分布式调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略检测平台制造技术

本发明专利技术涉及分布式调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略检测平台，包括：协调控制系统以及多个与协调控制系统通信连接的检测平台；检测平台包括实时仿真器、FPGA网卡和数模转换模块，实时仿真器通过至少一块FPGA网卡与数模转换模块进行高速数据交互。有益效果为：具有系统构架分布式、仿真速度快、仿真规模大，数据交互延时低、通信抖动小、适用于多系统(调相机励磁系统及AVC控制系统)大规模联合测试等特点。点。

【技术实现步骤摘要】
分布式调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略检测平台


[0001]本专利技术涉及特高压直流输电领域，具体涉及一种分布式调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略检测平台。

技术介绍

[0002]特高压直流送端配套电源规划以水、光、风、火、储、输多能互补的方式汇集直流电力，新能源占比大，电源组合方式多，电网运行方式复杂多变。特高压直流工程投运后，高比例新能源接入和高比例电力电子元件设备化使得区域电网的电压控制和电压稳定性问题更加突出，电网安全稳定运行和新能源消纳受到更大挑战：
[0003]一方面直流近区缺少能够提供电压动态支撑的同步发电机组，新能源集中接入，电力电子设备由于测量、滤波等环节，在系统电压快速变化中有功、无功响应存在一定延时，造成直流连续换相失败双极闭锁的电压快速变化期间会出现无功反调，助增过电压水平，导致新能源场站自身暂态电压超过1.3p.u，严重情况下导致新能源场站大面积脱网，受新能源暂态过电压问题制约，直流输送能力与近区新能源存在强耦合关系，直接影响了区域电网清洁能源消纳；
[0004]另一方面大规模新能源集中并网，主网电压支撑能力不足，新能源出力的波动性和不确定性造成主网潮流大幅度波动，电网稳态电压调节压力显著增加，大容量直流接入系统，无法提供常规电源的电压动态支撑能力，甚至会加重系统的调节负担，同时直流发生故障闭锁后，考虑区域电网最大可承受不平衡量，为保证区域电网频率稳定，需切除相应的机组，切机后直流近区电网功率回退减轻，造成直流近区不同等级母线电压易超过设备额定耐受电压，并且随着直流输送能力提升，稳态过电压问题将进一步加剧，需要优化新能源电站无功补偿设备稳态电压调节策略，降低稳控切机后的稳态过电压。
[0005]调相机作为动态电压调节设备，不仅可以提高系统暂态电压稳定水平，而且可以提高系统的静态电压稳定裕度，解决送端电网各种类型的电压稳定问题。直流发生故障等暂态过程中，分层接入的调相机可以通过自身具有的动态电压调节能力基本不受系统电压影响，故障情况下具有强大瞬时无功支撑和短时过载能力独特的优势，解决换流站和新能源场站的暂态过电压问题；直流故障闭锁切机后的稳态过程中，调相机还可以调节稳态电压，降低稳控切机后的稳态过电压。
[0006]分层接入的调相机调控策略需要配合区域AVC协同调节才可达到预想效果，而在应用于实际电网工程前，需对区域AVC协同控制策略及与调相机涉网特性的协同控制功能进行并网前的仿真验证，而目前缺乏该类型的检测平台以进行仿真验证。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种分布式调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略检测平台，以克服上述现有技术中的不足。
[0008]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种分布式调相机涉网特性及AVC综
合协调控制策略检测平台，包括：协调控制系统以及多个与协调控制系统通信连接的检测平台；检测平台包括实时仿真器、FPGA网卡和数模转换模块，实时仿真器通过至少一块FPGA网卡与数模转换模块进行高速数据交互。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0010]进一步，实时仿真器基于PowerPC计算平台，部署VxWorks实时操作系统。
[0011]进一步，实时仿真器包含多个CPU，多个CPU内部通过高速互联芯片连接在一起，多CPU之间数据交互延时小于2us，抖动小于2us。
[0012]进一步，实时仿真器与数模转化模块之间通过5Gbps RapidIO高速串行光纤链路进行传输。
[0013]进一步，数模转换模块包括主控板以及分别与其电连接的电源板、AD/DA功能板、DI功能板、DO功能板、报文通信功能板和信号放大功能板。
[0014]进一步，主控板基于ARM+FPGA构架开发平台设计的仿真接口模块，采用TI Sitara AM5728+Xilinx Artix
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7FPGA设计的TL5728F
‑
EVM开发板，内部AM5728通过GPMC总线与FPGA通信，组成DSP+ARM+FPGA架构。
[0015]进一步，其运行方法为：
[0016]S100、协调控制系统将检测案例下发至对应检测平台；
