一种仿真测试系统的制作方法

本实用新型涉及仿真测试领域，尤其涉及一种仿真测试系统。

背景技术：

目前，因为柔性直流输电技术能实现有功功率和无功功率的独立控制，并且不需要电网换相电压支撑，能向无源系统供电。其采用全控型器件，瞬间电压跌落等暂态过程不会出现换相失败，在潮流反转时，直流电流方向反转而电流电压极性不变，且换流器之间无需通信，有利于构成既能方便地控制潮流又有较高可靠性的并联多端直流输电系统，所以柔性直流输电是构建智能电网的重要装备，与传统方式相比，柔性直流输电在孤岛供电、城市配电网的增容改造、交流系统互联、大规模风电场并网等方面具有较强的技术优势，是改变大电网发展格局的战略选择。由于电力电网的特殊性，一旦出现故障就会造成很大损失，所以对于柔性直流输电装置需要配置相应的控制保护装置来及时对柔性直流输电装置可能出现的故障做及时的控制修复避免因为柔性直流输电装置故障而造成巨大损失。而对于柔性直流控制保护装置，其功能试验和动态性能测试(Functional Performance Test/Dynamic Performance Test，简称FPT/DPT)，是衔接控制保护装置的设计、制造、控保策略厂内验证与工程现场调试以及运行的重要环节，也是检验和保障控制保护系统功能完备、稳定可靠的重要手段。

进一步的，因为电力电网的特殊性，新研发或者新出厂的柔性直流控制保护装置不能直接和工作中的柔性直流输电装置进行连接检测其是否合格，所以现有FPT/DPT测试一般基于实时仿真系统进行。如图1所示，实时仿真器1用于模拟柔性直流传输设备的工作状态，并通过高速串行协议(Aurora通信)和I/O接口将工作状态信息传输给柔性直流控制保护装置2，从而实现对柔性直流控制保护装置2的闭环仿真测试。现有测试系统中，由于实时仿真器的Aurora通信接口的限制，必须对柔性直流控制保护装置2中的换流阀控制保护设备进行简化，而且对于实际的柔性直流传输设备中的功率模块产生的一些运行信息不能完全模拟发送，从而造成被测试的柔性直流控制保护装置与工程实际使用的装置并不一致。而根据实际数据统计，在进入现场调试阶段后，有约70％的设计缺陷是由未经FPT/DPT测试充分测试的换流阀控制保护设备的性能以及对功率模块的控制保护性能引起的。所以，现有的FPT/DPT测试还存在不足之处。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种仿真测试系统，能够完整的测试柔性直流控制保护装置的性能，提高测试效果。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种仿真测试系统，包括：实时仿真器、功率模块特性模拟装置、柔性直流控制保护装置；实时仿真器通过Aurora通讯方式连接功率特性模拟装置；功率模块特性模拟装置通过光纤通信方式连接柔性直流控制保护装置；实时仿真器用于模拟交/直流电网和柔性直流输电装置的工作状态，功率模块特性模拟装置用于模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性。本实用新型应用与柔性直流控制保护装置的测试。

可选的，该系统还包括人机交互装置；人机交互装置连接实时仿真器，用于根据用于操作生成仿真参数并发送给实时仿真器；人机交互装置还用于显示柔性直流控制保护装置的工作状态。

可选的，所述光纤通信方式因为要保持传输数据之间不会互相影响，所以光纤包括输入光纤和输出光纤。

可选的，实时仿真器与柔性直流控制保护装置通过输入/输出接口连接。

示例性的，柔性直流控制保护装置包括：工程用换流阀控制保护设备、工程用换流器控制保护设备、工程用换流站控制保护设备和集控设备；工程用换流阀控制保护设备连接工程用换流器控制保护设备，工程用换流器控制保护设备连接工程用换流站控制保护设备，工程用换流站控制保护设备连接集控设备；实时仿真器连接工程用换流器控制保护设备；实时仿真器连接工程用换流站控制保护设备。

可选的，功率模块模拟装置模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性至少包括：电容电压离散特性、电容过压与欠压、光纤通信故障、误动与拒动、板卡故障、电源故障。

