一种柔直换流阀子模块的工况测试方法及装置与流程

本发明涉及仿真测试领域，尤其涉及一种柔直换流阀子模块的工况测试方法及装置。

背景技术：

1、在柔性直流输电系统中变流器作为对能量形式进行变换，对功率进行控制的关键设备，其稳定可靠运行对整个柔性直流输电系统的可靠运行具有重要意义。在运用与柔性直流输电系统的变流器中，级联型变流器凭借模块化、易扩展、谐波含量低等优点在柔性直流输电系统中广泛应用。为了保证柔直换流阀的可靠性，有必要在投运前，对柔直换流阀的关键部件——子模块进行全面的测试。现有技术往往通过构建柔直换流阀子模块的仿真模型，进行测试。但目前针对柔直换流阀子模块的工况模拟测试技术，大多关注针对柔直换流阀的恒定环境参数下的稳态工况测试，未考虑在实际过程中光伏发电对柔直换流阀系统产生的影响，导致现有柔直换流阀子模块的工况模拟测试存在不准确的问题。

2、因此，亟需一种工况测试策略，从而解决现有柔直换流阀子模块的工况模拟测试准确率低的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种柔直换流阀子模块的工况测试方法及装置，以提高柔直换流阀子模块的工况模拟测试的准确率。

2、为了解决上述问题，本发明一实施例提供一种柔直换流阀子模块的工况测试方法，包括：

3、获取由光伏发电系统仿真模型输出的光伏电流信号；

4、将所述光伏电流信号传输给直流母线电容仿真模型，以使所述直流母线电容仿真模型根据所述光伏电流信号和柔直换流阀系统仿真模型反馈的测试电流基值生成直流母线电信号；

5、将所述直流母线电信号传输给所述柔直换流阀系统仿真模型，以使所述柔直换流阀系统仿真模型根据所述直流母线电信号生成测试电流基值和直流电容电压基值；

6、将所述测试电流基值传输给电流控制器，以使所述电流控制器根据所述测试电流基值生成电流控制脉冲和测试电流采样值；其中，所述电流控制器根据所述测试电流采样值和所述测试电流基值生成所述电流控制脉冲；

7、将所述直流电容电压基值传输给电压控制器，以使所述电压控制器根据所述直流电容电压基值生成电压控制脉冲和直流电容电压采样值；其中，所述电压控制器根据所述直流电容电压采样值和所述直流电容电压基值生成所述电压控制脉冲；

8、将所述电流控制脉冲、所述测试电流采样值、所述电压控制脉冲和所述直流电容电压采样值输入至测试主电路，以使所述测试主电路根据所述电流控制脉冲、所述测试电流采样值、所述电压控制脉冲和所述直流电容电压采样值进行测试；

9、接收由所述测试主电路生成的测试结果。

10、作为上述方案的改进，所述直流母线电信号，包括：直流母线电流信号和直流母线电压信号。

11、作为上述方案的改进，所述测试主电路，包括：被测子模块、电流发生器和滤波电感；所述测试主电路根据所述电流控制脉冲、所述测试电流采样值、所述电压控制脉冲和所述直流电容电压采样值生成测试结果，包括：

12、所述测试主电路的所述电流发生器根据所述电流控制脉冲和所述测试电流采样值，生成交流电流；

13、所述测试主电路的所述滤波电感根据所述交流电流进行谐波降低，生成测试电流；

14、所述被测子模块根据所述测试电流、所述电压控制脉冲和所述直流电容电压采样值，进行测试。

15、作为上述方案的改进，所述光伏发电系统仿真模型，包括：光伏电池阵列模块、boost升压模块和升压变压器；所述光伏发电系统仿真模型输出的光伏电流信号，包括：

16、所述光伏发电系统仿真模型根据boost升压模块的参数、升压变压器的参数和所述直流母线电容仿真模型反馈的直流母线电压信号，代入预设的初始电压计算公式，计算光伏电池阵列模块输出的初始电压；其中，所述初始电流计算公式，具体为：

17、vpv＝(1-d)*vbus/nt/ns

18、式中，ipv为初始电流，d为boost升压模块的占空比参数，vbus为直流母线电压信号的电压值，nt为升压变压器的匝数比参数，ns为一个升压子系统中boost升压模块的数量，vpv为光伏电池阵列模块输出的初始电压；

19、所述光伏发电系统仿真模型根据用户输入的环境数据和初始电压，计算获得初始电流；其中，所述环境数据包括：温度和光照强度；

20、所述光伏发电系统仿真模型根据所述初始电流，生成光伏电流信号。

21、作为上述方案的改进，所述光伏发电系统仿真模型根据所述初始电流，生成光伏电流信号，包括：

22、所述光伏发电系统仿真模型将所述初始电流、boost升压模块的参数和升压变压器的参数，代入预设的光伏电流计算公式，获得光伏电流值；其中，所述光伏电流计算公式，具体为：

23、idc_pv＝(1-d)*npv/nt*ipv

24、式中，idc_pv为光伏电流值，npv为升压子系统的数量；

25、所述光伏发电系统仿真模型根据所述光伏电流值生成光伏发电信号。

26、相应的，本发明一实施例还提供了一种柔直换流阀子模块的工况测试装置，包括：数据获取模块、直流母线电容仿真模块、柔直换流阀系统仿真模块、电流控制器模块、电压控制器模块、测试模块和结果生成模块；

