一種mmc子模塊數字物理混合模擬方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力系統的柔性直流輸電技術領域，具體涉及一種MMC子模塊數字物理混合模擬方法及系統。
技術背景
[0002]模塊化多電平柔性直流輸電(MMC-HVDC)是新一代的直流輸電技術。除了具有傳統高壓直流輸電優點外，柔性直流輸電系統還可直接向遠距離的小型孤立負荷供電，連接分散電源，運行控制方式靈活多變，可減少輸電線路電壓降落及閃變，提高電能質量。柔性直流輸電在直流配電網建設、海島供電、電網互聯等方面相對傳統直流輸電有較大優勢。
[0003]柔性直流輸電換流閥由子模塊串聯組成，隨著柔性直流輸電的電壓等級的不斷提高，柔直換流閥子模塊數量也在急劇增加，通常每個橋臂有幾百個子模塊組成。柔性直流輸電換流閥控制設備是直接連接控制子模塊的裝置，其核心功能是子模塊均壓。子模塊數量的增多對閥控系統的測試驗證就帶來了極大難度。
[0004]傳統的閥控均壓功能測試采用按相關參數縮小的物理模擬子模塊與閥控連接測試。閥控將控制參數也相應縮小來控制數量有限的物理模擬子模塊。因此，閥控接入子模塊數量遠遠小于最大接入數量。
[0005]而如果采用在閥控的一個子模塊接口上接入一個物理模擬子模塊的連接測試，那么需要生產大量物理模擬子模塊。成本上無法接受。因此，急需設計一種模擬子模塊系統，以使用較少的物理模擬子模塊，達到對閥控系統均壓功能的全面驗證。
【發明內容】
[0006]本發明提供了一種MMC子模塊數字物理混合模擬方法及系統，旨在解決傳統的閥控功能測試方法在全面驗證閥控均壓功能時，由于需要使用大量物理模擬子模塊造成成本過高的問題。
[0007]為解決上述問題，本發明一種MMC子模塊數字物理混合模擬方法，包括如下步驟:
[0008]I)對于一個物理模擬子模塊i，用于模擬處于同一橋臂中的!!^個子模塊，物理子模塊為實際子模塊，i為物理模擬子模塊序號；
[0009]2)閥控系統向物理模擬子模塊i下發Hi1個控制指令，統計m i個控制指令的種類及每個控制指令種類對應的控制指令個數，若全部控制指令均為閉鎖，則物理模擬子模塊i執行閉鎖控制指令；若投入控制指令個數大于等于切除控制指令個數，則物理模擬子模塊i執行投入控制指令，否則，執行切除控制指令；并將物理模擬子模塊i的電容電壓及狀態分別復制Hi1份代表m i個子模塊的電容電壓及狀態上傳至閥控系統。
[0010]本發明一種MMC子模塊數字物理混合模擬系統，該系統包括閥控系統，還包括用于與各橋臂對應的數字模擬裝置，數字模擬裝置通過光纖連接閥控系統和各橋臂中的若干個物理模擬子模塊；所述數字模擬裝置確定每個物理模擬子模塊需要模擬的數字模擬子模塊個數Hl1，接收閥控系統下發的控制指令，經過分析判斷后，下發給對應的物理模擬子模塊，并將每個物理模擬子模塊的電容電壓及狀態分別復制!!^份后上傳至閥控系統。
[0011]所述數字模擬裝置設置有與閥控系統中每相每橋臂控制柜中子模塊接口對應的光纖接口。
[0012]本發明MMC子模塊數字物理混合模擬方法及系統，通過數字模擬與物理模擬相結合的方法模擬出多個數字模擬子模塊，從而增加了接入閥控的模擬子模塊數量，在不增加物理模擬子模塊的數量的前提下，可以全面驗證閥控均壓功能，極大的節省了物料成本。
【附圖說明】
[0013]圖1傳統閥控與子模塊連接圖；
[0014]圖2數字物理混合模擬子模塊系統；
