本發(fā)明涉及大功率電力電子領(lǐng)域，具體涉及一種基于RTDS的換流閥控制保護(hù)裝置試驗(yàn)系統(tǒng)與方法，主要適用于柔性直流輸電設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著大功率電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，基于大功率電力電子技術(shù)的柔性直流輸電設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用，而隨著柔性直流輸電設(shè)備的電壓等級越來越高，柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置也越來越復(fù)雜。為了驗(yàn)證柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置的功能，國內(nèi)外主流柔性直流輸電廠家都利用RTDS(實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng))仿真系統(tǒng)進(jìn)行柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置的功能試驗(yàn)。而RTDS提供的是基于Aurora(一種高速通訊協(xié)議)協(xié)議的串行數(shù)據(jù)通訊，需要柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置將一個換流閥橋臂的所有命令信息打包進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。目前國內(nèi)的廠家都是由柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置的主控制系統(tǒng)打包一個換流閥橋臂的所有命令信息傳輸?shù)絉TDS，該試驗(yàn)方法只能測試柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置主控制系統(tǒng)的功能，而柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置包含主控制系統(tǒng)和子模塊控制系統(tǒng)，因此目前的RTDS仿真測試方案不能全面地驗(yàn)證柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置的所有功能。

為了全面驗(yàn)證柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置的功能，如何提供一種基于RTDS的柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置的試驗(yàn)系統(tǒng)與方法，成為當(dāng)前亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種基于RTDS的換流閥控制保護(hù)裝置試驗(yàn)系統(tǒng)與方法，能夠全面驗(yàn)證柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置的各個控制系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明基于RTDS的換流閥控制保護(hù)裝置試驗(yàn)系統(tǒng)包括換流閥控制保護(hù)裝置以及閥控驗(yàn)證系統(tǒng)，換流閥控制保護(hù)裝置接收換流站與換流控制保護(hù)裝置發(fā)送的控制指令，以觸發(fā)脈沖的形式拆分發(fā)送至各個子模塊通過閥控驗(yàn)證系統(tǒng)分別驗(yàn)證后匯集成總子模塊觸發(fā)脈沖，轉(zhuǎn)換協(xié)議后發(fā)送到RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)；

所述的RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)向換流閥控制保護(hù)裝置發(fā)送橋臂電流，并經(jīng)過閥控驗(yàn)證系統(tǒng)向換流閥控制保護(hù)裝置反饋電容和電壓，換流閥控制保護(hù)裝置將單個子模塊電容、電壓以及故障信息匯總成總子模塊電容、電壓和故障信息。

所述的換流閥控制保護(hù)裝置包括主控制系統(tǒng)和子模塊控制系統(tǒng)，主控制系統(tǒng)接收換流站與換流控制保護(hù)裝置發(fā)送的控制指令，產(chǎn)生總子模塊觸發(fā)脈沖發(fā)送至子模塊控制系統(tǒng)，子模塊控制系統(tǒng)將總子模塊觸發(fā)脈沖拆分成單個子模塊觸發(fā)脈沖發(fā)送至閥控驗(yàn)證系統(tǒng)，RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)向主控制系統(tǒng)發(fā)送橋臂電流。

所述的閥控驗(yàn)證系統(tǒng)包括子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)和協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；所述換流閥控制保護(hù)裝置的子模塊控制系統(tǒng)將總子模塊觸發(fā)脈沖拆分成單個子模塊觸發(fā)脈沖發(fā)送至子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)，子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)將各單子模塊觸發(fā)脈沖接收并匯集成總子模塊觸發(fā)脈沖發(fā)送至協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將總子模塊觸發(fā)脈沖轉(zhuǎn)換成Aurora協(xié)議的總子模塊觸發(fā)脈沖后發(fā)送到RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)。

所述的RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)向協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)發(fā)送Aurora協(xié)議的總子模塊電容和電壓；Aurora協(xié)議的總子模塊電容和電壓經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為總子模塊電容和電壓發(fā)送至子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)，子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)將總子模塊電容和電壓拆分成單個子模塊電容、電壓及故障信息發(fā)送至子模塊控制系統(tǒng)，子模塊控制系統(tǒng)將單個子模塊電容、電壓及故障信息匯總成總子模塊電容、電壓和故障信息發(fā)送至主控制系統(tǒng)。

本發(fā)明基于RTDS的換流閥控制保護(hù)裝置試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

步驟1、對試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行通電，檢查換流閥控制保護(hù)裝置、閥控驗(yàn)證系統(tǒng)、RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)以及各部件之間是否連接成功，排查故障并確保成功連接；

步驟2、換流閥控制保護(hù)裝置將換流閥總子模塊觸發(fā)脈沖分發(fā)給各個子模塊；

步驟3、閥控驗(yàn)證系統(tǒng)將各個單獨(dú)的子模塊觸發(fā)脈沖接收并匯集成總子模塊觸發(fā)脈沖，轉(zhuǎn)換協(xié)議后發(fā)送到RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)；

步驟4、RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)向閥控驗(yàn)證系統(tǒng)發(fā)送Aurora協(xié)議的總子模塊電容和電壓；Aurora協(xié)議的總子模塊電容和電壓經(jīng)閥控驗(yàn)證系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為總子模塊電容和電壓并拆分成單個子模塊電容、電壓及故障信息發(fā)送至換流閥控制保護(hù)裝置進(jìn)行匯總。

