[发明专利]一种SVG控制硬件在环的仿真平台及仿真方法

说明书

本发明提供了一种SVG控制硬件在环的仿真平台及仿真方法，包括：工作站、SVG控制器和实时仿真器；实时仿真器，用于模拟SVG电路拓扑模型和模型参数以进行新能源基地的送端系统电网电压的扰动试验，验证SVG控制器是否脱网；实时仿真器分别与工作站和所述SVG控制器连接；工作站用于基于送端系统电网电压的扰动试验，向实时仿真器下达试验指令；工作站还用于通过实时仿真器获取SVG电路拓扑模型基于试验指令执行的试验过程信息对测试进行监控；其中，送端系统电网电压的扰动试验，包括：高电压穿越、低电压穿越和换相失败扰动试验；实现了对现场暂态工况的模拟和复现；有利于掌握新能源基地无功补偿装置暂态运行特性，提出合理的新能源并网设备运行控制策略。

技术领域

本发明属于新能源发电基地SVG无功补偿装置的电磁暂态仿真技术领域，涉及一种SVG控制硬件在环的仿真平台及仿真方法。

背景技术

目前现有的新能源集群送出系统的发电单元及无功补偿装置故障穿越控制策略、电压耐受能力及无功/电压控制策略对直流送出能力有较大的制约，直流送端电网薄弱、支撑能力不足，直流换相失败、闭锁等故障容易引起大量发电单元连锁脱网。由于风电机组、光伏发电单元以及动态无功补偿装置调压特性复杂、控制目标分散、缺乏协调控制，实际电网中新能源发电基地整体呈现与常规电源相反的调压特性，电网适应性不强。对以上问题，亟需研究无功补偿装置动态特性，提出优化控制策略，提升弱电网特高压直流输电送端系统稳定水平。

考虑技术的先进性，目前在大规模新能源发电基地交流汇集站配置的无功补偿装置主要是静止无功补偿装置SVG，一般包括35kV直挂式SVG和10kV升压式SVG，二者补偿容量分别为30MVar和10MVar左右。SVG在提高电网送出功率、电网功率因数和抑制系统谐波方面有着重要的作用，由于SVG应用现场电压等级高、补偿容量大，无法在现场进行大量试验和多工况测试，因此，需要通过仿真手段对SVG暂态响应特性更深入的研究和探索。

发明内容

针对现有的新能源集群送出系统的发电单元及无功补偿装置故障穿越控制策略、电压耐受能力及无功/电压控制策略对直流送出能力有较大的制约，直流送端电网薄弱、支撑能力不足，直流换相失败、闭锁等故障容易引起大量发电单元连锁脱网不足，本发明提出了一种SVG控制硬件在环的仿真平台及仿真方法，具体步骤如下：

一种SVG控制硬件在环的仿真平台，包括：工作站、SVG控制器和实时仿真器；

所述实时仿真器，用于模拟SVG电路拓扑模型和模型参数以进行新能源基地的送端系统电网电压的扰动试验，验证SVG控制器是否脱网；

所述实时仿真器分别与工作站和所述SVG控制器连接；

所述工作站用于基于所述送端系统电网电压的扰动试验，向所述实时仿真器下达试验指令；所述工作站还用于通过所述实时仿真器获取所述SVG电路拓扑模型基于所述试验指令执行的试验过程信息对所述测试进行监控；

其中，所述送端系统电网电压的扰动试验，包括：高电压穿越、低电压穿越和换相失败扰动试验。

优选的，所述SVG控制器包括主控设备与阀控设备；所述仿真平台还包括光纤接口转换器；

所述实时仿真器与所述SVG控制器的主控设备连接，所述实时仿真器还通过光纤接口转换器与所述SVG控制器的的阀控设备连接。

优选的，所述实时仿真器，包括：短路比子模块、功能子模块、I/O端口、高速光纤接口；

所述短路比子模块，用于改变仿真的电网电源等效阻抗得到电力系统不同的短路比进而得到不同的电网强度；

所述功能子模块，用于基于被仿真的SVG电路拓扑模型和所述不同的电网强度扰动送端系统电网电压得到所述仿真的电网系统电压/电流/SVG电流模拟量和SVG控制器中的开关数字量；