一种静止变频系统rtds仿真系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种静止变频系统RTDS仿真系统，该系统包括实时数字仿真器RTDS、信号接口设备及静止变频控制保护设备，实时数字仿真器RTDS与信号接口设备通过光纤进行连接，信号接口设备与静止变频控制保护设备电缆进行连接。使用静止变频系统RTDS仿真系统，可进行静止变频系统容量、主回路拓扑、机组启动时间等设计的校核、静止变频系统控制保护设备功能测试、控制参数实验，以及在系统拓扑发生改变或者一次系统参数变化时，在修改仿真模型后即可进行实验。
【专利说明】一种静止变频系统RTDS仿真系统
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力电子技术和电力控制系统实时仿真领域，特别涉及一种静止变频 系统RTDS仿真系统。
【背景技术】
[0002] 静止变频系统，如图1所示的一次回路图，三相全控整流桥和直流电抗器组成直 流电流源，通过控制逆变桥将直流电流变成频率逐渐升高的交流电流输入到同步电机定 子，使电机由静止升速到需要转速。静止变频系统被广泛用于抽水蓄能电站可逆式机组转 抽水工况前的启动。在工程实施时，静止变频系统有容量设计、主回路拓扑选择、机组启动 时间校核、控制保护设备控制功能测试、控制参数整定、系统故障模拟、保护功能校验及保 护定值整定等一系列工作要做。对于容量设计、主回路拓扑选择、机组启动时间可以通过 直接计算的方式进行，但仍需对计算结果进行校核；目前还没有一种能够在现场试验前就 可以进行静止变频系统控制保护设备功能验证、控制参数整定、保护功能校验及保护定值 整定的方法；对于静止变频系统故障，出于设备安全考虑，不可能在现场设备上进行实际模 拟，目前还没有一种能够模拟系统故障的方法。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的，在于提供一种静止变频系统RTDS仿真系统，其可对静止变频系统 容量设计、主回路拓扑选择、机组启动时间等进行校核；可对静止变频系统控制器功能、应 对设备异常的保护配置及功能进行闭环测试，获得可直接用于实际工程的控制器控制参 数；在系统拓扑发生改变或者一次系统参数变化时，在修改仿真模型后即可进行实验。
[0004] 为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
[0005] -种静止变频系统RTDS仿真系统，包括实时数字仿真器RTDS、信号接口设备及静 止变频控制保护设备，接口设备具有信号功率放大部分及数模信号互相转换部分，两部分 通过电缆连接；其中，实时数字仿真器RTDS与信号接口设备通过光纤进行连接，信号接口 设备与静止变频控制保护设备电缆进行连接，构成静止变频系统RTDS仿真系统。
[0006] 上述接口设备的信号功率放大部分与数模信号互相转换部分通过电缆连接，传输 内容包括静止变频器一次回路的交流电压、交流电流信号。
[0007] 上述实时数字仿真器RTDS与信号接口设备中的数模信号互相转换部分通过数字 化光纤通信进行连接，通信带宽速度为100M ;采用100M以太网协议；光纤通道包括一收一 发两根光纤。传输内容包括数字仿真器RTDS通过接口设备与控制保护设备之间构成闭环 试验平台所必需的所有模拟量、开关量信号。
[0008] 上述信号接口设备与静止变频控制保护设备通过电缆连接。传输内容包括两部 分：在信号接口设备中功率放大部分与控制保护设备之间传输的静止变频器一次回路的交 流电压、交流电流；在信号接口设备中数模信号互相转换部分与控制保护设备之间传输的 控制脉冲、开关控制及状态信号、直流控制电压、直流测量电压信号。
[0009] 上述信号接口设备的交流电压、交流电流信号输出端直接与控制保护设备的交流 量输入端子连接；控制保护设备的控制脉冲输出端、开关控制输出端、直流控制电压输出端 直接与信号接口设备的数模互换输入端连接；信号接口设备的数模互换部分的直流测量电 压输出端、开关状态输出端与控制保护设备相应输入端子连接。