本实用新型实施例提供的仿真测试系统，因为该系统包括：实时仿真器、功率模块特性模拟装置、柔性直流控制保护装置；实时仿真器通过Aurora通讯方式连接功率特性模拟装置；功率模块特性模拟装置通过光纤通信方式连接柔性直流控制保护装置；实时仿真器用于模拟交/直流电网和柔性直流输电装置的工作状态，功率模块特性模拟装置用于模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性。本实用新型应用与柔性直流控制保护装置的测试。所以在对柔性直流控制保护装置进行测试时，首先通过实时仿真器模拟柔性直流输电装置的工作状态，并将相关参数发送给功率模块特性模拟装置，功率模块特性模拟装置根据模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性，后将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数发送给柔性直流控制保护装置，柔性直流控制保护装置在接收到这些参数以后产生相应的控制参数并发送给功率模块特性模拟装置，功率模块特性模拟装置根据控制参数模拟柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性，并将控制参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数发送给实时仿真器；实时仿真器根据控制参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数模拟柔性直流输电装置更新后的工作状态并生成对应的相关参数。因为在本实用新型实施例提供的方案中，实时仿真器模拟产生的柔性直流输电装置工作状态的工作参数是经过功率模块后通过光纤通信的方式传输给了柔性直流控制保护装置，因为光纤通信的方式可以将所有数据完整传输给柔性直流控制保护装置，使得柔性直流控制保护装置可以根据完整参数输入准确的控制参数，从而达到对柔性直流控制保护装置性能的完成测试，避免了现有技术中因为实时仿真器的Aurora通讯接口的限制而导致传输的数据不完成从而使得柔性直流控制保护装置需要简化后才能测试的缺陷；进一步的，因为本实用新型实施例提供的方案中存在功率模块特性模拟装置，可以完整的模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性，弥补了现有技术中实时仿真器不能完整模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的缺陷，从而可以测试柔性直流控制保护装置对于柔性直流输电装置中功率模块的控制保护能力，所以本实用新型实施例提供的方案可以完整的测试柔性直流控制保护装置的功能，提高了测试的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种仿真测试系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种仿真测试系统结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种柔性直流控制保护装置的测试方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了便于清楚描述本实用新型实施例的技术方案，在本实用新型的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。

需要说明的是，本实用新型实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本实用新型实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。还需要说明的是，本实用新型实施例中，“的(英文：of)”，“相应的(英文：corresponding，relevant)”和“对应的(英文：corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。

现有技术中对于柔性直流控制保护装置的测试因为用于模拟柔性直流输电装置的实时仿真器的Aurora通讯接口数量以及传输数据方面存在一定不足，不能完整将模拟柔性直流输电装置工作状态的参数传输给柔性直流控制保护装置，所以使得柔性直流控制保护装置进行部分简化后才能进行测试，但这样导致检测的结果不够精确，容易造成不合格的柔性直流控制保护装置出厂工作，可能会使应用柔性直流输电技术的电力电网产生重大损失。

为了解决上述技术问题，参照图2所示，本实用新型实施例提供一种仿真测试系统，该系统包括：实时仿真器1、功率模块特性模拟装置3、柔性直流控制保护装置2；

实时仿真器1通过Aurora通讯方式连接功率模块特性模拟装置3；功率模块特性模拟装置3通过光纤通信方式连接柔性直流控制保护装置2；

实时仿真器1用于根据仿真参数模拟交/直流电网和柔性直流输电装置的工作状态，并将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数发送给功率模块特性模拟装置3；

功率模块特性模拟装置3用于根据接收到的模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性，并将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数发送给柔性直流控制保护装置2；

柔性直流控制保护装置2用于根据接收到的模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数生成第一控制参数，并将第一控制参数发送给功率模块特性模拟装置3；

功率模块特性模拟装置3还用于根据接收到的第一控制参数模拟柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性，并将第一控制参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数发送给实时仿真器1；

实时仿真器1还用于根据第一控制参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数模拟柔性直流输电装置更新后的工作状态并生成对应的相关参数。

