SVG并網仿真測試系統-解決方案-上(shàng)海貝銳信息科技(jì)股份有限公司

解決方案

智能(néng)電(diàn)網

QuiKLab Power電(diàn)力自(zì)動化測試軟件(jiàn) iEnergyLab-H2綠氫系統規劃與設計優化軟件(jiàn) 綠氫仿真與測試系統配電(diàn)自(zì)動化終端閉環仿真測試系統儲能(néng)系統全産業(yè)鏈仿真測試 QuiKIS阻抗掃描和穩定性分析軟件(jiàn) 綜合能(néng)源數字孿生(shēng)雲平台大規模交直流電(diàn)網仿真分析系統 MMC-HVDC仿真測試系統繼電(diàn)保護裝置仿真測試系統交直流微網仿真測試系統直流變壓器(qì)仿真測試電(diàn)力工(gōng)控漏洞挖掘系統電(diàn)力工(gōng)控網絡攻防靶場用電(diàn)側能(néng)源管理系統 SVG并網仿真測試系統

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SVG并網仿真測試系統

概述

随著(zhe)現代電(diàn)網的快速發展，新能(néng)源的大量接入，電(diàn)網交直流并網運行以及高(gāo)壓大容量電(diàn)力電(diàn)子設備等非線性負荷和沖擊性負荷的廣泛使用，電(diàn)網動态無功問題日益凸顯。動态無功補償裝置（SVG）因具有動态響應速度快、抑制電(diàn)壓閃變能(néng)力強等優點，得到(dào)了越來越多(duō)的應用。

對于各個(gè)廠家制造的SVG裝置，一(yī)直缺乏有效的測試手段或測試系統。針對此問題，上(shàng)海科梁信息工(gōng)程股份有限公司總結多(duō)年(nián)來在電(diàn)力電(diàn)子與電(diàn)力系統中應用測試的工(gōng)程經驗，參照(zhào)相(xiàng)關行業(yè)标準，開(kāi)發了一(yī)套SVG入網檢測系統，能(néng)夠有效縮短SVG控制器(qì)的開(kāi)發周期并提供可靠标準的入網檢測。

傳統的檢測手段很難對整個(gè)SVG控制器(qì)進行功能(néng)及性能(néng)的測試，很多(duō)輔助電(diàn)網的功能(néng)無法得到(dào)驗證，尤其是控制器(qì)廠家在其宣傳的企業(yè)标準中具有的功能(néng)和性能(néng)指标在投運前沒辦法得到(dào)準确量化的測試。因此科梁提出了基于HIL（控制器(qì)硬件(jiàn)在環仿真）的SVG入網檢測系統，研究SVG對于電(diàn)網中一(yī)些現實問題的幫助。

圖1 示意圖

組成與原理

科梁SVG入網檢測系統由試驗管理分系統、實時仿真分系統和信号接口分系統三部分組成。

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圖2 SVG入網檢測系統構架圖

試驗管理分系統是測試主機(jī)，具有模型開(kāi)發、試驗管理、自(zì)動測試和圖形監控等功能(néng)。

實時仿真分系統包括1台OP5600實時仿真器(qì)和1台OP5607（FPGA）仿真機(jī)，系統具備數學模型實時運行以及實時I/O端口配置等功能(néng)，其中三相(xiàng)交流系統的主電(diàn)路(lù)模型放(fàng)在OP5600的CPU中運行，而級聯H橋構成的SVG模型放(fàng)在OP5600的CPU（步長(cháng)<25μs）或OP5607的FPGA（步長(cháng)<1μs）中運行，其中OP5600和OP5607數據通(tōng)訊通(tōng)過PCIe總線交互。

信号接口分系統具備與SVG控制櫃、智能(néng)光(guāng)纖接口箱和功率放(fàng)大器(qì)等實物(wù)的物(wù)理連接等功能(néng)。一(yī)方面從(cóng)I/O輸出的模拟量值輸入到(dào)控制器(qì)中用于控制算(suàn)法。另一(yī)方面，控制系統中的閥基控制器(qì)（VBC）與仿真器(qì)還(hái)有智能(néng)光(guāng)纖接口箱和高(gāo)速光(guāng)纖通(tōng)訊，控制器(qì)發出各個(gè)H橋子模塊IGBT的開(kāi)關等信号，同時接收各個(gè)子模塊的電(diàn)容電(diàn)壓大小(xiǎo)和故障标志(zhì)等信号。

主要功能(néng)

