[發(fā)明專利]一種電力異構混合實時仿真系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106773796B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設計）人: 歐開健;李鵬;伍文聰;郭琦
• 申請（專利權）人: 南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

1.一種電力異構混合實時仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括：

電壓源換流器VSC仿真子平臺，所述VSC仿真子平臺包括：相互連接的VSC實時仿真器和VSC控制裝置，其中，所述VSC實時仿真器用于仿真VSC設備，所述VSC控制裝置用于控制所述VSC實時仿真器仿真出的VSC設備的運行狀態(tài)，其中：所述VSC實時仿真器包括第一實時數(shù)字仿真RTDS仿真器；

高壓直流輸電HVDC仿真子平臺，所述HVDC仿真子平臺包括：相互連接的第二RTDS仿真器和直流控制裝置，所述第二RTDS仿真器用于仿真HVDC系統(tǒng)，所述直流控制裝置用于從所述第二RTDS仿真器獲取所述第二RTDS仿真器的仿真數(shù)據(jù)，并向所述第二RTDS仿真器反饋控制命令；

交流系統(tǒng)仿真子平臺，所述交流系統(tǒng)仿真子平臺包括：相互連接的并行計算機和第一現(xiàn)場可編程門陣列FPGA單元，所述并行計算機用于仿真交流系統(tǒng)；

所述第一RTDS仿真器與所述第二RTDS仿真器通過總線集線器GBH和通信交換器IRCSwitch連接，所述第一FPGA單元與所述第二RTDS仿真器通過光纖連接，用于實現(xiàn)所述并行計算機與所述第二RTDS仿真器之間的通信。

2.根據(jù)權利要求1所述的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述VSC實時仿真器還包括：第二FPGA單元，所述第二FPGA單元與所述VSC控制裝置光纖連接，其中：所述第二FPGA單元用于仿真模塊化多電平換流器MMC子模塊，所述VSC控制裝置用于控制所述第二FPGA單元仿真出的MMC子模塊的運行狀態(tài)；

第二FPGA單元與所述第一RTDS仿真器光纖連接，其中：所述第一RTDS仿真器用于仿真與MMC子模塊連接的外部電路，所述第二FPGA單元用于將閥組狀態(tài)傳輸至所述第一RTDS仿真器，所述第一RTDS仿真器用于將閥組參數(shù)傳輸至所述FPGA單元。

3.根據(jù)權利要求1所述的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述HVDC仿真子平臺還包括：直流人機界面HMI，所述直流HMI與所述直流控制裝置數(shù)據(jù)連接，所述直流HMI用于向所述直流控制裝置發(fā)送操作命令，并接收所述直流控制裝置返回的所述HVDC系統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)。

4.根據(jù)權利要求1所述的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述VSC控制裝置包括：MMC閥級控制、MMC站級控制以及MMC系統(tǒng)級控制，所述MMC閥級控制分別與MMC站級控制、第二FPGA單元光纖連接，所述MMC站級控制與所述MMC系統(tǒng)級控制光纖連接；

所述MMC系統(tǒng)級控制用于向MMC站級控制發(fā)送運行指令，并接收所述MMC站級控制返回的運行狀態(tài)信息；所述MMC站級控制用于向所述MMC閥級控制發(fā)送檢測MMC子模塊運行狀態(tài)的指令，并接收所述MMC閥級返回的MMC子模塊導通個數(shù)的運行信息；所述MMC閥級控制用于控制所述第二FPGA單元仿真出的MMC子模塊的運行狀態(tài)。

5.根據(jù)權利要求2所述的仿真系統(tǒng)，其特征在于，

所述第二FPGA單元還用于仿真計算第一元件，仿真步長為2-3μs，所述第一元件包括：閥組和橋臂電抗；

所述第一RTDS仿真器用于仿真的所述外部電路中的元件包括第二元件和第三元件，所述第二元件的仿真步長為50-100μs，所述第三元件的仿真步長為2-3μs，所述第二元件包括交流母線和主斷路器，所述第三元件包括旁路斷路器、啟動電阻以及直流線路。

6.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的仿真系統(tǒng)，其特征在于，

所述第一FPGA單元將所述并行計算機每個仿真步長得到的交流母線電壓以及相角信息發(fā)送至所述第二RTDS仿真器，所述第二RTDS仿真器將仿真的功率信息和時間同步信號發(fā)送至所述第一FPGA單元。

7.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述第一FPGA單元的型號為ML605，所述第一FPGA與所述并行計算機通過總線接口PCI-E連接。