所述步驟3中的閥控驗(yàn)證系統(tǒng)包括子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)和協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)將各個單獨(dú)的子模塊觸發(fā)脈沖接收并匯集成總子模塊觸發(fā)脈沖，發(fā)送給協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將總子模塊觸發(fā)脈沖轉(zhuǎn)換成Aurora協(xié)議的總子模塊觸發(fā)脈沖后發(fā)送到RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基于RTDS的換流閥控制保護(hù)裝置試驗(yàn)系統(tǒng)具有如下的有益效果：通過閥控驗(yàn)證系統(tǒng)將換流閥控制保護(hù)裝置與RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)連接，能夠驗(yàn)證柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置主控制系統(tǒng)以及子模塊控制系統(tǒng)的功能，與傳統(tǒng)換流閥控制保護(hù)裝置的主控制系統(tǒng)直接通過Aurora通訊接口與RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)連接的方式相比，本發(fā)明不僅解決了柔性直流輸電換流閥控制保護(hù)裝置與RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)連接的問題，而且增加了柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置子模塊控制系統(tǒng)的功能驗(yàn)證，提高了柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置在RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)上進(jìn)行試驗(yàn)的全面性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基于RTDS的換流閥控制保護(hù)裝置試驗(yàn)方法能夠在RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)上驗(yàn)證換流閥控制保護(hù)裝置主控制系統(tǒng)和子模塊控制系統(tǒng)，功能驗(yàn)證更全面。

附圖說明

圖1柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2閥控驗(yàn)證系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本發(fā)明試驗(yàn)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖中：1.換流站與換流控制保護(hù)裝置；2.換流閥控制保護(hù)裝置；3.閥控驗(yàn)證系統(tǒng)；4.RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)；5.主控制系統(tǒng)；6.子模塊控制系統(tǒng)；7.子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)；8.協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明基于RTDS的換流閥控制保護(hù)裝置試驗(yàn)系統(tǒng)包括換流閥控制保護(hù)裝置2以及閥控驗(yàn)證系統(tǒng)3，參見圖1，柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置2包含主控制系統(tǒng)5以及子模塊控制系統(tǒng)6。主控制系統(tǒng)5用于接收換流站與換流器控制保護(hù)裝置1的指令、接收子模塊控制系統(tǒng)6的總子模塊電容電壓和故障信息，然后生成總子模塊觸發(fā)脈沖并傳送到子模塊控制系統(tǒng)6；子模塊控制系統(tǒng)6用于接收閥控驗(yàn)證系統(tǒng)3的各子模塊電容電壓和故障信息并匯總為總子模塊電容電壓和故障信息，接收主控制系統(tǒng)5的總子模塊觸發(fā)脈沖、然后拆分成單個的子模塊觸發(fā)脈沖、再發(fā)送到閥控驗(yàn)證系統(tǒng)3的各個子模塊。參見圖2，本發(fā)明的閥控驗(yàn)證系統(tǒng)3包含子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)7、協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)8。其中，子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)7接收協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)8的總子模塊電壓、然后拆分成單個的子模塊電容電壓、并生成子模塊故障信息，接收子模塊控制系統(tǒng)6的各單個子模塊觸發(fā)脈沖、然后匯總成總的子模塊觸發(fā)脈沖、再發(fā)送到協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)8；協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)8接收RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)4的總子模塊電壓、然后進(jìn)行Aurora協(xié)議解析、再發(fā)送到子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)7，接收子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)7的總子模塊觸發(fā)脈沖、然后進(jìn)行Aurora協(xié)議封裝、再發(fā)送到RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)4。RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)4向換流閥控制保護(hù)裝置2發(fā)送橋臂電流。

參見圖3，本發(fā)明試驗(yàn)系統(tǒng)驗(yàn)證柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置的功能按以下方式進(jìn)行：

步驟1：基于RTDS的柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置的試驗(yàn)系統(tǒng)通電，檢查主控制系統(tǒng)5與子模塊控制系統(tǒng)6、子模塊控制系統(tǒng)6與子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)7、子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)7與協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)8、協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)8與RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)4之間是否連接成功；

步驟2：步驟1通信成功后，主控制系統(tǒng)5將換流閥總的子模塊觸發(fā)脈沖發(fā)送給子模塊控制系統(tǒng)6；

步驟3：子模塊控制系統(tǒng)6接收主控制系統(tǒng)5的換流閥總的子模塊觸發(fā)脈沖并分配成多個單獨(dú)的子模塊觸發(fā)脈沖，發(fā)送給子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)7；

步驟4：子模塊驗(yàn)證系統(tǒng)7將各單子模塊觸發(fā)脈沖接收并匯集成總的子模塊觸發(fā)脈沖，然后發(fā)送給協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)8；

步驟5：協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)8將總的子模塊觸發(fā)脈沖轉(zhuǎn)換成Aurora協(xié)議后發(fā)送到RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)4。

本發(fā)明通過閥控驗(yàn)證系統(tǒng)將換流閥控制保護(hù)裝置2與RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)4連接，從而驗(yàn)證柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置2主控制系統(tǒng)以及子模塊控制系統(tǒng)的功能；而不像傳統(tǒng)的換流閥控制保護(hù)裝置主控制系統(tǒng)直接通過Aurora通訊接口與RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)4連接，只能驗(yàn)證柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置主控制系統(tǒng)功能。

本發(fā)明方法解決了柔性直流輸電換流閥控制保護(hù)裝置2與RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)4的連接問題，增加了柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置子模塊控制系統(tǒng)的功能驗(yàn)證，提高了柔性直流換流閥控制保護(hù)裝置在RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)上進(jìn)行試驗(yàn)的全面性。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。