[发明专利]链式多电平换流器系统闭环实时仿真系统及方法

说明书

本发明公开了一种链式多电平换流器系统闭环实时仿真系统，包括STATCOM控制单元和仿真装置，仿真装置包括模型搭建单元和第一主处理器单元，模型搭建单元搭建STATCOM系统模型，模型搭建单元与第一主处理器单元通信，第一主处理器单元与STATCOM控制单元通信，仿真装置还包括与第一主处理器单元通信的协作处理器单元，协作处理器单元与STATCOM控制单元通信；其中，协作处理器单元运算处理STATCOM系统模型中的功率阀组模型子模块，第一主处理器单元运算处理STATCOM系统模型的其余部分。同时公开了相应的方法。本发明可以实现高电压等级链式STATCOM系统闭环实时仿真。

技术领域

本发明涉及一种基于STATCOM（静止无功发生器）的链式多电平换流器系统闭环实时仿真系统及方法，属于电力系统电磁暂态实时仿真技术领域。

背景技术

RTDS是目前应用较为广泛的电力系统电磁暂态实时仿真系统，具有仿真精度高、实时性强、参数修改方便、数字建模简单等特点。RTDS系统包括基于数字信号处理器的DSP处理器板卡柜（RACK）、上层工作站、RSCAD建模软件、GTAO\GTDI\GTDO等各种开入开出接口硬件板卡构成。仿真模型的搭建工作在RSCAD建模软件中完成，RACK通过以太网与上层工作站相连，并完成数字模型的运算处理及信号输出，实现闭环实时仿真。

高压大容量链式STATCOM系统采用全桥功率子模块级联的链式多电平拓扑结构，主接线及功率子模块回路如附图1所示，根据接入交流系统电压水平，STATCOM功率阀组每相桥臂级联的功率子模块个数最多可达几十个，包含大量高频变化的电力电子开关器件。

目前已有的链式STATCOM闭环实时仿真方案为基于RTDS DSP处理器板卡的小步长分相封装建模方案，由于RTDS DSP处理器板卡对数据采用串行处理，计算耗时随着仿真规模的增大而增加，且基于DSP处理器板卡的实时仿真方案数据通信能力有限，难以实现大量功率子模块电容信息和触发脉冲的实时交互，因此上述已有方案仅可以满足10kV及以下电压等级直挂链式STATCOM系统的实时仿真需求，无法实现更高电压等级链式STATCOM系统闭环实时仿真。

发明内容

本发明提供了一种链式多电平换流器系统闭环实时仿真系统及方法，解决了已有方案无法实现更高电压等级链式STATCOM系统闭环实时仿真的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

链式多电平换流器系统闭环实时仿真系统，包括STATCOM控制单元和仿真装置，仿真装置包括模型搭建单元和第一主处理器单元，模型搭建单元搭建STATCOM系统模型，模型搭建单元与第一主处理器单元通信，第一主处理器单元与STATCOM控制单元通信，仿真装置还包括与第一主处理器单元通信的协作处理器单元，协作处理器单元与STATCOM控制单元通信；其中，协作处理器单元运算处理STATCOM系统模型中的功率阀组模型子模块，第一主处理器单元运算处理STATCOM系统模型的其余部分。

STATCOM控制单元包括相互通信的第二主处理器单元和阀控制器单元，第二主处理器单元与第一主处理器单元通信，阀控制器单元与协作处理器单元通信。

第二主处理器单元接收第一主处理器单元运算获得的STATCOM接入交流实时数据和开关位置状态，根据STATCOM接入交流实时数据和开关位置状态生成开关遥控信号，将开关遥控信号发送给第一主处理器单元；

第二主处理器单元接收阀控制器单元获得的功率阀组模型子模块实时数据，根据功率阀组模型子模块实时数据生成调制信号，将调制信号发送给阀控制器单元。

第二主处理器单元通过功率放大器接收第一主处理器单元运算获得的STATCOM接入交流实时数据。