[發明專利]一種MMC動模試驗板卡的自動測試裝置及其測試方法

在審

• 申請號: 201610875443.4
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107884696A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 劉棟;賀之淵;米志偉;林暢;朱琳;萬祥楠;翟雪冰;寇龍澤;客金坤
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及電力電子系統，具體講涉及一種MMC動模試驗板卡的自動測試裝置及其測試方法。

背景技術

隨著我國對于能源領域可持續發展要求的不斷提升，我國以煤電為主的電能結構，將在今后幾十年內逐步向以水電、核電、風電、太陽能等各種新能源發電并存的結構進行轉變。同時用戶對電能質量要求也在不斷提高，而利用柔性直流輸電技術實現可再生能源并網和向城市供電的優勢變得越來越明顯，其中模塊化多電平柔性直流輸電技術(MMC-HVDC)已成為現階段的發展趨勢。

隨著在世界范圍內柔性直流輸電工程的建設，尤其是模塊化多電平柔性直流輸電(MMC-HVDC)的快速推廣，國內外現有動態模擬系統、實時仿真系統均受到硬件架構或計算能力的限制，無法滿足大容量多節點MMC-HVDC工程的動態特性模擬需要，無法完成閥控系統的控制保護邏輯測試，更不具備在其硬件平臺進行接入實驗和出廠測試的能力。

MMC動模試驗板卡能夠模擬MMC工程換流閥的動態特性，從而實現閥控系統控制保護邏輯的測試。但單塊MMC動模試驗板卡本身的功能測試只能在閥控系統中進行測試與驗證，現有的檢測方案只能通過萬用表等測試設備測試MMC低電壓子模塊板卡的硬件設計，并不能篩選出板卡中的薄弱點，如開關器件損壞、通訊發送和接收接口硬件的可靠性等，均無法檢測出來。

因此，需要一種MMC動模試驗板卡的自動測試裝置來克服現有技術的不足。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明提出了一種MMC動模試驗板卡的自動測試裝置，包括：背板、設于背板上的核心板和保護核心板的安全罩，試驗板卡經電源板與核心板相連，核心板一端與上位機相連，另一端與待測板卡相連。

核心板FPGA+ARM的主體結構。核心板一端基于通訊接口與上位機連接， 另一端基于HDLC光纖通訊接口與試驗板卡中的光纖接口相連。

電源板包括：試驗主電路、供電電源和可調電源。

試驗板卡包括：3塊與電源板分別連接的動模MMC試驗板卡。

試驗主電路經通訊測試接口與試驗板卡相連，供電電源經子模塊電容電壓供電接口與試驗板卡相連，可調電源經子模塊輸出接口與試驗板卡相連。

試驗板卡包括：2個SM子模塊和可調直流電源；其中，SM子模塊的正極端口經電感相連，可調直流電源的正負極分別與SM子模塊中的電容的兩端相連。

通過調節可調電源的輸入電壓模擬試驗板卡的電容充發電，觀察試驗板卡中繼電器的閉合狀態及上位機中測試軟件界面的顯示狀態判斷試驗板卡是否正常。

自動測試裝置的硬件測試功能包括：上電測試、通訊測試、對拖測試、電容充放電與旁路功能測試以及PWM使能測試。

自動測試的軟件測試功能包括：接口狀態回報測試和通訊可靠性測試。

一種MMC動模試驗板卡的自動測試方法，包括如下步驟：

A.建立TCP/IP協議；B.接收并解析上位機指令；C.傳遞命令到FPGA；D.FPGA編碼命令。

步驟B包括：B1.判斷通信數據是否正常；B2.若正常，封鎖要讀數據的更新，若不正常，結束接收；B3.清除接收完成標志；B4.解除封鎖數據的更新；B5.通信并檢驗校驗和；B6.檢驗校驗字；B7.解析命令。

步驟C包括：C1.打包命令；C2.發送所述命令到寄存器賦值；C3.計算通信校驗和；C4.主控芯片MCU將所述命令傳送FPGA。

與最接近的現有技術比，本發明具有如下有益效果：

1、本發明的能夠基于流水線方式驗證三塊MMC動模試驗板卡的硬軟件功能正確性和完整性的裝置，提高了MMC動模試驗板卡的測試效率和搭建整個大容量多節點MMC-HVDC工程換流閥的動態特性模擬系統的可靠性。

2、本發明的為了保證對MMC工程換流閥內外部動態特性的精確模擬，創造性地提出了基于等慣性時間常數法將MMC工程換流閥等比例縮小，設計的MMC動模試驗板卡，用于模擬MMC工程換流閥的動態特性，以完成閥控系統控制保護邏輯測試。

3、本發明的自動測試裝置能夠完全測試到MMC動模板卡的所有功能，不僅能測試到板卡硬件是否合格，也能測試到板卡軟件設計的正確性，為所有MMC動模板卡的批量出廠試驗提供了依據。

4、本發明的能夠測試出單塊MMC動模試驗板卡的所有功能，同時能夠實現流水線式測試，大大提高了測試效率。

附圖說明

圖1是本發明的被測板卡連接示意圖；

圖2是本發明的測試連接框圖；