一种基于RT-LAB的电网模拟系统技术方案

一种基于RT‑LAB的电网模拟系统，包括RT‑LAB仿真系统、信号输出调理系统、电网模拟装置和信号采集调理系统。RT‑LAB仿真系统的输入端连接信号采集调理系统；RT‑LAB仿真系统的输出端连接信号输出调理系统；信号输出调理系统连接电网模拟装置的输入端；电网模拟装置由公用电网供电，电网模拟装置的输出端连接信号采集调理系统；电网模拟装置的另一输出端输出模拟电压。本实用新型专利技术通过输入和输出信号调理系统的配合，实现电网模拟装置对RT‑LAB实时仿真系统中电网模型电压的实时精确跟踪和输出，可完成常见配网装置在包括高低电压、电压波动及瞬变、电压畸变等各种电网环境下的全功率测试，全面检验其功能和性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于RT-LAB的电网模拟系统
本技术专利涉及一种基于RT-LAB的电网模拟系统，属于仿真测试

技术介绍
RT-LAB是一种高速数字仿真系统，具有运算能力强，接口丰富的优势，在电力系统、自动控制等领域应用越来越广泛深入。以RT-LAB为基础进行的纯软件模型原理性仿真或控制器信号仿真只能对控制原理或控制策略进行功能性验证，无法实现对装置的功率级仿真，也就无法全面有效的检验装置性能。基于RT-LAB的功率级仿真的关键瓶颈在于高精度的四象限功率放大器。高精度的四象限功率放大器不仅价格非常昂贵，且测试功率一般在60kVA以下，无法实现常用低压SVG及线路调压器等装置的满功率运行。而通过实际设备搭建低压配网的测试平台，需要采购大量大功率的负载设备、调压器等，实验消耗功率大，可扩展性差，难以实现对电网瞬时过程如电压骤升和骤降及故障情况的模拟，难以实现对被测装置全面测试。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种基于RT-LAB的电网模拟系统的设计方案，旨在提供一种开发成本低、能够更全面地实现对低压电网的模拟，更贴切地模拟因负荷变化及故障造成的电压波动，测试装置在电压瞬变过程中的保护机制及性能，确保装置的安全稳定运行。本技术的技术方案如下：一种基于RT-LAB的电网模拟系统包括RT-LAB仿真系统、信号输出调理系统、电网模拟装置和信号采集调理系统。所述RT-LAB仿真系统的输入端连接信号采集调理系统；RT-LAB仿真系统的输出端连接信号输出调理系统；信号输出调理系统连接电网模拟装置的输入端；电网模拟装置由公用电网供电，电网模拟装置的输出端连接信号采集调理系统；电网模拟装置的另一输出端输出模拟电压。所述电网模拟装置包括三相耦合变压器、断路器、输出滤波电感及电容、三相四线制逆变器桥和直流电容；三相耦合变压器的原边绕组一端连接公用电网，原边绕组另一端输出模拟电压；三相耦合变压器的副边绕组一端并联后连接输出滤波电容，副边绕组另一端串联输出滤波电感后连接三相四线制逆变器桥；直流电容与三相四线制逆变器桥并联。所述信号输出调理系统通过光电信号转换电路将所述RT-LAB仿真系统产生的电网模拟装置控制信号（断路器开关、继电器、PWM电脉冲信号）转换成兼容的光信号对电网模拟装置进行控制。所述信号采集调理系统以传感器、信号放大电路和电压跟随电路对所述电网模拟装置的输出电压进行信号兼容调理，并通过A/D采样模块输入所述RT-LAB仿真系统，以作为控制电网模拟装置所需信号的一部分。所述电网模拟装置接收信号输出调理系统传递过来的控制信号，完成启停、保护、输出等各项控制功能，实现对所述RT-LAB仿真系统模拟电压的精确跟踪和输出。所述电网模拟装置还包括部分辅助装置及电路如接触器、缓冲电阻、继电器、电压电流温度传感器、功率开关器件驱动电路、散热器及散热风扇、光电转换电路等。所述电网模拟装置通过光电转换电路接收信号流后，将信号输出调理系统通过光纤传输过来的控制信号转换为电信号，实现对电网模拟装置的实时控制；同时电网模拟装置还必须满足被测系统的功率容量要求,以实现被测系统的全功率运行。本技术的有益效果是，本技术通过输入和输出信号调理系统的配合,达到对电网模拟装置硬件的控制,实现电网模拟装置对RT-LAB实时仿真系统中电网模型电压的实时精确跟踪和输出,可以完成常见配网装置在包括高低电压、电压波动及瞬变、电压畸变等各种电网环境下的全功率测试,全面检验其功率控制、输出精度及保护等方面的功能和性能。