上述实施例提供的仿真测试系统，因为该系统包括：实时仿真器、功率模块特性模拟装置、柔性直流控制保护装置；实时仿真器通过Aurora通讯方式连接功率特性模拟装置；功率模块特性模拟装置通过光纤通信方式连接柔性直流控制保护装置；实时仿真器用于模拟交/直流电网和柔性直流输电装置的工作状态，功率模块特性模拟装置用于模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性。本实用新型应用与柔性直流控制保护装置的测试。所以在对柔性直流控制保护装置进行测试时，首先通过实时仿真器模拟柔性直流输电装置的工作状态，并将相关参数发送给功率模块特性模拟装置，功率模块特性模拟装置根据模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性，后将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数发送给柔性直流控制保护装置，柔性直流控制保护装置在接收到这些参数以后产生相应的控制参数并发送给功率模块特性模拟装置，功率模块特性模拟装置根据控制参数模拟柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性，并将控制参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数发送给实时仿真器；实时仿真器根据控制参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数模拟柔性直流输电装置更新后的工作状态并生成对应的相关参数。因为在本实用新型实施例提供的方案中，实时仿真器模拟产生的柔性直流输电装置工作状态的工作参数是经过功率模块后通过光纤通信的方式传输给了柔性直流控制保护装置，因为光纤通信的方式可以将所有数据完整传输给柔性直流控制保护装置，使得柔性直流控制保护装置可以根据完整参数输入准确的控制参数，从而达到对柔性直流控制保护装置性能的完成测试，避免了现有技术中因为实时仿真器的Aurora通讯接口的限制而导致传输的数据不完成从而使得柔性直流控制保护装置需要简化后才能测试的缺陷；进一步的，因为本实用新型实施例提供的方案中存在功率模块特性模拟装置，可以完整的模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性，弥补了现有技术中实时仿真器不能完整模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的缺陷，从而可以测试柔性直流控制保护装置对于柔性直流输电装置中功率模块的控制保护能力，所以本实用新型实施例提供的方案可以完整的测试柔性直流控制保护装置的功能，提高了测试的效果。

可选的，参照图2所示，因为需要测试人员来设置仿真参数和测评测试结果，所以该系统还包括人机交互装置0；人机交互装置0连接实时仿真器1，用于根据用户的操作生成仿真参数，并将仿真参数发送给实时仿真器1；人机交互装置0还用于显示模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数和模拟的柔性直流输电装置更新后的工作状态的相关参数；测试人员通过将最后的相关参数和最初设定的仿真参数作对比便可以得出测试的柔性直流控制保护装置是否合格。

可选的，为了保证功率模块特性模拟装置和所述柔性直流控制保护装置之间发送或接受的数据不互相影响，所以光纤通信方式中的光纤包括输入光纤和输出光纤。

可选的，参照图2所示，因为要保证实时仿真器模拟产生的数据中的重要参数以及和柔性直流输电装置中功率模块有关的参数不受影响的传输，所以其余的次要参数需要通过其他方式传输，因此实时仿真器1与柔性直流控制保护装置2还通过输入/输出(I/O)接口连接；实时仿真器1用于将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数中的低速模拟量或数字量直接发送给柔性直流控制保护装置2；柔性直流控制保护装置2用于根据低速模拟量或数字量生成第二控制参数发送给实时仿真器1；实时仿真器1根据第二控制参数模拟柔性直流输电装置依照第二控制参数更新后的工作状态并生成对应的相关参数。其中，低速模拟量或数字量代表实时仿真器模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数中次要的参数以及和柔性直流输电装置中功率模块无关的参数。例如：柔性直流输电装置中断路器的开关信号等。

示例性的，参照图2所示，柔性直流控制保护装置2包括：工程用换流阀控制保护设备21、工程用换流器控制保护设备22、工程用换流站控制保护设备23和集控设备24；工程用换流阀控制保护设备21连接工程用换流器控制保护设备22，工程用换流器控制保护设备22连接工程用换流站控制保护设备23，工程用换流站控制保护设备23连接集控设备24；因为实时仿真器1模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数中的低速模拟量或数字量为次要的参数，所以这些参数是通过实时仿真器1连接工程用换流器控制保护设备22以及工程用换流站控制保护设备23发送给柔性直流控制保护装置2的。

可选的，因为需要检测柔性直流控制保护装置对柔性直流输电装置的控制保护功能，需要模拟柔性直流输电装置中各个模块出现各类故障的情况，所以功率模块特性模拟装置模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性至少包括：电容电压离散特性、电容过压与欠压、光纤通信故障、误动与拒动、板卡故障、电源故障。