[0015]圖3數字物理混合環境模擬子模塊指令生成流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步詳細介紹。
[0017]MMC子模塊數字物理混合模擬方法實施例
[0018]MMC子模塊數字物理混合模擬方法包括如下步驟:
[0019]I)對于一個物理模擬子模塊i，用于模擬處于同一橋臂中的!!^個子模塊，物理子模塊為實際MMC子模塊，i為物理模擬子模塊序號；
[0020]2)閥控系統向物理模擬子模塊i下發Hi1個控制指令，統計m i個控制指令的種類及每個控制指令種類對應的控制指令個數，若全部控制指令均為閉鎖，則物理模擬子模塊i執行閉鎖控制指令；若投入控制指令個數大于等于切除控制指令個數，則物理模擬子模塊i執行投入控制指令，否則，執行切除控制指令；并將物理模擬子模塊i的電容電壓及狀態分別復制Hi1份代表m i個子模塊的電容電壓及狀態上傳至閥控系統。
[0021]下面詳細介紹上述步驟:
[0022]如圖1所示，當閥控系統的子模塊接口的個數遠大于實際的物理模擬子模塊個數，就需要借助數字模擬裝置來模擬生成與閥控系統每相每個橋臂的子模塊接口相對應的數字模擬子模塊，來實現對閥控系統功能的全面驗證。
[0023]本實施例中以A相上橋臂為例，對于步驟I)閥控系統A相上橋臂的子模塊接口為N個，而實際物理模擬子模塊個數為η個，η〈Ν，那么，確定每相每個橋臂中的物理模擬子模塊i需模擬生成的數字模擬子模塊個數nv即有N = Iii1+m2+...+mn，i = I, 2, 3，…，η。
[0024]本實施例中優選為針對每個物理模擬子模塊，均模擬生成m個數字模擬子模塊，即每個物理子模塊對應的數字模擬子模塊的個數相同。
[0025]當然作為其他實施方式，每個物理模擬子模塊模擬的數字模擬子模塊個數可以不同，只要數字模擬子模塊的總個數等于N即可。
[0026]對于步驟2)中閥控系統下發給物理模擬子模塊的控制指令定義為C^ni，其中i為實際物理模擬子模塊編號，i = 1、2、…n。m為數字模擬子模塊編號；對第i個物理子模塊對應的數字模擬子模塊接收到的控制指令Cu、Ciy..C1,沖控制指令的種類及每個種類對應的個數進行統計，控制指令的種類包括閉鎖、投入和切除，若投入控制指令的個數大于等于切除控制指令的個數，則第i個物理模擬子模塊的控制指令為投入控制指令，若Cu、C1, 中所有的控制指令均為閉鎖控制指令，第i個物理模擬子模塊的控制指令為閉鎖控制指令，否則，第i個物理模擬子模塊的控制指令為切除控制指令。
[0027]本實施例中將η個物理模擬子模塊電容電壓定義為U1, i = 1、2、”.η ;將η個物理模擬子模塊狀態定義為S1, i = 1、2、…!!,S1= O指示子模塊正常，S 1= I指示子模塊故障。那么，對于物理模擬子模塊i的電容電壓U1和狀態S i，令與該物理模擬子模塊i對應的m個數字模擬子模塊的電容電壓為Uu= Uw =…=Uw= U1;令與該物理模擬子模塊i對應的m個數字模擬子模塊的狀態為Su= S W =…=S 1>n= S P即分別將物理模擬子模塊i的電容電壓U1和狀態S 別復制m份代表m個數字模擬子模塊的電容電壓和狀態通過光纖上傳到閥控系統。
[0028]同理，對閥控系統A相下橋臂，B相上、下橋臂，C相上、下橋臂子模塊接口采用上述模擬方法，實現閥控均壓功能的驗證。
[0029]MMC子模塊數字物理混合模擬系統實施例
