CN105005292A - 一种模块化多电平换流器控制装置的闭环测试***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种模块化多电平换流器控制装置的闭环测试***及方法，***包括模块化多电平换流器控制装置、换流器实时仿真器及测试接口装置。测试接口装置由子模块控制命令接收模块、子模块状态/电压发送模块、桥臂电流发送模块、极控***模块和高速通信模块组成。模块化多电平换流器控制装置通过光纤连接到测试接口装置上，测试接口装置通过光纤及电缆和换流器实时仿真器相连形成闭环测试***。该测试***简单易用，可以方便的对模块化多电平换流器控制装置进行性能测试。

Description

一种模块化多电平换流器控制装置的闭环测试***及方法
技术领域
本发明涉及柔性直流输电、柔***流输电等领域模块化多电平换流器控制装置的闭环测试***。
背景技术
随着电力电子器件和控制技术的进步，越来越多模块化多电平换流器应用于柔性直流输电和柔***流输电工程中。由于***容量和电压等级的升高子模块数量也越来越多，柔性直流输电***中三相级联的子模块数量能达到上千个，而且不同的工程中换流器子模块的数量差异较大。这样，不同的控制装置其控制的子模块数量可能为数十个，也可能为数百个，如果都使用子模块构建控制装置测试***不仅工程量大，造价高，而且灵活性差，不能快速响应不同控制装置的测试要求。
随着数字处理技术、数字信号技术和并行计算技术等的发展，利用实时仿真设备，与基于模块化多电平换流器控制装置构成闭环测试***，对模块化多电平换流器控制装置进行性能测试成为可能。本发明即是基于此种考虑而产生。
发明内容
本发明的目的是：公开一种模块化多电平换流器控制装置的闭环测试***及方法。***包括换流器实时仿真器、模块化多电平换流器控制装置及测试接口装置。模块化多电平换流器控制装置通过光纤连接到测试接口装置上，测试接口装置通过光纤及电缆和换流器实时仿真器相连形成闭环测试***。该测试***简单易用，可以方便的对模块化多电平换流器控制装置进行性能测试。
本发明的技术方案：一种模块化多电平换流器控制装置的闭环测试***，由模块化多电平换流器控制装置、换流器实时仿真器及测试接口装置组成；其中测试接口装置包括子模块控制命令接收模块、子模块状态/电压发送模块、桥臂电流发送模块、极控***模块和高速通信模块；待测模块化多电平换流器控制装置和测试接口装置的子模块控制命令接收模块、子模块状态/电压发送模块相连；待测控制装置桥臂电流接收模块和测试接口装置的桥臂电流发送模块相连；待测控制装置极控命令处理模块和测试接口装置极控***模块相连；测试接口装置高速通信模块和换流器实时仿真器相连；测试接口装置极控***模块和换流器实时仿真器相连。
进一步地：连接各模块的通信介质包括但不限于光纤、电缆。
进一步地：测试接口装置极控***模块根据换流器实时仿真器送过来的模拟量和开关量状态计算出换流阀控制命令，通过光纤传送给控制装置；控制装置将该命令转换为具体的子模块控制命令后通过光纤发送给测试接口装置；测试接口装置接收到子模块控制命令并打包后通过高速通信模块传送给换流器实时仿真器，换流器实时仿真器计算完毕后将子模块状态、电压、桥臂电流等打包送至测试接口装置；测试接口装置将该数据包分解后通过光纤返回给控制装置；控制装置再将相关信息通过光纤回送至测试接口装置的极控***模块判断下一步执行动作；测试接口装置的极控***模块通过电缆连接换流器实时仿真器，得到换流器的模拟量和开关量，并能输出开关量信息到换流器实时仿真器。
进一步地：测试接口装置可仿真多个子模块接口和测试装置交互。
进一步地：测试接口装置通过高速通信接口将多个子模块控制命令打包送至换流器实时仿真器，并将换流器实时仿真器发出的子模块状态、桥臂电流解包后传送给控制装置。
另外本发明还提供一种测试方法，测试接口装置极控***模块根据换流器实时仿真器送过来的模拟量和开关量状态计算出换流阀控制命令，通过光纤传送给控制装置；控制装置将该命令转换为具体的子模块控制命令后通过光纤发送给测试接口装置；测试接口装置接收到子模块控制命令并打包后通过高速通信模块传送给换流器实时仿真器，换流器实时仿真器计算完毕后将子模块状态、电压、桥臂电流等打包送至测试接口装置；测试接口装置将该数据包分解后通过光纤返回给控制装置；控制装置再将相关信息通过光纤回送至测试接口装置的极控***模块判断下一步执行动作；测试接口装置的极控***模块通过电缆连接换流器实时仿真器，得到换流器的模拟量和开关量，并能输出开关量信息到换流器实时仿真器。
进一步地,测试接口装置可仿真多个子模块接口和测试装置交互。
进一步地：测试接口装置通过高速通信接口将多个子模块控制命令打包送至换流器实时仿真器，并将换流器实时仿真器发出的子模块状态、桥臂电流解包后传送给控制装置。
本发明的有益效果：本发明使用模块化多电平换流器控制装置、实时仿真器和测试接口装置和构成闭环测试***。可根据实际工程拓扑修改一次设备的参数，满足多种模块化多电平换流器控制装置的性能测试要求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明专利进一步详细说明。
图1柔性直流工程换流器的拓扑结构示意图；
图2本发明的原理示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，一个模块化多电平换流器控制装置通过光纤控制多个子模块协同工作。不同的工程子模块数量不同，控制策略各异，测试时一次设备的拓扑和参数也需要做相应的修改。鉴于以上情况，每个工程，每种控制策略都使用相应数量的子模块来搭建测试***不但工程量大，造价高，而且时间周期也较长，无法快速响应控制装置的性能测试需求。