[0017]S200、检测平台获得检测案例后，检测平台内的实时仿真器通过电磁暂态仿真技术模拟特高压直流输电及近端电网的各种暂态过程，模拟不同地点调相机的AVC子站，并通过数模转换模块同时接入多台调相机励磁系统及AVC主站，以验证区域级别电网的调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略；
[0018]S300、将验证结果回传至协调控制系统，由协调控制系统进行统一汇总分析对比，以达到大范围协调控制检测功能。
[0019]进一步，S200具体为：
[0020]实时仿真器通过电磁暂态仿真技术模拟特高压直流输电及近端电网的各种暂态过程，以同步信号为运行时基，每隔DT与数模转换模块进行通信，数模转换模块的FPGA收到实时仿真器的计算结果后，启动DA与DO的转换过程，将转换后的DO信号直接发送给被测装置，将转换后的AO信号进行信号放大，并将实际的电气量输出给被测装置，为调相机励磁系统提供实际电流、电压信号，进而将当前电网信息与开关位置信息传送给调相机励磁系统，并实时采集励磁系统的励磁电压响应，经FPGA实时反馈给实时仿真器，并代入计算程序中在下次数据交换时间到来之前完成计算，如此反复进行调相机本体控制的闭环控制；
[0021]于此同时，AVC主站通过各AVC数字子站采集电网中不同地点的运行信息，进行综合分析，并下发新的电压与功控制策略，形成控制策略的闭环控制，调相机本体闭环控制与AVC综合协调控制策略交织耦合运行，以验证调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略。
[0022]进一步，检测平台工作时序为：
[0023]假定计算的流程为每一时步数字侧仿真计算完成后，计算进程通过消息传递接口和数模转换模块进行数据交换：即将上一次计算的模拟侧等值历史电流源数值送至数模转换模块，同时从数模转换模块获得上一次模拟侧电压采样结果，数模转换模块依次调用D/A转换驱动和A/D转换驱动，执行模拟侧电流源信号输出并接收模拟侧电压测量值，同时计算进程执行等值历史电流源计算模块。
[0024]本专利技术的有益效果是：具有系统构架分布式、仿真速度快、仿真规模大，数据交互延时低、通信抖动小、适用于多系统(调相机励磁系统及AVC控制系统)大规模联合测试等特点。
附图说明
[0025]图1为本专利技术提供的一种分布式调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略检测平台的基本原理框图；
[0026]图2为数模转换模块原理框图；
[0027]图3为数模转换模块结构俯视示意图；
[0028]图4为本专利技术进行单台/多台调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略测试原理图；
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略检测平台，其特征在于，包括：协调控制系统以及多个与协调控制系统通信连接的检测平台；所述检测平台包括实时仿真器、FPGA网卡和数模转换模块，所述实时仿真器通过至少一块FPGA网卡与数模转换模块进行高速数据交互。2.根据权利要求1所述的一种分布式调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略检测平台，其特征在于：所述实时仿真器基于PowerPC计算平台，部署VxWorks实时操作系统。3.根据权利要求2所述的一种分布式调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略检测平台，其特征在于：所述实时仿真器包含多个CPU，多个CPU内部通过高速互联芯片连接在一起，多CPU之间数据交互延时小于2us，抖动小于2us。4.根据权利要求1所述的一种分布式调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略检测平台，其特征在于：所述实时仿真器与数模转化模块之间通过5Gbps RapidIO高速串行光纤链路进行传输。5.根据权利要求1所述的一种分布式调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略检测平台，其特征在于：所述数模转换模块包括主控板以及分别与其电连接的电源板、AD/DA功能板、DI功能板、DO功能板、报文通信功能板和信号放大功能板。6.根据权利要求5所述的一种分布式调相机涉网特性及AVC综合协调控制策略检测平台，其特征在于：所述主控板基于ARM+FPGA构架开发平台设计的仿真接口模块，采用TI Sitara AM5728+Xilinx Artix
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7FPGA设计的TL5728F
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EVM开发板，内部AM5728通过GPMC总线与FPGA通信，组成DSP+ARM+FPGA架构。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖明，夏潮，宋锐，肖洋，方保民，陈春萌，梁英，程林，王峰，李绚绚，王少飞，张艳，于大海，李贺文，马晓光，杨军，罗敏，马勇飞，杨文丽，卢国强，甘嘉田，丁玉杰，赵东宁，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司中国电力科学研究院有限公司国网青海省电力公司经济技术研究院国家电网有限公司西北分部，
类型：发明
国别省市：