【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统实时数字仿真硬件在环测试，具体地，涉及海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法。
技术介绍
1、分频交流输电系统中海上风机发出17hz、20hz等级的低频低压电能，经变压器转换为高压低频电能输送到岸上换流站，再转换为工频交流电能并入电网。分频交流输电系统与工频交流输电差异非常大，工频交流输电的控制保护装置不适用于分频交流输电系统，因此开发了分频输电系统的继电保护装置。
2、现有技术中，在环测试采用实时物模混合仿真方法，使用海上风力发电机、异步联网换流器外接物理控制保护装置，不仅试验场地占地要求大，还有复杂的物模接口，调试和维护难度大。而且变更风机和异步联网单元控制策略或控制效果，需进行复杂代码开发、编译等工作，还要将更新的软件固化到物理装置中，不仅时效性差，软件版本管理和维护工作也很复杂。基于继电保护装置实体结构和功能的继电保护装置数字孪生模型，仅适用于继电保护设备无产品前设计预研，采用物理模型进行测试，其成本高昂，搭建困难，测试不灵活，并且不适用低频交流继电保护装置的测试，也没有考虑新型电力系统的电力电子和新能源双高特点影响。构建包括孪生数据采集模块、数字孪生建模模块和数字孪生仿真推演模块的继电保护设备数字化仿真系统，基于matlab simulink对常规继电保护功能建模进行离线仿真，不支持实时仿真，通常只能仿真秒级时间片段的数据，不适用功率振荡等时效性长的电力系统运行工况，且仿真效率低，即使应用高端计算机也需要长时间运行才能仿真几秒的数据。通过待测试参数配置继电保护设备的数字孪生模
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，应用数字孪生方法搭建海上风电分频交流送出系统的实时数字仿真模型，对海上风电分频交流送出系统进行仿真研究，支持对分频交流保护、异步联网单元控制和保护等进行开发预研和产品在环检测试验。
2、本专利技术采用如下的技术方案。
3、本专利技术提出了一种海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，包括：
4、步骤1，将控制与保护装置的不同逻辑功能单元映射为不同的函数块，利用函数块建立控制模块或者保护模块；
5、步骤2，每个控制模块或保护模块配置独立的定值模块，定值模块内存储控制模块或保护模块所需的定值；
6、步骤3，利用控制模块或保护模块、对应的定值模块，分别搭建风机控制保护设备的数字孪生模型、模块化多电平换流器控制保护设备的数字孪生模型；将风机或模块化多电平换流器的实际控制保护设备接入对应的数字孪生模型中，得到对应的风机控制保护测试模型和模块化多电平换流器控制保护测试模型；
7、步骤4，利用风机组主架构模型、模块化多电平换流器主架构模型、风机控制保护测试模型和模块化多电平换流器控制保护测试模型，得到海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试模型；
8、步骤5，对风机控制保护测试模型和模块化多电平换流器控制保护测试模型的动作特性进行测试。
9、每个控制模块或者保护模块包括多个函数块，每个函数块是实际控制与保护装置的逻辑功能的数字映射。
10、函数块的结构包括输入信号单元、逻辑处理单元和输出信号单元；
11、逻辑处理单元包括逻辑功能代码；逻辑功能代码，用于实现逻辑功能。
12、逻辑处理单元还包括计算间隔逻辑代码以及延时代码；
13、计算间隔逻辑代码，用于设定每个函数块的实际计算间隔；延时代码，用于模拟实际信号计算以及传输上的延时。
14、函数块包括：
15、1)、采样值计算函数块，用于执行采样值计算功能；
16、2)、采样值分解函数块，用于执行采样值分解功能；
17、3)、锁相环函数块，用于执行锁相环功能；
18、4)、电压频率控制函数块，用于执行电压频率控制功能；
19、5)、低电压穿越函数块，用于执行低电压穿越功能；
20、6)、环流抑制函数块，用于执行环流抑制功能；
21、7)、有功外环函数块，用于执行有功外环控制功能；
22、8)、无功外环函数块，用于执行无功外环控制功能；
23、9)、电流内环函数块，用于执行电流内环控制功能；
24、10)、调制波处理函数块，用于执行调制波处理功能。
25、步骤2包括：将每个控制模块或保护模块的顺控功能映射为函数块后，加入到对应的定值模块中。
26、实际控制保护设备接入数字孪生模型中的方式包括：
27、1)、利用控制保护设备中的功能模块替换数字孪生模型中的控制模块或保护模块和对应的定值模块；
28、2)、利用控制保护设备中的逻辑功能单元替换控制模块或保护模块中的函数块。
29、步骤4包括：
30、风机组主架构模型与模块化多电平换流器主架构模型连接，风机控制保护测试模型和模块化多电平换流器控制保护测试模型连接，得到海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试模型；
31、步骤5包括：
32、当风机控制保护测试模型和模块化多电平换流器控制保护测试模型中存在与控制或保护模块对应的实际控制保护设备时，将输入信号至实际控制保护设备中得到实际输出信号，利用实际输出信号作为所对应的控制或保护模块的输出信号。
33、当具备第三方录波时，进行录波回放，以录波数据作为输入信号进行动作特性的测试
34、本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，使用本专利技术提出的方法所搭建的模型进行仿真测试时，能够实时模拟各种稳态或者动态的运行工况，当接入实际控制保护设备时，实现实际控制保护设备的功能和性能的验证，当不接入实际控制保护设备时，实现控制器控制效果的优化。不仅可实现对海上风机及异步联网的控制保护进行仿真研究，还可以为低频交流保护提供预研仿真验证和相关产品的闭环测试环境。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，其特征在于，
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9.根据权利要求1所述的海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的海上风电分频交流输电系统继电保护装置仿真测试方法，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：范琦，翟凯，邹卫华，文晶，谢亚松，李丽朋，
申请(专利权)人：北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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