[实用新型]基于新能源电站半实物测试的控制器

说明书

本实用新型公开了基于新能源电站半实物测试的控制器，包括电压采样板、电流采样板、AI板、DI板、DO板、控制板和桥臂转接板。其中，电压采样板和电流采样板的输出端和AI板的输入端连接，DI板的输入端和RTLAB的DO板的输出端连接，DO板的输出端和RTLAB的DI板的输入端连接，DO板的输入端和控制板的输出端连接，AI板的输出端和DI板的输出端均与控制板的输入端连接，控制板和桥臂转接板通过高速光纤双向通讯连接，桥臂转接板和通信板通过高速光纤双向通讯连接。该控制器中的电压采样板和电流采样板的输出值大小适应RTLAB模拟量采样，不需要专用的功率放大器。

技术领域

本实用新型属于电能质量产品，用于静止无功发生器(static var generator，简称SVG)在新能源电站半实物测试，涉及一种基于RTLAB网源协调半实物仿真平台，用于实现SVG控制器和RTLAB的半实物测试。

背景技术

随着光伏、风电等新能源装机容量的不断提升，新能源输出功率的随机性和波动性使得电力系统面临的不可控因素日益增大，电网的电能质量问题严重制约着新能源并网容量的提升，这一趋势对电能质量产品的控制性能提出了更高的要求。

SVG作为静止无功发生设备，通过调节输出的无功大小，可以改善电网的电能质量，成为新能源电站的重要组成设备。随着新能源装机量的增加，单台SVG的容量也将相应增加，研究SVG的控制特性，尤其是探索其在大电网多种工况下的运行特性，是进一步提升新能源并网容量的重要举措。

基于新能源电站的半实物测试，利用RTLAB平台实现电网和SVG互联，通过改变RTLAB的相关参数，人为制造多种复杂工况，来验证设备的控制性能，具有研发周期短、验证充分、成本低廉、无风险等一系列优点，为验证大容量SVG在新能源电站中的控制性能提供了一条行之有效的道路。

图1是新能源电站的半实物仿真平台，RTLAB由试验管理分系统、实时仿真分系统和信号接口分系统三部分组成。其中，试验管理分系统是测试主机，具有模型开发、试验管理、自动测试和图形监控等功能；实时仿真分系统包换主电路模型和级联H桥功率模块构成的SVG；信号接口分系统具备与SVG控制器、智能光纤接口箱和功率放大器等实物的物理连接等功能。一方面，SVG控制器从AO(analog output，模拟量输出)板获取RTLAB仿真计算出来的SVG电压、电流等模拟量信息并用于控制算法。另一方面，控制器中的阀基控制器通过高速光纤和RTLAB进行数据交互，阀基控制器发出各个H桥功率模块的阀控指令，同时接收RTLAB仿真计算出的功率模块的电容电压和故障信息。SVG控制器由厂商提供，其通过AI(analog input,数字量输入)板、DI(digital input,数字量输入)板、DO(digital output，数字量输出)板、阀基控制器接口和RTLAB连接，完成模拟量、数字量、阀控指令等数据的交互。

主流厂商的SVG控制器多通过增加功率放大器、通信转接板卡或智能光纤接口箱的方法来实现控制器和RTLAB的互联。如部分厂家采用功率放大器实现RTLAB模拟量的转换，模拟量信号经功率放大器转换成可直接和SVG控制器连接的信号，该方法需要提供专门的功率放大设备，成本高昂，且存在控制器平台体积较大的问题。部分厂商采用智能光纤接口箱来实现阀基控制器和RTLAB的数据交互，该方法需要提供专门的光纤接口箱，所需光纤数量多，光纤连接工作量大且复杂，成本高，控制器平台布线混乱。

此外，为了实现控制器和RTLAB的aurora通信，部分厂家专门开发了通信转接板和光电转换板来实现阀基控制器和RTLAB的通信。首先阀基控制器通过光纤和光电转换板连接，光电转换板将光信号转换成电信号，同时通过电信号传输线将电信号连接到通信转接板，通信转接板将电信号汇总并按照aurora规约形成数据帧，通过高速光纤和RTLAB通信板开展通信。采用该方式时，SVG控制器需要增加三块光电转换板和配套的三块通信转接板，为了提供三块光电转换板的供电电源，还需要增加一个控制箱，SVG控制器架构复杂，电信号传输线较多布线困难，且电信号传输线传输信号抗干扰能力弱。

发明内容