本实用新型实施例还提供一种基于上述实施例提供的仿真测试系统的测试方法，参照图3所示，该方法包括：

301、实时仿真器接收人机交互装置发送的仿真参数；人机交互装置根据用户操作生成仿真参数。

302、实时仿真器根据仿真参数模拟交/直流电网柔性直流输电装置的工作状态；并将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数发送给功率模块特性模拟装置。

303、功率模块特性模拟装置根据实时仿真器发送的模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性；并将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数发送给柔性直流控制保护装置。

可选的，功率模块特性模拟装置模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性至少包括：电容电压离散特性、电容过压与欠压、光纤通信故障、误动与拒动、板卡故障、电源故障。

304、柔性直流控制保护装置根据功率模块特性模拟装置发送的模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数生成第一控制参数；并将第一控制参数发送给功率模块特性模拟装置。

305、功率模块特性模拟装置根据柔性直流控制保护装置发送的第一控制参数模拟柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性；并将第一控制参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数发送给实时仿真器。

306、实时仿真器根据功率模块特性模拟装置发送的第一控制参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数模拟柔性直流输电装置更新后的工作状态并生成对应的相关参数。

307、实时仿真器将模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数和模拟的柔性直流输电装置更新后的工作状态的相关参数发送给人机交互装置；人机交互装置接收实时仿真器发送的模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数和模拟的柔性直流输电装置更新后的工作状态的相关参数并显示。

可选的，该测试方法还包括：实时仿真器将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数中的低速模拟量或数字量发送给柔性直流控制保护装置；柔性直流控制保护装置根据实时仿真器发送的模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数中的低速模拟量或数字量生成第二控制参数；并将第二控制参数发送给实时仿真器；实时仿真器根据柔性直流控制保护装置发送的第二控制参数模拟柔性直流输电装置被依照第二控制参数更新后的工作状态并生成对应的相关参数。

本实用新型实施例提供的测试方法，因为该方法是基于本实用新型实施例提供的仿真测试系统的，而该系统包括：实时仿真器、功率模块特性模拟装置、柔性直流控制保护装置；实时仿真器通过Aurora通讯方式连接功率模块特性模拟装置；功率模块特性模拟装置通过光纤通信方式连接柔性直流控制保护装置；实时仿真器用于模拟交/直流电网和柔性直流输电装置的工作状态，功率模块特性模拟装置用于模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性。在对柔性直流控制保护装置测试时，首先实时仿真器根据仿真参数模拟交/直流电网和柔性直流输电装置的工作状态，并将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数发送给功率模块特性模拟装置；其次功率模块特性模拟装置根据接收到的模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性，并将模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数发送给柔性直流控制保护装置；然后柔性直流控制保护装置根据接收到的模拟的柔性直流输电装置的工作状态的相关参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的相关参数生成第一控制参数，并将第一控制参数发送给功率模块特性模拟装置；而后功率模块特性模拟装置还根据接收到的第一控制参数模拟柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性，并将第一控制参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数发送给实时仿真器；最后实时仿真器根据第一控制参数和模拟的柔性直流输电装置中功率模块更新后的工作特性的相关参数模拟柔性直流输电装置更新后的工作状态并生成对应的相关参数。因为在本实用新型实施例提供的方案中，实时仿真器模拟产生的柔性直流输电装置工作状态的工作参数在经过功率模块后通过光纤通信的方式传输给了柔性直流控制保护装置，因为光纤通信的方式可以将所有数据完整传输给柔性直流控制保护装置，使得柔性直流控制保护装置可以根据完整参数输入准确的控制参数，从而达到对柔性直流控制保护装置性能的完成测试，避免了现有技术中因为实时仿真器的Aurora通讯接口的限制而导致传输的数据不完成从而使得柔性直流控制保护装置需要简化后才能测试的缺陷；进一步的，因为本实用新型实施例提供的方案中存在功率模块特性模拟装置，可以完整的模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性，弥补了现有技术中实时仿真器不能完整模拟柔性直流输电装置中功率模块的工作特性的缺陷，从而可以测试柔性直流控制保护装置对于柔性直流输电装置中功率模块的控制保护能力，所以本实用新型实施例提供的方案可以完整的测试柔性直流控制保护装置的功能，提高了测试的效果。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。