一种仿真测试系统和测试方法技术方案

本发明专利技术提供一种仿真测试系统和测试方法，能够完整地测试柔性直流控制保护装置的性能，提高测试效果。该仿真测试系统包括：实时仿真器、功率模块特性模拟装置、柔性直流控制保护装置；实时仿真器通过Aurora通讯连接功率模块特性模拟装置；功率模块特性模拟装置通过光纤通信方式连接柔性直流控制保护装置；实时仿真器用于模拟交/直流电网和柔性直流输电装置的工作状态，功率模块特性模拟装置用于模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性。本发明专利技术应用于柔性直流控制保护装置的测试。

【技术实现步骤摘要】
一种仿真测试系统和测试方法
本专利技术涉及仿真测试领域，尤其涉及一种仿真测试系统和测试方法。
技术介绍
目前，因为柔性直流输电技术能实现有功功率和无功功率的独立控制，并且不需要电网换相电压支撑，能向无源系统供电。其采用全控型器件，瞬间电压跌落等暂态过程不会出现换相失败，在潮流反转时，直流电流方向反转而电流电压极性不变，且换流器之间无需通信，有利于构成既能方便地控制潮流又有较高可靠性的并联多端直流输电系统，所以柔性直流输电是构建智能电网的重要装备，与传统方式相比，柔性直流输电在孤岛供电、城市配电网的增容改造、交流系统互联、大规模风电场并网等方面具有较强的技术优势，是改变大电网发展格局的战略选择。由于电力电网的特殊性，一旦出现故障就会造成很大损失，所以对于柔性直流输电装置需要配置相应的控制保护装置来及时对柔性直流输电装置可能出现的故障做及时的控制修复避免因为柔性直流输电装置故障而造成巨大损失。而对于柔性直流控制保护装置，其功能试验和动态性能测试(FunctionalPerformanceTest/DynamicPerformanceTest，简称FPT/DPT)，是衔接控制保护装置的设计、制造、控保策略厂内验证与工程现场调试以及运行的重要环节，也是检验和保障控制保护系统功能完备、稳定可靠的重要手段。进一步地，因为电力电网的特殊性，新研发或者新出厂的柔性直流控制保护装置不能直接和工作中的柔性直流输电装置进行连接检测其是否合格，所以现有FPT/DPT测试一般基于实时仿真系统进行。如图1所示，实时仿真器1用于模拟柔性直流传输设备的运行状态，并通过高速串行协议(Aurora通信)和I/O接口将运行状态信息传输给柔性直流控制保护装置2，从而实现对柔性直流控制保护装置2的闭环仿真测试。现有测试系统中，由于实时仿真器的Aurora通信接口的限制，必须对柔性直流控制保护装置2中的换流阀控制保护设备进行简化，而且对于实际的柔性直流传输设备中的功率模块产生的一些运行信息不能完全模拟发送，从而造成被测试的柔性直流控制保护装置与工程实际使用的装置并不一致。而根据实际数据统计，在进入现场调试阶段后，有约70％的设计缺陷是由未经FPT/DPT测试充分测试的换流阀控制保护设备的性能以及对功率模块的控制保护性能引起的。所以，现有的FPT/DPT测试还存在不足之处。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种仿真测试系统，能够完整地测试柔性直流控制保护装置的性能，提高测试效果。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，提供一种仿真测试系统，包括：实时仿真器、功率模块特性模拟装置、柔性直流控制保护装置；实时仿真器通过Aurora通讯方式连接功率模块特性模拟装置；功率模块特性模拟装置通过光纤通信方式连接柔性直流控制保护装置；实时仿真器用于根据仿真参数模拟交/直流电网和柔性直流输电装置的工作状态，并将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数发送给功率模块特性模拟装置；功率模块特性模拟装置用于根据接收到的模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性，并将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数发送给柔性直流控制保护装置；柔性直流控制保护装置用于根据接收到的模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数生成第一控制参数，并将第一控制参数发送给功率模块特性模拟装置；功率模块特性模拟装置还用于根据接收到的第一控制参数模拟柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性，并将第一控制参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数发送给实时仿真器；实时仿真器还用于根据第一控制参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数模拟柔性直流输电装置更新后的工作状态并生成对应的相关参数。可选的，因为需要测试人员来设置仿真参数和测评测试结果，所以该系统还包括人机交互装置；人机交互装置连接实时仿真器，用于根据用户的操作生成仿真参数，并将仿真参数发送给实时仿真器；人机交互装置还用于显示模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数和模拟的柔性直流输电装置更新后的工作状态的相关参数。可选的，为了保证功率模块特性模拟装置和所述柔性直流控制保护装置之间发送或接受的数据不互相影响，所以光纤通信方式中的光纤包括输入光纤和输出光纤。可选的，因为要保证实时仿真器模拟产生的数据中的重要参数以及和柔性直流输电装置中功率模块有关的参数不受影响的传输，所以其余的次要参数需要通过其他方式传输，因此实时仿真器与柔性直流控制保护装置还通过输入/输出接口连接；实时仿真器用于将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数中的低速模拟量或数字量直接发送给柔性直流控制保护装置；柔性直流控制保护装置用于根据低速模拟量或数字量生成第二控制参数发送给实时仿真器；实时仿真器根据第二控制参数模拟柔性直流输电装置依照第二控制参数更新后的工作状态并生成对应的相关参数。其中，低速模拟量或数字量代表实时仿真器模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数中次要的参数以及和柔性直流输电装置中功率模块无关的参数。示例性的，柔性直流控制保护装置包括：工程用换流阀控制保护设备、工程用换流器控制保护设备、工程用换流站控制保护设备和集控设备；工程用换流阀控制保护设备连接工程用换流器控制保护设备，工程用换流器控制保护设备连接工程用换流站控制保护设备，工程用换流站控制保护设备连接集控设备；因为实时仿真器模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数中的低速模拟量或数字量为次要的参数，所以这些参数是通过实时仿真器连接工程用换流器控制保护设备以及工程用换流站控制保护设备发送给柔性直流控制保护装置的。可选的，功率模块特性模拟装置模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性至少包括：电容电压离散特性、电容过压与欠压、光纤通信故障、误动与拒动、板卡故障、电源故障。第二方面，提供一种基于第一方面提供的仿真测试系统的测试方法，包括：实时仿真器根据仿真参数模拟交/直流电网柔性直流输电装置的工作状态；并将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数发送给功率模块特性模拟装置；功率模块特性模拟装置根据实时仿真器发送的模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性；并将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数发送给柔性直流控制保护装置；柔性直流控制保护装置根据功率模块特性模拟装置发送的模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数生成第一控制参数；并将第一控制参数发送给功率模块特性模拟装置；功率模块特性模拟装置根据柔性直流控制保护装置发送的第一控制参数模拟柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性；并将第一控制参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数发送给实时仿真器；实时仿真器根据功率模块特性模拟装置发送的第一控制参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数模拟柔性直流输电装置更新后的工作状态并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿真测试系统，其特征在于，包括：实时仿真器、功率模块特性模拟装置、柔性直流控制保护装置；所述实时仿真器通过Aurora通讯方式连接所述功率模块特性模拟装置；所述功率模块特性模拟装置通过光纤通信方式连接所述柔性直流控制保护装置；所述实时仿真器用于根据仿真参数模拟交/直流电网和柔性直流输电装置的工作状态，并将所述模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数发送给所述功率模块特性模拟装置；所述功率模块特性模拟装置用于根据接收到的所述模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数模拟所述柔性直流输电装置中功率模块的工作特性，并将所述模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和所述模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数发送给所述柔性直流控制保护装置；所述柔性直流控制保护装置用于根据接收到的所述模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和所述模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数生成第一控制参数，并将所述第一控制参数发送给所述功率模块特性模拟装置；所述功率模块特性模拟装置还用于根据接收到的第一控制参数模拟柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性，并将所述第一控制参数和所述模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数发送给所述实时仿真器；所述实时仿真器还用于根据所述第一控制参数和所述模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数模拟柔性直流输电装置更新后的工作状态并生成对应的相关参数。...

