[发明专利]一种柔性直流输电中控制保护装置的测试方法及系统

说明书

本发明公开一种柔性直流输电中控制保护装置的测试方法及系统，涉及直流输电领域，能够针对不同MMC子模块的拓扑分别完成测试，为各种子模块级别的特性研究、故障分析等工作提供更具参考价值的测试结果。具体方案为：FPGA卡根据MMC子模块的拓扑，建立MMC子模块的等效电路，并进一步建立MMC的等效电路；RTDS根据与控制保护装置所交互的模拟量和数字量生成桥臂电流值，并将桥臂电流值发送至FPGA卡；FPGA卡根据桥臂电流值计算得到MMC各个子模块的电容电压，并将电容电压反馈至控制保护装置，以便控制保护装置调整控制策略，更新与RTDS所交互的模拟量和数字量。本发明用于柔性直流输电中控制保护装置的测试。

技术领域

本发明涉及直流输电领域，尤其涉及一种柔性直流输电中控制保护装置的测试方法及系统。

背景技术

柔性直流输电与常规直流输电相比控制更灵活，它能实现功率的四象限控制，适用于新能源接入电网以及向无源网络供电等场合，特别是基于模块化多电平换流器(英文全称：Modular Multilevel Converter，英文简称： MMC)的柔性直流输电以其拓扑灵活、输出电压谐波小、不需要额外滤波器、换流站占地面积小等优点而得到广泛应用。

为测试柔性直流输电系统中控制保护装置的功能，需要将控制保护装置与柔性直流实时仿真模型连接构成闭环试验测试系统。由于MMC子模块化且拓扑灵活多变的特点，工程实践中可以根据实际需求采用不同拓扑结构的MMC子模块，因此实际情况下MMC子模块的拓扑结构往往多变，而现有的实时仿真测试软件，以实时数字仿真器(英文全称：Real TimeDigital Simulator，英文简称：RTDS)为例，为提高仿真效率，往往仿真模型的封装度较高，对多种实际的MMC子模块拓扑均采用相同仿真模型，不能反映子模块拓扑的各种变化对测试结果的影响，不能对子模块级别的特性研究提供参考。

发明内容

本申请提供一种柔性直流输电中控制保护装置的测试方法及系统，能够针对不同MMC子模块的拓扑分别完成测试，为各种子模块级别的特性研究、故障分析等工作提供更具参考价值的测试结果。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

一方面，提供一种柔性直流输电中控制保护装置的测试方法，包括：

FPGA卡根据MMC子模块的拓扑，建立MMC子模块的等效电路；根据MMC内子模块之间的连接关系，建立MMC的等效电路；

RTDS根据与控制保护装置所交互的模拟量和数字量生成桥臂电流值，并将桥臂电流值发送至FPGA卡；

FPGA卡根据桥臂电流值计算得到MMC各个子模块的电容电压，并将电容电压反馈至控制保护装置，以便控制保护装置调整控制策略，更新与RTDS所交互的模拟量和数字量。

另一方面，提供一种柔性直流输电中控制保护装置的测试系统，用于完成第一方面所提供的测试方法。

本发明的实施例所提供的柔性直流输电中控制保护装置的测试方法及系统，在测试系统中加入一个FPGA卡，FPGA卡通过对MMC子模块的拓扑进行等效，建立MMC的等效电路。RTDS通过与控制保护装置所交互的模拟量和数字量生成桥臂电流值，将桥臂电流值发给FPGA卡， FPGA卡基于MMC的等效电路，根据桥臂电流值计算得到MMC各个子模块的电容电压，并将电容电压反馈至控制保护装置，以便控制保护装置调整控制策略，更新与RTDS所交互的模拟量和数字量，从而构成闭环的测试系统。随着MMC子模块拓扑结构的不同，FPGA卡所建立的MMC 等效电路对应变化，输出的测试结果对应变化。相比现有技术中仅通过几种典型的模型来模拟MMC的情形，通过在测试系统中加入FPGA卡针对不同MMC子模块拓扑计算得到对应的测试结果，反映出子模块拓扑变化对测试结果所带来的变化，从而为各种子模块级别的特性研究、故障分析等工作提供更具参考价值的测试结果。

附图说明