僅管理不便，且成本較高。對控制器進行全面精確地驗證是必須要解決的問題，因此研究全面、高速、高精度智能無功補裝置控制器的驗證平臺及方法具有重要的實用價值。

另外，由于傳統方式中的STATCOM建模，其仿真步長通常只能達到微秒級，這個對于包括眾多開關瞬態就為微秒級電力電子器件的STATCOM來說，仿真精度是不夠的，不能很好的模擬出開關器件動作的暫態過程。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于STATCOM控制器的仿真系統，簡化仿真系統的接線，易于管理，降低成本。

為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種基于STATCOM控制器的仿真系統，包含：實時仿真器、上位機、STATCOM控制器和STATCOM模擬器；

所述上位機，用于編制仿真模型并進行離線仿真分析；還用于控制所述仿真系統的啟動和停止，調試所述實時仿真器的參數，監控所述實時仿真器得到的所述數據；

所述實時仿真器，用于運行所述上位機編制的所述仿真模型，還用于對STATCOM外圍主電路進行實時仿真，將仿真數據及接收來自STATCOM模擬器的數據計算后傳送給所述STATCOM模擬器；

所述STATCOM控制器，用于向所述STATCOM模擬器發送用于控制所述STATCOM模擬器工作狀態的脈沖信號，還用于接收來自所述STATCOM模擬器中的電壓及電流數據；

所述STATCOM模擬器，用于模擬STATCOM的工作狀態，及接收來自實時仿真器的數據，對數據進行組幀操作后發送至STATCOM控制器，并接收來自STATCOM控制器的串行數據進行解幀操作，得到并行數據后對各器件的開關狀態進行控制；

其中，所述STATCOM模擬器與所述STATCOM控制器間采用光纖連接。

本發明實施方式相對于現有技術而言，由于采用了光纖通訊，STATCOM(也可稱為“SVG”)控制器與STATCOM模擬器間大量的數據交互只需要兩根光纖就可以了，而且傳輸速度也足以滿足性能要求，而傳統的驗證方式采用的點對點的并行傳輸方式，STATCOM控制器與STATCOM模擬器間必須有大量的接線，不僅復雜，而且不易于管理，成本也比較高。

作為進一步改進，所述STATCOM模擬器采用現場可編程門陣列FPGA開發板。利用FPGA開發板對STATCOM模擬器建模，避免使用外部器件，實現簡便的同時，加快模擬速度。

作為進一步改進，FPGA開發板的仿真步長為納秒級別。采用高速的FPGA片上仿真，可以提高仿真精度，更好地模擬出各開關器件動作的暫態過程。

作為進一步改進，FPGA開發板可以采用FPGA開發專用軟件進行STATCOM模擬器的搭建；所述FPGA開發專用軟件為：ALTERA的QUARTUS?II或者XILINX的ISE，使得搭建過程簡易、方便、通俗易懂。

作為進一步改進，所述STATCOM模擬器采用半橋臂結構或全橋臂結構。使得本發明實施方式適用各種不同的STATCOM拓撲，靈活多變地滿足用戶不同的需求，進一步拓展本發明的應用場景。

附圖說明

圖1是根據第一實施方式中基于STATCOM控制器的仿真系統結構示意圖；

圖2是根據第一實施方式中采用半橋臂結構STATCOM模擬器示意圖；

圖3是根據第一實施方式中基于STATCOM控制器的仿真系統結構的應用流程圖；

圖4是根據第二實施方式中采用全橋臂結構STATCOM模擬器示意圖。

具體實施方式