[實(shí)用新型]一種動(dòng)態(tài)模擬高壓靜止無(wú)功發(fā)生器的試驗(yàn)平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621440223.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206431213U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓健;蘇位峰;衛(wèi)三民;殷曉剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)西電電氣股份有限公司;北京西電華清科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 李宏德

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及高壓靜止無(wú)功發(fā)生器的試驗(yàn)裝置，具體為一種動(dòng)態(tài)模擬高壓靜止無(wú)功發(fā)生器的試驗(yàn)平臺(tái)。

背景技術(shù)

靜止無(wú)功發(fā)生器，英文描述為：Static Var Generator，簡(jiǎn)稱為SVG。又稱高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償發(fā)生裝置，或靜止同步補(bǔ)償器。靜止無(wú)功發(fā)生器是將自換相橋式電路通過(guò)電抗器或者直接并聯(lián)到電網(wǎng)上，調(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的相位和幅值，或者直接控制其交流側(cè)電流，使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康摹VG是目前無(wú)功功率控制領(lǐng)域內(nèi)的最佳方案。相對(duì)于傳統(tǒng)的調(diào)相機(jī)、電容器電抗器、以晶閘管控制電抗器TCR為主要代表的傳統(tǒng)SVC等方式，SVG有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

由于高壓靜止無(wú)功發(fā)生器的復(fù)雜性，很多問(wèn)題僅靠理論分析是不夠的，只有把理論分析和科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，才能得到正確的結(jié)論。高壓靜止無(wú)功發(fā)生器的實(shí)驗(yàn)研究可在實(shí)際的電力電子裝置(一般稱原型)。在原型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，往往受高壓系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行的限制。如短路實(shí)驗(yàn)等一般不能在原型系統(tǒng)進(jìn)行；同時(shí)，這種方法投資大，體積大，方案、參數(shù)調(diào)整困難，試驗(yàn)實(shí)施速度慢。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種動(dòng)態(tài)模擬高壓靜止無(wú)功發(fā)生器的試驗(yàn)平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)高壓靜止無(wú)功發(fā)生器試驗(yàn)的安全可靠、低成本、體積小、方案參數(shù)簡(jiǎn)便調(diào)整、試驗(yàn)實(shí)施速度快的需求。

本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種動(dòng)態(tài)模擬高壓靜止無(wú)功發(fā)生器的試驗(yàn)平臺(tái)，包括用于模擬高壓靜止無(wú)功發(fā)生器功率層的RTDS仿真系統(tǒng)，用于執(zhí)行靜止無(wú)功發(fā)生器控制算法的控制保護(hù)系統(tǒng)，以及用于控制保護(hù)系統(tǒng)與RTDS仿真系統(tǒng)連接和高速通信的高速通信單元；控制保護(hù)系統(tǒng)、高速通信單元和RTDS仿真系統(tǒng)依次交互，由控制保護(hù)系統(tǒng)將功率單元中對(duì)應(yīng)的電容電壓和控制指令通過(guò)高速通信模塊發(fā)送給RTDS仿真系統(tǒng)的功率層。

優(yōu)選的，所述高速通信單元包括VME橋接芯片和FPGA，以及與RTDS仿真系統(tǒng)連接的高速光纖收發(fā)單元；FPGA采用第一PCIE接口與光纖收發(fā)單元連接，采用第二PCIE接口與VME橋接芯片連接；VME橋接芯片采用VME總線與控制保護(hù)系統(tǒng)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

優(yōu)選的，RTDS仿真系統(tǒng)還用于模擬高壓靜止無(wú)功發(fā)生器的控制層；當(dāng)RTDS仿真系統(tǒng)模擬高壓靜止無(wú)功發(fā)生器的控制層時(shí)，由RTDS仿真系統(tǒng)的控制層將功率單元中對(duì)應(yīng)的電容電壓和控制指令通過(guò)高速通信模塊發(fā)送給控制保護(hù)系統(tǒng)，所述的試驗(yàn)平臺(tái)還包括靜止無(wú)功發(fā)生器電路、功率單元和測(cè)量單元；控制保護(hù)系統(tǒng)用于控制功率單元。

進(jìn)一步，所述的靜止無(wú)功發(fā)生器電路包括連接380V母線上的主空開(kāi)QF1，以及連接在主空開(kāi)QF1另一端的電壓傳感器和兩個(gè)并聯(lián)支路；一個(gè)支路包括依次連接的軟啟電阻、10％串抗率的連接電抗器、空開(kāi)QF4和電流傳感器，軟啟電阻上并聯(lián)有軟啟晶閘管；另一支路包括依次連接的空開(kāi)QF3和變壓器；兩個(gè)并聯(lián)支路的輸出端均連接功率單元；

所述控制保護(hù)系統(tǒng)經(jīng)空開(kāi)QF2連接主空開(kāi)QF1供電；控制保護(hù)系統(tǒng)的輸入端連接電壓傳感器和電流傳感器，輸出端連接功率單元。

再進(jìn)一步，所述靜止無(wú)功發(fā)生器電路的參數(shù)按照10kV:380V為系數(shù)等比例縮小原型中對(duì)應(yīng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

再進(jìn)一步，所述測(cè)量單元用于采集電壓傳感器和電流傳感器輸出的試驗(yàn)平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給連接的控制保護(hù)系統(tǒng)。

再進(jìn)一步，所述功率單元采用H橋結(jié)構(gòu)的IGBT及其驅(qū)動(dòng)電路。

優(yōu)選的，還包括連接在控制保護(hù)系統(tǒng)上的上位機(jī)、溫度傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和數(shù)據(jù)顯示單元；溫度傳感器設(shè)置在功率單元上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述試驗(yàn)平臺(tái)在控制保護(hù)系統(tǒng)中增加了VME總線架構(gòu)的高速通信單元。可通過(guò)高速光纖實(shí)時(shí)與RTDS仿真系統(tǒng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)半實(shí)物聯(lián)合試驗(yàn)。通過(guò)RTDS仿真系統(tǒng)還可以建立電網(wǎng)負(fù)載模型，動(dòng)態(tài)模擬電網(wǎng)負(fù)載變化作為試驗(yàn)平臺(tái)的測(cè)試輸入，可提高試驗(yàn)平臺(tái)可靠性和靈活性。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型所述試驗(yàn)平臺(tái)將高壓靜止無(wú)功發(fā)生器各參數(shù)和變量按比例縮小，表示的數(shù)值與原型相等。在動(dòng)態(tài)模擬中，模型和原型的物理現(xiàn)象有相同的時(shí)間標(biāo)尺，即模型和原型各元件的時(shí)間常數(shù)，例如電容電壓波動(dòng)的時(shí)間常數(shù)T，以秒為單位相等。在380V低壓試驗(yàn)平臺(tái)所做動(dòng)模試驗(yàn)的結(jié)果，可得出10kV或其他電壓等級(jí)高壓靜止無(wú)功發(fā)生器等效試驗(yàn)結(jié)論。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)例中所述試驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)原理框圖。