■ 在SVG與交流系統整體規劃階段和SVG工(gōng)程參數設計階段，能(néng)夠使用詳細的SVG模型做開(kāi)發設計階段的研究和分析，完善SVG的工(gōng)程參數。

■ 在SVG控制邏輯和控制算(suàn)法設計開(kāi)發階段，能(néng)夠使用詳細的SVG模型做各種控制性能(néng)的測試，完善控制邏輯和算(suàn)法。

■ 在完成SVG控制保護設計後，該系統能(néng)按照(zhào)國(guó)家電(diàn)網公司企業(yè)标準Q/GDW241-2008《鏈式靜(jìng)止同步補償器(qì)》，手動或自(zì)動對SVG控制器(qì)做完整的入網性能(néng)測試。

入網測試（手動或自(zì)動）内容如下(xià)：

系統優勢

科梁SVG入網檢測系統有如下(xià)優勢：

■ 定制工(gōng)程模型

擁有各種經過實際工(gōng)程校準的，基于CPU或FPGA的電(diàn)力系統詳細模型。包括：SVG或UPFC等的FACTS模型、MMC-HVDC模型、傳統電(diàn)網模型和各種新能(néng)源模型等等，并可根據用戶需求定制測試模型。

■ 人機(jī)操控界面

根據電(diàn)力系統規範和使用習慣，我們利用LabVIEW軟件(jiàn)定制開(kāi)發的圖形化人機(jī)操控界面，使操作更加靈活、自(zì)如、便捷。

■ 自(zì)動測試流程

根據SVG入網檢測的相(xiàng)關行業(yè)标準，結合公司研發的QuiKLab自(zì)動化測試軟件(jiàn)，我們為(wèi)SVG入網檢測專業(yè)定制開(kāi)發了自(zì)動入網測試流程，可實現從(cóng)仿真分析到(dào)測試報(bào)告生(shēng)成的全自(zì)動化運行。

應用案例

某電(diàn)科院SVG入網檢測案例

解決方案：如下(xià)圖所示整個(gè)系統可分為(wèi)上(shàng)位機(jī)系統、實時仿真機(jī)、信号接口系統和SVG控制器(qì)四個(gè)部分。上(shàng)位機(jī)系統具有模型開(kāi)發、實時仿真管理、自(zì)動測試和圖形監控等功能(néng)。實時仿真機(jī)是下(xià)位機(jī)系統，是整個(gè)系統的核心分系統。信号接口分系統主要包括光(guāng)纖接口箱和功率放(fàng)大器(qì)，其作用是實現仿真系統和控制器(qì)之間的物(wù)理連接，實現信号的交互。SVG控制器(qì)用來控制SVG模型，通(tōng)常有恒電(diàn)壓和恒無功兩種控制模式，是整個(gè)SVG測試的被測件(jiàn)。

圖3 系統原理圖

本次項目用到(dào)的是每相(xiàng)11個(gè)子模塊級聯H橋構成的SVG。科梁提供的CPU模型，仿真的結果符合實際情況，各種動态響應也很好的模拟了電(diàn)網和SVG的特性，對于做SVG入網檢測提供了解決方案。

項目成果：該項目整個(gè)環境搭建完畢後所做的功能(néng)測試及動态性能(néng)測試符合測試大綱要求。科梁完成了整個(gè)SVG入網檢測測試，對SVG控制器(qì)的控制功能(néng)和控制性能(néng)得到(dào)了驗證，為(wèi)此電(diàn)科院節約了測試成本，提高(gāo)了測試效率，确保了SVG入網的安全性、可靠性和穩定性均達到(dào)相(xiàng)關技(jì)術(shù)要求。

科梁根據SVG入網檢測的相(xiàng)關行業(yè)标準，利用公司自(zì)研的QuiKLab自(zì)動化測試軟件(jiàn)成功開(kāi)發了自(zì)動入網測試流程，可實現從(cóng)仿真分析到(dào)測試報(bào)告生(shēng)成的全自(zì)動化運行；并利用LabView軟件(jiàn)開(kāi)發了符合電(diàn)力系統規範和使用習慣的人機(jī)操控界面，操作便捷，是SVG入網檢測的解決方案。

科梁曾參與多(duō)項國(guó)内SVG測試的項目，并在電(diàn)力、航空、航天和汽車等領域積累了深厚的嵌入式系統測試工(gōng)程服務經驗。未來，随著(zhe)更多(duō)的新能(néng)源并網，入網檢測成為(wèi)必然的趨勢和不可忽視的環節，SVG與很多(duō)并網型的逆變器(qì)在控制方法上(shàng)有很大的相(xiàng)似性。