【技术特征摘要】
1.一种仿真测试系统，其特征在于，包括：实时仿真器、功率模块特性模拟装置、柔性直流控制保护装置；所述实时仿真器通过Aurora通讯方式连接所述功率模块特性模拟装置；所述功率模块特性模拟装置通过光纤通信方式连接所述柔性直流控制保护装置；所述实时仿真器用于根据仿真参数模拟交/直流电网和柔性直流输电装置的工作状态，并将所述模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数发送给所述功率模块特性模拟装置；所述功率模块特性模拟装置用于根据接收到的所述模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数模拟所述柔性直流输电装置中功率模块的工作特性，并将所述模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和所述模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数发送给所述柔性直流控制保护装置；所述柔性直流控制保护装置用于根据接收到的所述模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和所述模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数生成第一控制参数，并将所述第一控制参数发送给所述功率模块特性模拟装置；所述功率模块特性模拟装置还用于根据接收到的第一控制参数模拟柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性，并将所述第一控制参数和所述模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数发送给所述实时仿真器；所述实时仿真器还用于根据所述第一控制参数和所述模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数模拟柔性直流输电装置更新后的工作状态并生成对应的相关参数。2.根据权利要求1所述的仿真测试系统，其特征在于，所述系统还包括人机交互装置；所述人机交互装置连接所述实时仿真器，用于根据用户的操作生成仿真参数，并将所述仿真参数发送给实时仿真器；所述人机交互装置还用于显示所述模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数和所述模拟的柔性直流输电装置更新后的工作状态的相关参数。3.根据权利要求1所述的仿真测试系统，其特征在于，所述光纤通信方式中的光纤包括输入光纤和输出光纤。4.根据权利要求1所述的仿真测试系统，其特征在于，所述实时仿真器与所述柔性直流控制保护装置通过输入/输出接口连接；所述实时仿真器用于将所述模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数中的低速模拟量或数字量直接发送给所述柔性直流控制保护装置；所述柔性直流控制保护装置用于根据所述低速模拟量或数字量生成第二控制参数发送给所述实时仿真器；所述实时仿真器根据所述第二控制参数模拟柔性直流输电装置依照第二控制参数更新后的工作状态并生成对应的相关参数。5.根据权利要求4所述的仿真测试系统，其特征在于，所述柔性直流控制保护装置包括：工程用换流阀控制保护设备、工程用换流器控制保护设备、工程用换流站控制保护设备和集控设备；所述工程用换流阀控制保护设备连接所述工程用换流器控制保护设备，所述工程用换流器控制保护设备连接所述工程用换流站控制保护设备，所述工程用换流站控制保护设备连接所述集控设备；所述实时仿真器连接所述工程用换流器控制保护设备；所述实时仿真器连接所述工程用换流站控制保护设备。6.根据权利要求1所述的仿真测试系统，其特征在于，所述功率模块特性模拟装置模拟所述柔性直流输电装置中功率模块的工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚文明，朱喆，许树楷，饶宏，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，
类型：发明
国别省市：广东,44