链式静止同步补偿器入网检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及仿真技术，特别涉及一种链式静止同步补偿器（svg)入网测试系统。
【背景技术】
[0002] 随着现代电网的快速发展，电网交直流并联运行、新能源设备大量接入以及高压 大容量电力电子设备等非线性负荷和冲击性负荷的广泛使用，造成诸如动态无功支撑不 足、无功和电压控制手段不足等问题。因此，需要大量的无功补偿设备，而svg具有动态响 应速度快、抑制电压闪变能力强、补偿功能多样化和占地面积更小等优点，得到了越来越多 的应用。但是，对于各个厂家制造的各种svg装置，一直缺乏有效的测试手段或系统。
【发明内容】
[0003] 本发明解决的问题在于提供一种链式静止同步补偿器入网测试系统，能够有效缩 短svg控制器的开发周期并提供可靠标准的入网检测。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种链式静止同步补偿器svg入 网测试系统，包含：试验管理子系统、实时仿真子系统、信号接口子系统与svg控制器；
[0005] 所述试验管理子系统与所述实时仿真子系统通信连接；所述实时仿真子系统还经 所述信号接口子系统与所述svg控制器连接；
[0006] 所述实时仿真子系统，用于对连接有所述svg的主电网进行仿真，并通过所述信 号接口子系统与所述svg控制器进行信息交互；
[0007] 所述svg控制器，用于根据接收的信息对模拟的svg进行反馈调节；
[0008] 所述试验管理子系统，用于监测所述实时仿真子系统运行的数据。
[0009] 本发明实施方式相对于现有技术而言，组建了链式静止同步补偿器（svg)入网测 试系统，利用实时仿真子系统对连接有链式静止同步补偿器（svg)的主电网进行仿真，svg 控制器根据实时仿真子系统的仿真数据对模拟的svg进行调节控制，实时仿真子系统再将 调节后的仿真数据发送至svg控制器，以供svg控制器判断控制是否达到预设的效果，并根 据判断结果对svg进行反馈控制。这样，在svg的开发阶段，可以有效缩短svg控制器的开 发周期，在svg接入电网前，可以提供可靠标准的入网检测。
[0010] 另外，所述实时仿真子系统包含：模拟输出模块、第一数字输入模块、第一数字输 出模块与第一光纤接口；所述模拟输出模块、第一数字输入模块、第一数字输出模块均与所 述主电路仿真模块连接；所述第一光纤接口与所述svg仿真模块连接；所述信号接口子系 统包含：功率放大器与光纤；所述svg控制器包含：模拟输入模块、第二数字输出模块、第二 数字输入模块与阀基控制器；所述阀基控制器包含第二光纤接口；所述模拟输出模块经所 述功率放大器与所述模拟输入模块连接；所述第一数字输入模块与所述第二数字输出模块 连接；所述第一数字输出模块与所述第二数字输入模块连接；所述第一光纤接口经所述光 纤与所述第二光纤接口连接。由于svg仿真模块的仿真数据较多，利用光纤传输svg仿真 模块仿真数据以及svg控制器对svg仿真模块的控制数据，可以减小数据传输的时延。
【附图说明】
[0011] 图1是根据本发明一较佳实施方式的svg入网测试系统的框图；
[0012] 图2是根据本发明一较佳实施方式中的svg的电路拓扑结构示意图。
【具体实施方式】
[0013] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实 施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中， 为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基 于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方 案。
[0014] 本发明的第一实施方式涉及一种svg入网测试系统，具体结构如图1所示，包含： 试验管理子系统、实时仿真子系统、信号接口子系统与svg控制器。
[0015] 试验管理子系统与实时仿真子系统通信连接；实时仿真子系统还经信号接口子系 统与svg控制器连接。试验管理子系统用于建立主电网的模型，并下载至实时仿真子系统 中运行，还用于实时监测并保存实时仿真子系统的仿真数据，同时可以在线修改运行于实 时仿真系统中的模型参数。实时仿真子系统用于根据主电网模型对连接有svg的主电网进 行仿真，并通过信号接口子系统向svg控制器发送主电网的电压、电流等仿真数据以及接 收svg控制器对svg的控制信号。svg控制器用于根据接收的信息对主电网模型中的svg 模型进行反馈控制。
[0016] 具体地说，试验管理子系统包含建模模块、在线参数设置模块、实时数据显示模块 与数据记录模块。建模模块、在线参数设置模块、实时数据显示模块、数据记录模块均与实 时仿真子系统连接。建模模块用于建立主电网模型，并输出至主电网仿真模块。其中，主电 网模型包含：电网的主电路模型与svg模型，主电路模型与svg模型连接。在线参数设置模 块，用于根据测试目标在线调整运行于实时仿真子系统中的模型参数。实时数据显示模块 用于实时显示实时仿真子系统运行的数据，可供测试人员监控仿真数据的变化。数据记录 模块用于保存实时仿真子系统运行的数据；其中，实时仿真子系统运行的数据包含：模拟 的主电网的工况、模拟的svg的运行状态以及实时仿真子系统与svg控制器之间交互的信 息。
