[实用新型]一种电力系统动态模拟实验平台装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种电力系统动态模拟实验平台装置。

背景技术

电力系统动态模拟实验，是电力系统的物理层面的模拟，使用和原型系统具有相同物理特性的物理模型，搭建实验环境，通过模拟实验，得出结论的方法。主要目的是通过对在电力系统中运行的保护和控制装置(阀基控制器)的性能指标进行考核，以确保阀保护和控制装置在现场运行的可靠性，是大功率电力电子设备研发中不可或缺的一个环节。

一般来说动模试验的试验方法主要是通过RTDS(Real TimeDigital Simulator，RTDS实时数字仿真器)或其他类似电力电子仿真系统构成闭环测试系统进行仿真验证，搭建测试模型来模拟实际电力系统的各种运行工况及故障状态，动模试验的关键考察科目为阀基控制器在现场运行时对各种运行工况及发生的故障能否做出正确的反应。

由于RTDS(实时数字仿真器)仿真器对于阀塔的单个功率单元仿真模型只设置了最基本的开关量信号和旁路功能，并没有针对各厂家自行研发的功率单元模块的实际特性进行优化，传统的动模平台的阀基控制器一般忽略对单个功率单元某些特有故障的验证。

发明内容

为了解决背景技术中所述问题，本实用新型提供一种电力系统动态模拟实验平台装置，针对现有技术所存在的技术缺陷，采用了多个单元模拟及控制模块组合方式搭建了功率单元的模拟阀塔结构，模拟功率单元的单元控制板和功率单元本身的电子和机械特性，本模拟实验平台装置不但能够实现常规的电力系统动态模拟实验，同时能够模拟功率单元本身的各种特性，对功率单元自身的各种故障进行模拟，解决和弥补动模实验平台现有系统里对单元级故障响应及测试的不足。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种电力系统动态模拟实验平台装置，包括阀基控制器、单元模拟及控制模块、数字仿真器接口模块、上位机和实时数字仿真器。

所述的阀基控制器通过高速光纤依次连接单元模拟及控制模块、数字仿真器接口模块和实时数字仿真器，所述的数字仿真器接口模块还同时通过以太网连接上位机。

所述的单元模拟及控制模块数量为多个，每个均包括单元模拟模块及多个单元控制模块，所述的单元模拟模块和单元控制模块均采用FPGA芯片作为逻辑实现的主芯片，一个模拟单元模块芯片通过IO管脚与多个单元控制模块芯片相连，可以接收多路单元控制模块的状态信息，多个单元模拟及控制模块分别与阀基控制器和实时数字仿真器进行光纤连接，搭建成用于动模实验平台的阀塔。

所述的阀基控制器结构与电力系统实际工程中的阀基控制器等比例一致，用于模拟实际的阀基控制器。

所述单元模拟及控制模块中的单元控制模块的芯片型号优选为10M16SCE144i7，单元模拟模块的芯片型号优选为10M50DCF256C8，它们都通过通讯接口电路连接光纤接口。

所述的数字仿真器接口模块包括FPGA主芯片EP3C16F48417和多个光收发模块74ACT00，FPGA主芯片通过数据总线与多个光收发模块连接，并通过多个光收发模块连接实时数字仿真器和多个单元模拟及控制模块，实现多路光纤收发通讯功能。

所述的上位机为工控机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的一种电力系统动态模拟实验平台装置，采用了多个单元模拟及控制模块组合方式搭建了功率单元的模拟阀塔结构，模拟功率单元的单元控制板和功率单元本身的电子和机械特性，能够模拟真实工程中的功率单元的所有故障状态，弥补了现有仿真器的不足。

2、本实用新型的一种电力系统动态模拟实验平台装置，不但能够对模拟的阀基控制器进行实验，同时能够模拟功率单元本身的各种特性，对功率单元自身的各种故障进行模拟，解决和弥补动模实验平台现有系统里对单元级故障响应及测试的不足。

3、本实用新型的一种电力系统动态模拟实验平台装置中的单元模拟及控制模块数量不受限制，可以根据模拟阀塔的需要设置各种数量。

4、本实用新型的一种电力系统动态模拟实验平台装置，采用数字仿真器接口模块为单元模拟及控制模块、上位机与数字仿真器提供路由接口，收发数据方便。

5、本实用新型的一种电力系统动态模拟实验平台装置是一种电力电子仿真系统，省却了搭建功率器件的成本，而且和实时数字仿真系统互为补充，具有拟合度高，成本低廉，灵活多变，可控性强，易于推广等特点。

附图说明