如图2所示，本发明提供一种模块化多电平换流器控制装置的闭环测试***。***包括模块化多电平换流器控制装置、换流器实时仿真器及测试接口装置。模块化多电平换流器控制装置通过光纤连接到测试接口装置上，测试接口装置通过光纤及电缆和换流器实时仿真器相连形成闭环测试***。测试接口装置包括子模块控制命令接收模块、子模块状态/电压发送模块、桥臂电流发送模块、极控***模块和高速通信模块。
待测模块化多电平换流器测试装置和测试接口装置的子模块控制命令接收模块、子模块状态/电压发送模块相连；待测控制装置桥臂电流接收模块和测试接口装置的桥臂电流发送模块相连；待测控制装置极控命令处理模块和测试接口装置极控***模块相连；测试接口装置高速通信模块和实时仿真器相连；测试接口装置极控***模块和实时仿真器相连。
实时仿真器可使用RTDS或RT-LAB实时仿真装置。
实施测试时，具体的测试方法如下：
1、根据实际工程结合实时仿真器构建一次拓扑；
2、测试接口装置极控***模块根据实时仿真器送过来的模拟量和开关量状态计算出换流阀控制命令，并将该命令送至待测控制装置；
3、待测控制装置根据极控模块的命令计算出具体的子模块控制命令并通过光纤发送至测试接口装置的子模块控制命令接收模块；测试接口装置将所有子模块控制命令打包后通过高速通信模块发送至实时仿真器，实时仿真器执行完毕后将子模块状态、电压、桥臂电流等打包送至测试接口装置。测试接口装置将该数据包分解后通过光纤返回给待测控制装置。
4、待测控制装置向测试接口装置的极控***模块上送桥臂电压、跳闸请求等信息，极控***模块判断后下发下一步控制命令。
5、测试接口装置的极控***模块通过电缆连接换流器实时仿真器，得到换流器的模拟量和开关量，并能输出开关量信息到换流器实时仿真器。
综上所述，本发明提供了一种模块化多电平换流器控制装置的闭环测试***及方法。该***可适应多种模块化多电平换流器控制策略，方便快速的对模块化多电平换流器控制装置进行性能测试。
以上仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种模块化多电平换流器控制装置的闭环测试***，其特征是：由模块化多电平换流器控制装置、换流器实时仿真器及测试接口装置组成；其中测试接口装置包括子模块控制命令接收模块、子模块状态/电压发送模块、桥臂电流发送模块、极控***模块和高速通信模块；待测模块化多电平换流器控制装置和测试接口装置的子模块控制命令接收模块、子模块状态/电压发送模块相连；待测控制装置桥臂电流接收模块和测试接口装置的桥臂电流发送模块相连；待测控制装置极控命令处理模块和测试接口装置极控***模块相连；测试接口装置高速通信模块和换流器实时仿真器相连；测试接口装置极控***模块和换流器实时仿真器相连。
2.如权利要求1所述的模块化多电平换流器控制装置的闭环测试***，其特征是：连接各模块的通信介质包括但不限于光纤、电缆。
3.如权利要求1所述的模块化多电平换流器控制装置的闭环测试***，其特征是：测试接口装置极控***模块根据换流器实时仿真器送过来的模拟量和开关量状态计算出换流阀控制命令，通过光纤传送给控制装置；控制装置将该命令转换为具体的子模块控制命令后通过光纤发送给测试接口装置；测试接口装置接收到子模块控制命令并打包后通过高速通信模块传送给换流器实时仿真器，换流器实时仿真器计算完毕后将子模块状态、电压、桥臂电流等打包送至测试接口装置；测试接口装置将该数据包分解后通过光纤返回给控制装置；控制装置再将相关信息通过光纤回送至测试接口装置的极控***模块判断下一步执行动作；测试接口装置的极控***模块通过电缆连接换流器实时仿真器，得到换流器的模拟量和开关量，并能输出开关量信息到换流器实时仿真器。
4.如权利要求3所述的模块化多电平换流器控制装置的闭环测试***，其特征是：测试接口装置可仿真多个子模块接口和测试装置交互。
5.如权利要求3所述的模块化多电平换流器控制装置的闭环测试***，其特征是：测试接口装置通过高速通信接口将多个子模块控制命令打包送至换流器实时仿真器，并将换流器实时仿真器发出的子模块状态、桥臂电流解包后传送给控制装置。
6.一种如权利要求1所述的***的测试方法，其特征是：测试接口装置极控***模块根据换流器实时仿真器送过来的模拟量和开关量状态计算出换流阀控制命令，通过光纤传送给控制装置；控制装置将该命令转换为具体的子模块控制命令后通过光纤发送给测试接口装置；测试接口装置接收到子模块控制命令并打包后通过高速通信模块传送给换流器实时仿真器，换流器实时仿真器计算完毕后将子模块状态、电压、桥臂电流等打包送至测试接口装置；测试接口装置将该数据包分解后通过光纤返回给控制装置；控制装置再将相关信息通过光纤回送至测试接口装置的极控***模块判断下一步执行动作；测试接口装置的极控***模块通过电缆连接换流器实时仿真器，得到换流器的模拟量和开关量，并能输出开关量信息到换流器实时仿真器。
7.如权利要求6所述的测试方法，其特征是：测试接口装置可仿真多个子模块接口和测试装置交互。
8.如权利要求6所述的测试方法，其特征是：测试接口装置通过高速通信接口将多个子模块控制命令打包送至换流器实时仿真器，并将换流器实时仿真器发出的子模块状态、桥臂电流解包后传送给控制装置。
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