直流變壓器(qì)仿真測試-解決方案-上(shàng)海貝銳信息科技(jì)股份有限公司

解決方案

智能(néng)電(diàn)網

QuiKLab Power電(diàn)力自(zì)動化測試軟件(jiàn) iEnergyLab-H2綠氫系統規劃與設計優化軟件(jiàn) 綠氫仿真與測試系統配電(diàn)自(zì)動化終端閉環仿真測試系統儲能(néng)系統全産業(yè)鏈仿真測試 QuiKIS阻抗掃描和穩定性分析軟件(jiàn) 綜合能(néng)源數字孿生(shēng)雲平台大規模交直流電(diàn)網仿真分析系統 MMC-HVDC仿真測試系統繼電(diàn)保護裝置仿真測試系統交直流微網仿真測試系統直流變壓器(qì)仿真測試電(diàn)力工(gōng)控漏洞挖掘系統電(diàn)力工(gōng)控網絡攻防靶場用電(diàn)側能(néng)源管理系統 SVG并網仿真測試系統

高(gāo)端裝備

無線信道模拟系統嵌入式軟件(jiàn)測試系統

新能(néng)源車

新能(néng)源整車測試解決方案電(diàn)池管理系統硬件(jiàn)在環電(diàn)驅控制測試解決方案汽車電(diàn)源質量測試系統電(diàn)機(jī)控制器(qì)測試系統

熱點技(jì)術(shù)應用

RCP快速控制原型 PHIL功率硬件(jiàn)在環測試 HIL硬件(jiàn)在環測試

熱門(mén)搜索

RT-LAB實時仿真系統 PXI SP&S電(diàn)源與功放(fàng)

直流變壓器(qì)仿真測試

概述

直流輸配電(diàn)技(jì)術(shù)由于其各方面的優良特性，成為(wèi)了近年(nián)來的研究熱點，直流變壓器(qì)作為(wèi)直流輸配電(diàn)網的關鍵設備，也同時受到(dào)廣泛關注。在直流變壓器(qì)拓撲方面，采用高(gāo)頻隔離變壓器(qì)取代傳統的工(gōng)頻隔離變壓器(qì)被普遍認為(wèi)是智能(néng)電(diàn)網中的新一(yī)代高(gāo)頻隔離功率轉換技(jì)術(shù)的必然發展趨勢。

由于用于電(diàn)網中的高(gāo)壓大容量電(diàn)力電(diàn)子裝置的龐大與複雜(zá)性，通(tōng)常無法進行直接實驗研究，并且其建設周期長(cháng)，建設成本高(gāo)。随著(zhe)計算(suàn)機(jī)技(jì)術(shù)的發展，先進的數字模型仿真技(jì)術(shù)逐漸成為(wèi)電(diàn)力電(diàn)子及電(diàn)力系統相(xiàng)關領域的重要研究手段。數字仿真機(jī)的使用可以有效的減少開(kāi)發周期、測試成本、并且實現實際情況下(xià)難以完成的測試環境。

對直流變壓器(qì)結構特性的實時仿真是其技(jì)術(shù)研發中關鍵的問題, 其主要挑戰在于小(xiǎo)步長(cháng)模型的搭建，高(gāo)頻開(kāi)關信号的采集，以及拓撲結構的靈活變換擴展，基于eHS解算(suàn)器(qì)思想，利用FPGA的快速計算(suàn)、可重構映射的特性，實現步長(cháng)小(xiǎo)于1微秒(miǎo)的直流變壓器(qì)模型仿真。

組成與原理

直流變壓器(qì)FPGA片上(shàng)仿真，利用FPGA的快速計算(suàn)、可重構映射的特性，借助eHS圖形化工(gōng)具，将CPU中的電(diàn)力電(diàn)子拓撲自(zì)動轉化到(dào)FPGA中解算(suàn)，并将計算(suàn)結果實時回送CPU中顯示。

圖1 系統原理圖

功能(néng)與規格

■ eHS是圖形化的模型搭建工(gōng)具，不需要FPGA的編程語言。

■ 在對電(diàn)力電(diàn)子拓撲進行改動時，eHS也不需要重新生(shēng)成FPGA代碼，節省大量時間。

■ eHS解算(suàn)器(qì)使用基于固定導納矩陣的節點法解算(suàn)電(diàn)路(lù),确保了模型在低(dī)于1微秒(miǎo)時的穩定性。

■ eHS解法器(qì)和RT-LAB狀态空間節點(State-space Nodal)算(suàn)法可以無縫結合。

應用方案

某電(diàn)科院柔性直流配網系統中，直流變壓器(qì)采用了兩層控制方案，上(shàng)層控制器(qì)在CPU中實現，通(tōng)過傳統的PI控制計算(suàn)相(xiàng)移角度，利用CPU模型中現有的PI控制器(qì)模型的優勢，如下(xià)圖所示。

圖2 上(shàng)層控制算(suàn)法模型

底層控制器(qì)，即三階模塊電(diàn)源側和負載側的PWM産生(shēng)器(qì)，放(fàng)置在FPGA中，從(cóng)而在滿足仿真精細度的同時，也提高(gāo)仿真速度。

正在上(shàng)傳...

圖3 底層控制算(suàn)法模型

直流變壓器(qì)本體仿真

直流變壓器(qì)作為(wèi)柔性直流配網系統中的關鍵設備，項目中，直流變壓器(qì)采用雙向全橋拓撲，高(gāo)壓側為(wèi)3全橋串聯，低(dī)壓側為(wèi)3全橋并聯，采用定低(dī)壓側電(diàn)壓控制，雙向全橋的驅動采用單移相(xiàng)方式，開(kāi)關頻率10KHZ,系統額定功率30KW。

圖-04.jpg

圖4 直流變壓器(qì)仿真

直流配網繼保測試及協議通(tōng)信

測試整系統故障清理能(néng)力，整體仿真分析，提出了直流配電(diàn)系統保護分區方案和各類故障的保護配置方案；改進基于直流配電(diàn)動态模拟實驗系統的控制保護樣機(jī)技(jì)術(shù)方案。與某廠商繼保配合，糾正并改進保護策略。

整體接入的設備主要包括主控系統（104規約）、換流器(qì)、保護裝置（61850），風光(guāng)儲發電(diàn)模拟備（modbus規約）、直流線路(lù)模拟（modbus規約）設備，因此整體系統通(tōng)信任務繁重複。

圖5 換流站(zhàn)繼保策略

圖6 整體系統的接口交互圖