附图说明图1为基于RT-LAB的电网模拟装置结构框图；图2为电网模拟装置主电路结构图；图中，1为RT-LAB仿真系统；2为信号输出调理系统；3为第一信号流；4为公用电网；5为电网模拟装置；6为第二信号流；7为信号采集调理系统；8为模拟电压输出。具体实施方式本技术的具体实施方式如图1所示。本实施例一种基于RT-LAB的电网模拟系统包括RT-LAB仿真系统1、信号输出调理系统2、电网模拟装置5和信号采集调理系统7。所述RT-LAB仿真系统1的输入端连接信号采集调理系统7；RT-LAB仿真系统1的输出端连接信号输出调理系统2；信号输出调理系统2连接电网模拟装置5的输入端；电网模拟装置5由公用电网4供电，电网模拟装置5的输出端连接信号采集调理系统7；电网模拟装置5的另一输出端输出模拟电压8。信号输出调理系统2以光电转换电路对RT-LAB输出的数字电平信号进行转换，以第一信号流3输出至电网模拟装置5。第一信号流3主要包括电网模拟装置断路器开关、继电器、接触器、功率器件的PWM信号等开关驱动信号，以此实现对电网模拟装置的全面实时控制，使其输出与电网模型精确一致的电压。公用电网4的容量需要满足被测系统的容量要求及电网模拟装置6的损耗之和，为电网模拟装置提供功率,间接为被测系统全功率运行提供条件。如图2所示为电网模拟装置5的主电路结构框图。电网模拟装置5主电路主要包括三相耦合变压器、断路器、输出滤波电感及电容、由功率开关器件构成的三相四线制逆变器桥、直流电容等。另外电网模拟装置5还包括辅助装置及电路，如接触器、缓冲电阻、继电器、电压电流温度传感器、功率开关器件驱动电路、散热器及散热风扇、光电转换电路等。电网模拟装置通过光电转换电路接收第一信号流3后，将信号输出调理系统通过光纤传输过来的控制信号转换为电信号，实现对电网模拟装置的实时控制。同时电网模拟装置5还必须满足被测系统的功率容量要求,以实现被测系统的全功率运行。信号采集调理系统7通过传感器采集电网模拟装置输出的电压电流、开关状态、故障保护信号形成的第二信号流6，通过调理之后传递至RT-LAB仿真测试系统，输入控制模型参与实时闭环控制，实现精确实时跟踪。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RT‑LAB的电网模拟系统，其特征在于，所述系统包括RT‑LAB仿真系统、信号输出调理系统、电网模拟装置和信号采集调理系统；所述RT‑LAB仿真系统的输入端连接信号采集调理系统；RT‑LAB仿真系统的输出端连接信号输出调理系统；信号输出调理系统连接电网模拟装置的输入端；电网模拟装置由公用电网供电，电网模拟装置的输出端连接信号采集调理系统；电网模拟装置的另一输出端输出模拟电压；所述电网模拟装置包括三相耦合变压器、断路器、输出滤波电感及电容、三相四线制逆变器桥和直流电容；三相耦合变压器的原边绕组一端连接公用电网，原边绕组另一端输出模拟电压；三相耦合变压器的副边绕组一端并联后连接输出滤波电容，副边绕组另一端串联输出滤波电感后连接三相四线制逆变器桥；直流电容与三相四线制逆变器桥并联。

【技术特征摘要】
1.一种基于RT-LAB的电网模拟系统，其特征在于，所述系统包括RT-LAB仿真系统、信号输出调理系统、电网模拟装置和信号采集调理系统；所述RT-LAB仿真系统的输入端连接信号采集调理系统；RT-LAB仿真系统的输出端连接信号输出调理系统；信号输出调理系统连接电网模拟装置的输入端；电网模拟装置由公用电网供电，电网模拟装置的输出端连接信号采集调理系统；电网模拟装置的另一输出端输出模拟电压；所述电网模拟装置包括三相耦合变压器、断路器、输出滤波电感及电容、三相四线制逆变器桥和直流电容；三相耦合变压器的原边绕组一端连接公用电网，原边绕组另一端输出模拟电压；三相耦合变压器的副边绕组一端并联后连接输出滤波电容，副边绕组另一端串联输出滤波电感后连接三相四线制逆变器桥；直流电容与三相四线制逆变器桥并联。2.根据权利要求1所述的一种基于RT-LAB的电网模拟系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓才波，范瑞祥，安义，郭亮，徐在德，曹蓓，熊俊杰，
申请(专利权)人：国网江西省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：江西,36