[发明专利]基于ADPSS自定义模型的分布式潮流控制器的闭环仿真方法及系统

说明书

本发明涉及基于ADPSS自定义模型的分布式潮流控制器的闭环仿真方法及系统，创造性的利用FPGA小步长仿真平台的精度高、步长小的特点，构建分布式潮流控制器一次系统，做到实时准确模拟功率开关管，同时结合ADPSS用户自定义模型构建分布式潮流控制器控制系统，实现分布式潮流控制器实时闭环仿真。本发明充分利用了FPGA小步长仿真平台的精度高、步长小的特点模拟基于功率开关管的电力电子设备，并结合ADPSS的自定义模型实现控制系统的构建，弥补了分布式潮流控制器在FPGA小步长仿真平台实时闭环仿真中的空白，为电力电子装置的闭环仿真提供了一种新的方法。

技术领域

本发明属于智能电网运行与稳定控制技术领域，具体涉及一种基于ADPSS自定义模型的分布式潮流控制器的闭环仿真方法及系统。

背景技术

分布式潮流控制器作为一种功率小、冗余度高、投资小和功能更强大的电力电子装置正被深入研究，目前分布式潮流控制器的数学模型研究以及离线仿真技术已经较为成熟，但是无法做到实时反映电力电子开关状态，即无法实现实时仿真。为此，本发明提出了一种结合FPGA小步长仿真平台与ADPSS服务器的闭环实时仿真方法。

FPGA小步长仿真平台为中国电力科学研究院开发的基于FPGA芯片技术的小步长平台。该平台通过CPU+FPGA的新型异构仿真系统将传统电磁暂态的仿真步长降低几十倍，以2us小步长准确模拟基于功率开关管的电力电子设备动态的步长。

ADPSS为中国电力科学研究院开发的电力系统全数字实时仿真装置，仿真步长为50us，具备完整的电磁暂态仿真系统，包括用于控制系统构建的用户自定义模型等。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

基于ADPSS自定义模型的分布式潮流控制器的闭环仿真方法，其特征在于，包括:

步骤1、在FPGA小步长系统中构建一个两电源三节点被控电网系统模型，包含3个电压节点、4条支路以及2个变压器，其中电压节点Ⅰ通过支路Ⅰ与三相电源G₁相接，电压节点Ⅱ与三相电源G₂直接相连，电压节点Ⅲ接有一个对地负载R_load，Δ-Y型变压器Ⅰ与Y-Δ变压器Ⅱ接在支路Ⅲ上，支路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阻抗分别为Z₁、Z₂、Z₃、Z₄。

步骤2、在FPGA小步长系统中构建分布式潮流控制器一次系统详细模型，其中分布式潮流控制器并联侧变流器为背靠背结构，由一个三相全桥结构与单相全桥结构通过公共直流电容级联；串联侧变流器每相为单相全桥结构，如图3所示。将分布式潮流控制器并联侧安装在电压节点Ⅰ与变压器Ⅰ的中性点上，串联侧安装在支路Ⅲ上，完成在FPGA小步长系统中的分布式潮流控制器一次系统安装。

步骤3、利用人机交互界面在ADPSS主机服务器中通过自定义模型搭建分布式潮流控制器控制系统，包括三组，分别是：

控制模块组别：source_crtl模块、shunt_crtl模块、serie_crtl_150Hz模块、serie_crtl_50Hz；

测量与计算模块组别：config模块、shunt_feedback_cal模块、serie_feedback_cal模块；

调制波生成模块组别：1phs_PWM模块、3phs_PWM模块、3rd_PWM模块。

步骤4、将分布式潮流控制器一次系统所在的FPGA小步长仿真平台与分布式潮流控制器控制系统所在的ADPSS服务器通过光纤通讯、采用Aurora通信协议进行连接，实现数据交互。

步骤5、在人机交互界面进行数据设置，开始闭环仿真，具体包括：

步骤5.1、对并联侧公共直流电容进行不控整流充电；