一种混合直流的闭环试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及直流输电技术及其闭环试验装置，特别涉及一种送端为常规直流，受端为柔性直流的混合直流闭环试验装置。
【背景技术】
[0002]在常规直流输电工程中，广泛采用基于晶闸管的电网换相换流器(Line-Communicated Converter, LCC)，其特别适用于大容量高电压远距离的输电场合，但对于受端弱系统存在换相失败的问题。近几年随着风力发电等新能源的发展，柔性直流输电技术得到国内外越来越多专家学者的关注和工程应用。柔性直流采用基于IGBT等全控器件的模块化多电平换流器(Voltage Source Converter, VSC)，与常规直流相比控制更灵活，特别是不存在换相问题，适用于新能源接入电网以及向无源网络供电等场合。
[0003]综合常规直流和柔性直流的优缺点，采用送端为常规直流受端为柔性直流的混合直流，可用于克服常规直流对受端弱系统存在换相失败的问题。但在实时仿真中，常规直流采用50us大步长仿真，而柔性直流采用2.5us小步长仿真，建立不同仿真步长串联协调运行的仿真系统，是亟需解决的问题。本实用新型提供一种送端为常规直流受端为柔性直流的混合直流实时仿真系统及其闭环试验装置，为研究受端为柔性直流的混合直流系统的控制保护特性，提供了有效的闭环测试平台。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种受端为柔性直流的混合直流实时仿真系统及其闭环试验装置，用于解决常规直流和柔性直流不同仿真步长串联协调仿真问题，并且所建立的闭环试验系统可用于混合直流系统的控制保护特性研究及其装置闭环测试，为研究受端为柔性直流的混合直流系统的控制保护特性提供有效试验平台。
[0005]上述目的通过如下技术手段实现:
[0006]9.本实用新型提供一种受端为柔性直流的混合直流的闭环试验装置，包括有实时数字仿真器、实时仿真工作站、MMC仿真装置、MMC阀控装置、MMC单元控保装置、10板卡、光电转换装置、LCC阀控装置、LCC单元控保装置以及混合直流系统协调控制装置；
[0007]所述实时数字仿真器与实时仿真工作站通过网线连接；
[0008]所述实时数字仿真器与所述10板卡通过光纤连接；
[0009]所述实时数字仿真器、MMC仿真装置、MMC阀控装置通过光纤顺序
[0010]连接；
[0011 ] 所述MMC阀控装置、MMC单元控保装置、混合直流系统协调控制装
[0012]置通过光纤/电缆顺序连接；
[0013]所述10板卡与光电转换装置通过电缆连接；
[0014]所述光电转换装置与所述LCC阀控装置通过光纤连接；
[0015]所述LCC阀控装置、LCC单元控保装置以及混合直流系统协调控制装
[0016]置通过光纤/线缆顺序连接；
[0017]所述1板卡分别与所述LCC单元控保装置、MMC单元控保装置、混合直流系统协调控制装置通过电缆连接。
[0018]所述实时仿真工作站与实时数字仿真器的PB5处理板卡通过网线连接，用于计算混合直流系统的电气网络；所述的实时数字仿真器的PB5板卡分别模拟柔性直流的2.5us小步长仿真，以及常规直流电路的50us大步长仿真。所述两块PB5板卡是通过实时数字仿真器的背板通讯，并用光纤连接。
[0019]所述实时数字仿真器中的PB5板卡通过光纤与1板卡相连，用于实现模拟量和数字量信号的输入输出；PB5板卡通过光纤与模块化多电平换流器MMC仿真装置连接，用于MMC模型仿真；MMC仿真装置通过光纤与MMC阀控装置连接，用于实现MMC的子模块投切控制；MMC阀控装置通过光纤和电缆与MMC单元控保装置连接，用于实现柔性直流的控制目标;MMC单元控保装置通过电缆与1板卡连接，用于模拟量和数字量信号交互。
[0020]所述1板卡通过电缆与光电转换装置连接，光电转换装置将1板卡输出的电信号转成光信号，再通过光纤与常规直流的LCC阀控装置连接，用于实现12脉动换流器的触发控制；LCC阀控装置通过光纤和电缆与LCC单元控保装置连接，用于实现常规直流的控制目标；LCC单元控保装置通过电缆与1板卡连接，用于模拟量和数字量信号交互。
[0021 ] 所述MMC单元控保装置与LCC单元控保装置通过光纤和电缆与混合直流系统协调控制装置连接，用于实现送端常规直流与受端柔性直流的混合直流系统的协调控制。
[0022]本实用新型的闭环试验装置实施于一种受端为柔性直流的混合直流实时仿真系统，包括有交流系统、交流滤波器、交流母线、交流断路器、常规直流、柔性直流以及大步长接口线路和小步长接口线路；