[0030]傳統的閥控系統功能測試系統如圖1所示，本實施例在傳統的閥控系統功能測試系統上增加了數字模擬裝置，如圖2所示，本實施例中的系統包括閥控系統，用于與各橋臂對應的數字模擬裝置，數字模擬裝置通過光纖連接閥控系統和各橋臂中的若干個物理模擬子模塊；數字模擬裝置確定每個物理模擬子模塊需要模擬的數字模擬子模塊個數Hl1，接收閥控系統下發的控制指令，并按照上述模擬方法步驟2)中的比較方法對控制指令進行分析判斷后，下發給對應的物理模擬子模塊，并將每個物理模擬子模塊的電容電壓及狀態分別復制1^份后上傳至閥控系統。
[0031 ] 利用本實施例中的MMC子模塊數字物理混合模擬系統可以實現上述模擬方法，在不增加物理模擬子模塊的數量的前提下，全面驗證閥控均壓功能，極大的節省了物料成本。
[0032]以上具體實施例中，對子模塊模擬系統進行文字表述、公式說明。本發明不局限于所描述的實施方式。對本領域普通技術人員而言，根據本發明的教導，設計出各種變形的模型、公式、參數并不需要花費創造性勞動。在不脫離本發明的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種MMC子模塊數字物理混合模擬方法，其特征在于，該方法包括: 1)對于一個物理模擬子模塊i，用于模擬處于同一橋臂中的&個子模塊，物理子模塊為實際MMC子模塊，i為物理模擬子模塊序號； 2)閥控系統向物理模擬子模塊i下發Hl1個控制指令，統計Hl1個控制指令的種類及每個控制指令種類對應的控制指令個數，若全部控制指令均為閉鎖，則物理模擬子模塊i執行閉鎖控制指令；若投入控制指令個數大于等于切除控制指令個數，則物理模擬子模塊i執行投入控制指令，否則，執行切除控制指令；并將物理模擬子模塊i的電容電壓及狀態分別復制Hi1份代表m i個子模塊的電容電壓及狀態上傳至閥控系統。2.一種采用上述模擬方法的MMC子模塊數字物理混合模擬系統，該系統包括閥控系統，其特征在于，該系統還包括用于與各橋臂對應的數字模擬裝置，數字模擬裝置通過光纖連接閥控系統和各橋臂中的若干個物理模擬子模塊；所述數字模擬裝置確定每個物理模擬子模塊需要模擬的數字模擬子模塊個數Hi1，接收閥控系統下發的控制指令，經過分析判斷后，下發給對應的物理模擬子模塊，并將每個物理模擬子模塊的電容電壓及狀態分別復制!!^份后上傳至閥控系統。3.根據權利要求2所述的MMC子模塊數字物理混合模擬系統，其特征在于，所述數字模擬裝置設置有與閥控系統中每相每橋臂控制柜中子模塊接口對應的光纖接口。
【專利摘要】本發明涉及一種MMC子模塊數字物理混合模擬方法及系統，該方法包括：確定每相每個橋臂中的物理模擬子模塊i需模擬生成的數字模擬子模塊個數mi；閥控系統向物理模擬子模塊i下發mi個控制指令，統計mi個控制指令的種類及每個控制指令種類對應的控制指令個數，判斷該物理模擬子模塊執行的控制指令；并將物理模擬子模塊i的電容電壓及狀態分別復制mi份上傳至閥控系統。本發明的系統包括閥控系統和物理模擬裝置及數字模擬裝置，數字模擬裝置與物理模擬裝置及閥控系統光纖連接。本發明的方法和系統在不增加物理模擬子模塊的數量的前提下，可以全面驗證閥控均壓功能，極大的節省了物料成本。
【IPC分類】G05B23/02
【公開號】CN105116874
【申請號】CN201510418386
【發明人】俎立峰, 董朝陽, 胡四全, 李坤, 樊大帥
【申請人】許繼電氣股份有限公司, 國家電網公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月16日