27、所述数据获取模块，用于获取由光伏发电系统仿真模型输出的光伏电流信号；

28、所述直流母线电容仿真模块，用于将所述光伏电流信号传输给直流母线电容仿真模型，以使所述直流母线电容仿真模型根据所述光伏电流信号和柔直换流阀系统仿真模型反馈的测试电流基值生成直流母线电信号；

29、所述柔直换流阀系统仿真模块，用于将所述直流母线电信号传输给所述柔直换流阀系统仿真模型，以使所述柔直换流阀系统仿真模型根据所述直流母线电信号生成测试电流基值和直流电容电压基值；

30、所述电流控制器模块，用于将所述测试电流基值传输给电流控制器，以使所述电流控制器根据所述测试电流基值生成电流控制脉冲和测试电流采样值；其中，所述电流控制器根据所述测试电流采样值和所述测试电流基值生成所述电流控制脉冲；

31、所述电压控制器模块，用于将所述直流电容电压基值传输给电压控制器，以使所述电压控制器根据所述直流电容电压基值生成电压控制脉冲和直流电容电压采样值；其中，所述电压控制器根据所述直流电容电压采样值和所述直流电容电压基值生成所述电压控制脉冲；

32、所述测试模块，用于将所述电流控制脉冲、所述测试电流采样值、所述电压控制脉冲和所述直流电容电压采样值输入至测试主电路，以使所述测试主电路根据所述电流控制脉冲、所述测试电流采样值、所述电压控制脉冲和所述直流电容电压采样值进行测试；

33、所述结果生成模块，用于接收由所述测试主电路生成的测试结果。

34、作为上述方案的改进，所述直流母线电信号，包括：直流母线电流信号和直流母线电压信号。

35、作为上述方案的改进，所述测试主电路，包括：被测子模块、电流发生器和滤波电感；所述测试主电路根据所述电流控制脉冲、所述测试电流采样值、所述电压控制脉冲和所述直流电容电压采样值生成测试结果，包括：

36、所述测试主电路的所述电流发生器根据所述电流控制脉冲和所述测试电流采样值，生成交流电流；

37、所述测试主电路的所述滤波电感根据所述交流电流进行谐波降低，生成测试电流；

38、所述被测子模块根据所述测试电流、所述电压控制脉冲和所述直流电容电压采样值，进行测试。

39、作为上述方案的改进，所述光伏发电系统仿真模型，包括：光伏电池阵列模块、boost升压模块和升压变压器；所述光伏发电系统仿真模型输出的光伏电流信号，包括：

40、所述光伏发电系统仿真模型根据boost升压模块的参数、升压变压器的参数和所述直流母线电容仿真模型反馈的直流母线电压信号，代入预设的初始电压计算公式，计算光伏电池阵列模块输出的初始电压；其中，所述初始电流计算公式，具体为：

41、vpv＝(1-d)*vbus/nt/ns

42、式中，ipv为初始电流，d为boost升压模块的占空比参数，vbus为直流母线电压信号的电压值，nt为升压变压器的匝数比参数，ns为一个升压子系统中boost升压模块的数量，vpv为光伏电池阵列模块输出的初始电压；

43、所述光伏发电系统仿真模型根据用户输入的环境数据和初始电压，计算获得初始电流；其中，所述环境数据包括：温度和光照强度；

44、所述光伏发电系统仿真模型根据所述初始电流，生成光伏电流信号。

45、作为上述方案的改进，所述光伏发电系统仿真模型根据所述初始电流，生成光伏电流信号，包括：

46、所述光伏发电系统仿真模型将所述初始电流、boost升压模块的参数和升压变压器的参数，代入预设的光伏电流计算公式，获得光伏电流值；其中，所述光伏电流计算公式，具体为：

47、idc_pv＝(1-d)*npv/nt*ipv

48、式中，idc_pv为光伏电流值，npv为升压子系统的数量；

49、所述光伏发电系统仿真模型根据所述光伏电流值生成光伏发电信号。

50、由上可见，本发明具有如下有益效果：

51、本发明提供了一种柔直换流阀子模块的工况测试方法，获取由光伏发电系统仿真模型输出的光伏电流信号；将所述光伏电流信号传输给直流母线电容仿真模型，生成直流母线电信号；将所述直流母线电信号传输给所述柔直换流阀系统仿真模型，生成测试电流基值和直流电容电压基值；将所述测试电流基值传输给电流控制器，生成电流控制脉冲和测试电流采样值；将所述直流电容电压基值传输给电压控制器，生成电压控制脉冲和直流电容电压采样值；将所述电流控制脉冲、所述测试电流采样值、所述电压控制脉冲和所述直流电容电压采样值输入至测试主电路，进行测试；接收由所述测试主电路生成的测试结果。本发明通过模拟光伏发电系统的输出工况，使得柔直换流阀子模块在测试时能够考虑到光伏发电系统发电对柔直换流阀子模块的影响，提高了柔直换流阀子模块的工况模拟测试的准确率。

52、进一步地，本发明在仿真发光伏发电系统时，考虑了光照和温度对光伏发电系统的影响，能够真实模拟光伏发电系统的输电工况，从而进一步提高柔直换流阀子模块的工况模拟测试的准确率。