[0023]所述交流滤波器并联于常规直流侧的交流母线，所述常规直流和柔性直流的直流侧分别通过50us大步长接口线路和2.5us小步长接口线路互联，交流侧通过交流断路器连接于所述的交流母线上；
[0024]所述常规直流包含有三相三绕组换流变压器、基于晶闸管的12脉动换流器LCC以及直流电抗器；
[0025]所述三相三绕组换流变压器通过交流断路器与交流母线连接；所述12脉动换流器的直流侧通过直流电抗器与大步长接口线路连接；所述12脉动换流器的交流侧通过两个6脉动换流单元分别与三相三绕组变压器二次侧的Y绕组和D绕组连接；
[0026]所述6脉动换流单元由三个晶闸管组并联构成，每个晶闸管组由串联的两个晶闸管构成，且两个6脉动换流电路的连接点并联有接地刀闸；
[0027]所述柔性直流包含有模块化多电平换流器MMC、三相双绕组联接变压器、交流断路器、旁路开关以及启动电阻；
[0028]所述三相双绕组联接变压器的一次侧连接于所述交流断路器，二次侧连接于所述启动电阻；所述旁路开关并联于启动电阻，所述启动电阻的另一端连接于模块化多电平换流器MMC的交流侧；所述模块化多电平换流器MMC的直流侧通过小步长接口线路与大步长接口线路互联；
[0029]所述模块化多电平换流器MMC由三相六个桥臂构成，每个桥臂由一个桥臂电抗器和多个子模块组成；
[0030]所述子模块分别包括上下两个IGBT管、两个与IGBT管反并联的二极管以及一个电容器构成；所述上面IGBT管的集电极与下面IGBT管的发射极连接，所述电容器一端与上面IGBT管的发射极连接，所述电容器另一端与下面IGBT管的集电极连接。
[0031]本实用新型提供了一种受端为柔性直流的混合直流闭环试验装置，可解决送端为常规直流且受端为柔性直流的混合直流系统，在实时仿真建模中不同仿真步长的协调问题，并且所建立的闭环试验系统可用于混合直流系统的控制保护特性研究及其装置闭环测试，装置间接线简单，方便实用。
【附图说明】
[0032]利用附图对本实用新型作进一步的说明；
[0033]图1是本实用新型中一种受端为柔性直流的混合直流系统的控制保护闭环试验装置的示意图；
[0034]图2是本实用新型中一种受端为柔性直流的混合直流实时仿真系统结构图；
[0035]图3是常规直流12脉动换流器的拓扑结构图；
[0036]图4是柔性直流MMC换流器的拓扑结构图；
[0037]图5是MMC换流器中子模块的拓扑结构图。
[0038]在图1至图5中，包括:
[0039]实时数字仿真器(I)、实时仿真工作站(2)、PB5处理板卡(3)、MMC仿真装置(4)、MMC阀控装置(5)、MMC单元控保装置(6)、1板卡(7)、光电转换装置⑶、LCC阀控装置
(9)、LCC单元控保装置(10)、混合直流系统协调控制装置(11);
[0040]交流系统(12)、交流滤波器(13)、交流母线(14)、交流主断路器(15)、
[0041]常规直流单元(16)、三相三绕组换流变压器(161)、12脉动换流单元(162)、电抗器(163)、大步长接口线路(17)、小步长接口线路(18);
[0042]柔性直流单元(19)、模块化多电平换流器MMC(191)、旁路开关(192)、启动电阻(193)、三相双绕组联接变压器(194);
[0043]6脉动换流器(20)、晶闸管(21)、接地刀闸(22);
[0044]模块化多电平换流器桥臂(23)、桥臂电抗器(24)、子模块(25);
[0045]IGBT 管(26)、反并二极管(27)、电容器(28)。
【具体实施方式】
[0046]结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
[0047]实施例
[0048]—种受端为柔性直流的混合直流的闭环试验装置，系统结构如图1所示，包括有实时数字仿真器(I)、实时仿真工作站(2)、PB5处理板卡(3)、MMC仿真装置(4)、MMC阀控装置(5) ,MMC单元控保装置(6)、10板卡(7)、光电转换装置⑶、LCC阀控装置(9)、LCC单元控保装置(10)、混合直流系统协调控制装置(11)。
[0049]实时仿真工作站(2)与实时数字仿真器(I)的PB5处理板卡(3)通过网线连接，用于计算混合直流系统的电气网络；采用所述的实时数字仿真器(I)的PB5板卡(3)分别模拟柔性直流的2.5us小步长仿真，以及常规直流及其他电路的50us大步长仿真。所述两块