[發(fā)明專利]一種電力系統(tǒng)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)的快速系統(tǒng)原型開發(fā)平臺(tái)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310485723.4
• 申請(qǐng)日: 2023-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN116502448A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文勁宇;向往;張港華;周猛;左文平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06Q50/06
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李曉飛

1.一種電力系統(tǒng)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)的快速系統(tǒng)原型開發(fā)平臺(tái)，其特征在于，包括：開發(fā)主機(jī)、快速原型控制器和功率硬件快速原型樣機(jī)；

所述開發(fā)主機(jī)用于建立功率硬件快速原型樣機(jī)的仿真模型及其控制算法，并轉(zhuǎn)換為控制信息；

所述快速原型控制器用于根據(jù)所述控制信息向所述功率硬件快速原型樣機(jī)發(fā)送控制指令，并實(shí)時(shí)獲取所述功率硬件快速原型樣機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)反饋至所述開發(fā)主機(jī)；

所述功率硬件快速原型樣機(jī)用于根據(jù)所述控制指令調(diào)整不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并進(jìn)行相應(yīng)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)。

2.如權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)的快速系統(tǒng)原型開發(fā)平臺(tái)，其特征在于，所述功率硬件快速原型樣機(jī)包括多個(gè)模塊化多電平換流器MMC，所述模塊化多電平換流器的子模塊至少包括全橋型、半橋型或全半橋混合串聯(lián)型功率子模塊中的一種；

所述功率硬件快速原型樣機(jī)根據(jù)所述開發(fā)主機(jī)的軟件指令選取MMC的子模塊類型，形成不同類型的MMC組合。

3.如權(quán)利要求2所述的電力系統(tǒng)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)的快速系統(tǒng)原型開發(fā)平臺(tái)，其特征在于，所述功率硬件快速原型樣機(jī)根據(jù)所述開發(fā)主機(jī)的軟件指令控制多個(gè)MMC之間的連接方式，用以組合形成兩端、多端柔性直流系統(tǒng)和柔性直流電網(wǎng)的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

4.如權(quán)利要求2所述的電力系統(tǒng)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)的快速系統(tǒng)原型開發(fā)平臺(tái)，其特征在于，所述功率硬件快速原型樣機(jī)根據(jù)所述開發(fā)主機(jī)的軟件指令控制單個(gè)MMC內(nèi)的全橋型或者半橋型功率子模塊之間的連接方式，用以組合形成不同系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

5.如權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)的快速系統(tǒng)原型開發(fā)平臺(tái)，其特征在于，所述開發(fā)主機(jī)與所述快速原型控制器之間以電信號(hào)的方式交換所述功率硬件快速原型樣機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述快速原型控制器與所述功率硬件快速原型樣機(jī)之間以光信號(hào)的方式交換所述控制信息與所述運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。

6.如權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)的快速系統(tǒng)原型開發(fā)平臺(tái)，其特征在于，所述開發(fā)主機(jī)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述仿真模型的控制參數(shù)和控制策略，從而在線修改所述控制參數(shù)和所述控制策略對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，并發(fā)送至所述功率硬件快速原型樣機(jī)。

7.如權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)的快速系統(tǒng)原型開發(fā)平臺(tái)，其特征在于，所述開發(fā)主機(jī)用于實(shí)時(shí)獲取所述功率硬件快速原型樣機(jī)的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)顯示所述功率硬件快速原型樣機(jī)中各監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的電壓和電流波形數(shù)據(jù)。

8.如權(quán)利要求7所述的電力系統(tǒng)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)的快速系統(tǒng)原型開發(fā)平臺(tái)，其特征在于，所述開發(fā)主機(jī)用于實(shí)時(shí)存儲(chǔ)所述功率硬件快速原型樣機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理。

9.一種電力系統(tǒng)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)的快速系統(tǒng)原型開發(fā)方法，其特征在于，包括：

在開發(fā)主機(jī)中利用系統(tǒng)建模軟件建立功率硬件快速原型樣機(jī)的離散化數(shù)字仿真模型及其控制算法，并利用所述系統(tǒng)建模軟件將所述離散化數(shù)字仿真模型中的控制算法模型轉(zhuǎn)換為算法源代碼；

所述開發(fā)主機(jī)中利用代碼編譯軟件將所述算法源代碼轉(zhuǎn)換為所述快速原型控制器可識(shí)別的機(jī)器代碼，并將其中的控制信息發(fā)送給所述快速原型控制器；

所述快速原型控制器根據(jù)所述控制信息向功率硬件快速原型樣機(jī)發(fā)送控制指令，并實(shí)時(shí)獲取所述功率硬件快速原型樣機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)反饋至所述開發(fā)主機(jī)；其中，所述控制信息以光信號(hào)的方式發(fā)送給功率硬件快速原型樣機(jī)；

功率硬件快速原型樣機(jī)將其自身的運(yùn)行狀態(tài)信息以光信號(hào)的方式反饋至所述快速原型控制器，并由所述快速原型控制器反饋至所述開發(fā)主機(jī)，校正所述快速原型控制器下發(fā)至所述功率硬件快速原型樣機(jī)的控制指令，進(jìn)而完成新型電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電力系統(tǒng)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)的快速系統(tǒng)原型開發(fā)方法，其特征在于，在所述進(jìn)行相應(yīng)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)之后，還包括：

開發(fā)主機(jī)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述仿真模型的控制參數(shù)和控制策略，從而在線修改所述控制參數(shù)和所述控制策略對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，并發(fā)送至所述功率硬件快速原型樣機(jī)；

所述開發(fā)主機(jī)實(shí)時(shí)獲取所述功率硬件快速原型樣機(jī)的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)顯示所述功率硬件快速原型樣機(jī)中各監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的電壓和電流波形數(shù)據(jù)。