[0017] 实时仿真子系统包含主电网仿真模块。主电网仿真模块通过信号接口子系统与 svg控制器连接，用于对主电网进行仿真，并输出仿真数据至svg控制器，还用于接收来自 svg控制器的控制信号控制对主电网进行的仿真，完成svg控制器对主电网中的svg的反 馈控制。其中，主电网仿真模块包含svg仿真模块与主电路仿真模块。svg仿真模块与主 电路仿真模块连接；svg仿真模块、主电路仿真模块均与svg控制器连接；主电路仿真模块 用于对主电网的主电路进行仿真，并输出仿真数据（补偿点的电压、电流）至svg控制器； svg控制器根据接收的数据输出控制信号至svg仿真模块；svg仿真模块用于根据接收的控 制信号控制对svg进行的仿真。
[0018] 在本实施方式中，主电路仿真模块为三相交流系统仿真模块，svg仿真模块包含级 联h桥仿真模块，用于仿真包含若干个级联h桥的svg ;其中，级联h桥仿真模块包含预设 数目的h桥仿真模块。h桥仿真模块包含绝缘栅双极型晶体管（igbt)仿真模块；igbt仿真 模块与svg控制器连接，用于在svg控制器的控制下模拟igbt的导通与截止。svg控制器 通过控制h桥仿真模块中各个igbt仿真模块的导通与关断，实现控制svg对主电网的无功 动态补偿。包含若干个级联h桥的svg如图2所示，其中，201、202、203为与三相交流系统 相连的端口，201u2021为h桥，204为igbt。igbt是功率型半导体器件，可以实现由低功 率的导通触发脉冲控制信号控制大功率传导回路的导通或者关断功能。
[0019] 进一步地，主电路仿真模块还包含断路器仿真模块；断路器仿真模块与svg控制 器连接；断路器仿真模块用于在svg控制器的控制下模拟断路器的闭合与断开，以实现svg 合闸并网或离网的功能。
[0020] 实时仿真子系统还包含：模拟输出模块、第一数字输入模块、第一数字输出模块与 第一光纤接口；模拟输出模块、第一数字输入模块、第一数字输出模块均与主电路仿真模块 连接；第一光纤接口与svg仿真模块连接；信号接口子系统包含：功率放大器与光纤；svg 控制器包含：模拟输入模块、第二数字输出模块、第二数字输入模块与阀基控制器；阀基控 制器包含第二光纤接口。其中，模拟输出模块为模拟量输出板卡；模拟输入模块为模拟量输 入板卡；第一数字输入模块与第二数字输入模块均为数字量输入板卡；第一数字输出模块 与第二数字输出模块均为数字量输出板卡。
[0021] 模拟输出模块与主电路仿真模块连接，还经功率放大器与模拟输入模块连接；第 一数字输入模块与第二数字输出模块连接；第一数字输出模块与第二数字输入模块连接， 第一光纤接口经光纤与第二光纤接口连接。模拟输出模块用于将电网的主电路补偿点的 电压、电流模拟量输出至功率放大器，功率放大器将接收的数据按照预设的比例放大到svg 控制器可采样的范围，并输出至模拟输入模块；模拟输入模块采样的补偿点的电压、电流模 拟量；svg控制器根据采样的补偿点的电压、电流模拟量以及无功计算原理，计算得到该补 偿点需要补偿的无功总量，并根据计算的结果生成控制svg仿真模块的数字控制信号，且 依次经第二光纤接口、光纤、第一光纤接口输出至svg仿真模块，其中，控制信号中还包含 需要补偿的无功总量信息以及igbt导通、截止的数字控制信息；同时，将断路器闭合、断开 的数字控制信息且经第二数字输出模块输出至第一数字输入模块，第一数字输入模块将接 收的信号输出至主电网仿真模块。具体地说，svg控制器将断路器闭合、断开的数字控制信 息输出至断路器的仿真模块中的控制端，阀基控制器将igbt导通、截止的数字控制信息输 出至igbt仿真模块的控制端。
[0022] svg仿真模块根据接收的控制信号产生无功功率以补偿主电网所需的无功总量， 主电网在得到所需的无功总量后，将主电路的电压、电流模拟量再输出svg控制器，以供 svg控制器根据接收的数据对svg仿真模型进行反馈控制；同时，断路器根据控制信号执行 动作，实时仿真子系统将断路器执行动作后的状态信息发送至svg控制器；igbt也根据控 制信号动作，实时仿真子系统将igbt执行动作后的igbt的状态信息、h桥仿真模块的电容、 电压大小以及故障标识信息发送至svg控制器，供svg控制器反馈控制。
[0023] svg控制器接收h桥仿真模块的电容电压时，由于在svg仿真模块中，直流侧电容 彼此独立，而每个链接的并联损耗、开关损耗、调制比和脉冲延时等存在差异，导致模拟的 链式无功静止补偿器存在直流侧电容电压不平衡的问题。直流电容电压不平衡会带来许 多不利的影响，比如，电容电压不平衡会使得svg输出电压的谐波增大，当其不平衡度较大 时，某些链接的电容电压会偏高，影响装置的安全运行，严重时会导致系统崩溃。所以，svg 控制器接收电容电压信息可以使svg控制器控制系统稳定运行。而且，svg控制器采集h桥 仿真模块的故障标识信息，可以