[發明專利]一種SVG控制硬件在環的仿真平臺及仿真方法

在審

• 申請號: 202010168268.1
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111459048A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 劉純;何國慶;李光輝;高麗萍;張柏林;邵沖;張興;李麗娜;孫艷霞;劉可可;徐宏雷;何欣
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網江蘇省電力有限公司;國網甘肅省電力公司;國網甘肅省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;H02J3/50;H02J3/18
• 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

本發明提供了一種SVG控制硬件在環的仿真平臺及仿真方法，包括：工作站、SVG控制器和實時仿真器；實時仿真器，用于模擬SVG電路拓撲模型和模型參數以進行新能源基地的送端系統電網電壓的擾動試驗，驗證SVG控制器是否脫網；實時仿真器分別與工作站和所述SVG控制器連接；工作站用于基于送端系統電網電壓的擾動試驗，向實時仿真器下達試驗指令；工作站還用于通過實時仿真器獲取SVG電路拓撲模型基于試驗指令執行的試驗過程信息對測試進行監控；其中，送端系統電網電壓的擾動試驗，包括：高電壓穿越、低電壓穿越和換相失敗擾動試驗；實現了對現場暫態工況的模擬和復現；有利于掌握新能源基地無功補償裝置暫態運行特性，提出合理的新能源并網設備運行控制策略。

技術領域

本發明屬于新能源發電基地SVG無功補償裝置的電磁暫態仿真技術領域，涉及一種SVG控制硬件在環的仿真平臺及仿真方法。

背景技術

目前現有的新能源集群送出系統的發電單元及無功補償裝置故障穿越控制策略、電壓耐受能力及無功/電壓控制策略對直流送出能力有較大的制約，直流送端電網薄弱、支撐能力不足，直流換相失敗、閉鎖等故障容易引起大量發電單元連鎖脫網。由于風電機組、光伏發電單元以及動態無功補償裝置調壓特性復雜、控制目標分散、缺乏協調控制，實際電網中新能源發電基地整體呈現與常規電源相反的調壓特性，電網適應性不強。對以上問題，亟需研究無功補償裝置動態特性，提出優化控制策略，提升弱電網特高壓直流輸電送端系統穩定水平。

考慮技術的先進性，目前在大規模新能源發電基地交流匯集站配置的無功補償裝置主要是靜止無功補償裝置SVG，一般包括35kV直掛式SVG和10kV升壓式SVG，二者補償容量分別為30MVar和10MVar左右。SVG在提高電網送出功率、電網功率因數和抑制系統諧波方面有著重要的作用，由于SVG應用現場電壓等級高、補償容量大，無法在現場進行大量試驗和多工況測試，因此，需要通過仿真手段對SVG暫態響應特性更深入的研究和探索。

發明內容

針對現有的新能源集群送出系統的發電單元及無功補償裝置故障穿越控制策略、電壓耐受能力及無功/電壓控制策略對直流送出能力有較大的制約，直流送端電網薄弱、支撐能力不足，直流換相失敗、閉鎖等故障容易引起大量發電單元連鎖脫網不足，本發明提出了一種SVG控制硬件在環的仿真平臺及仿真方法，具體步驟如下：

一種SVG控制硬件在環的仿真平臺，包括：工作站、SVG控制器和實時仿真器；

所述實時仿真器，用于模擬SVG電路拓撲模型和模型參數以進行新能源基地的送端系統電網電壓的擾動試驗，驗證SVG控制器是否脫網；

所述實時仿真器分別與工作站和所述SVG控制器連接；

所述工作站用于基于所述送端系統電網電壓的擾動試驗，向所述實時仿真器下達試驗指令；所述工作站還用于通過所述實時仿真器獲取所述SVG電路拓撲模型基于所述試驗指令執行的試驗過程信息對所述測試進行監控；

其中，所述送端系統電網電壓的擾動試驗，包括：高電壓穿越、低電壓穿越和換相失敗擾動試驗。

優選的，所述SVG控制器包括主控設備與閥控設備；所述仿真平臺還包括光纖接口轉換器；

所述實時仿真器與所述SVG控制器的主控設備連接，所述實時仿真器還通過光纖接口轉換器與所述SVG控制器的的閥控設備連接。

優選的，所述實時仿真器，包括：短路比子模塊、功能子模塊、I/O端口、高速光纖接口；

所述短路比子模塊，用于改變仿真的電網電源等效阻抗得到電力系統不同的短路比進而得到不同的電網強度；

所述功能子模塊，用于基于被仿真的SVG電路拓撲模型和所述不同的電網強度擾動送端系統電網電壓得到所述仿真的電網系統電壓/電流/SVG電流模擬量和SVG控制器中的開關數字量；