[0010] 采用上述方案后，本发明适用于静止变频系统容量计算、拓扑选择及启动时间计 算结果等的仿真校核，有利于设计出容量及拓扑结构适用于实际工程的静止变频器设备； 在本发明所述的系统上，对控制保护设备的控制参数整定方法进行试验研究，对控制参数 进行初步整定，可以缩短现场工程调试时间、减少现场工程调试成本；在本发明所述的系统 上可以对静止变频器控制功能进行测试，可以进行静止变频器一次回路异常、控制异常的 故障模拟，对控制保护设备的故障检测、保护算法进行测试，以提高控制保护设备对实际一 次设备的保护水平。在系统拓扑发生改变或者一次系统参数变化时，在修改仿真模型后即 可进行实验。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1是静止变频系统一次回路图；
[0012] 图2是本发明实验系统的结构图。
【具体实施方式】
[0013] 以下将结合附图及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
[0014] 如图2所示，本发明提供一种静止变频系统RTDS仿真系统，包括实时数字仿真器 RTDS、信号接口设备及静止变频控制保护设备，接口设备具有信号功率放大部分及数模信 号互相转换部分，两部分通过电缆连接；其中，实时数字仿真器RTDS与信号接口设备通过 光纤进行连接，信号接口设备与静止变频控制保护设备电缆进行连接，构成静止变频系统 RTDS仿真系统。
[0015] 信号接口设备中的信号功率放大部分与数模信号互相转换部分通过电缆连接，传 输内容包括静止变频器一次回路的交流电压、交流电流信号。
[0016] 实时数字仿真器RTDS与信号接口设备中的数模信号互相转换部分通过数字化光 纤通信进行连接，通信带宽速度为100M ;采用100M以太网协议；光纤通道包括一收一发两 根光纤。传输内容包括数字仿真器RTDS通过接口设备与控制保护设备之间构成闭环试验 平台所必需的所有模拟量、开关量信号。
[0017] 信号接口设备中功率放大部分输出的有效值为0?100V的网侧交流电压、整流桥 交流侧电压、逆变桥交流侧电压及机侧交流电压信号，通过电缆接到控制保护设备上相应 的电压输入端；信号接口设备中功率放大部分输出的有效值为0?1A(或0?5A，取决于 控制保护装置相应接口）的网侧交流电流、整流桥交流侧电流、逆变桥交流侧电流及机侧 交流电流信号，通过电缆接到控制保护设备上相应的电流输入端。在信号接口设备中数模 信号互相转换部分与控制保护设备之间传输的整流桥控制脉冲、开关控制及状态信号、直 流控制电压、直流测量电压信号。
[0018] 控制保护设备的整流桥控制脉冲输出端、回路开关分合控制输出端、电机励磁电 流控制电压输出端，通过电缆与信号接口设备的数模互换输入端连接；信号接口设备的数 模互换部分的电机励磁电流测量输出端、开关状态输出端通过电缆与控制保护设备相应输 入端子连接。
[0019] 按照本发明技术方案，通过以上步骤即可搭建静止变频器RTDS仿真系统。
[0020] 以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是 按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围 之内。
【权利要求】
1. 一种静止变频系统RTDS仿真系统，其特征在于：包括实时数字仿真器RTDS、信号接 口设备及静止变频控制保护设备，接口设备具有信号功率放大部分及数模信号互相转换部 分，两部分通过电缆连接；其中，实时数字仿真器RTDS与信号接口设备通过光纤进行连接， 信号接口设备与静止变频控制保护设备电缆进行连接。
2. 如权利要求1所述静止变频系统RTDS仿真系统，其特征在于：上述接口设备的信号 功率放大部分与数模信号互相转换部分通过电缆连接，传输内容包括静止变频器一次回路 的交流电压、交流电流信号。
3. 如权利要求1所述静止变频系统RTDS仿真系统，其特征在于：实时数字仿真器RTDS 与信号接口设备中的数模信号互相转换部分通过数字化光纤通信进行连接，通信带宽速度 为100M ;采用100M以太网协议。
4. 如权利要求2所述静止变频系统RTDS仿真系统，其特征在于光纤通道包括一收一发 两根光纤，传输内容包括数字仿真器RTDS通过接口设备与控制保护设备之间构成闭环试 验平台所必需的所有模拟量、开关量信号。
5. 如权利要求1所述静止变频系统RTDS仿真系统，其特征在于：信号接口设备与静止 变频控制保护设备通过电缆连接，传输内容包括两部分：在信号接口设备中功率放大部分 与控制保护设备之间传输的静止变频器一次回路的交流电压、交流电流；在信号接口设备 中数模信号互相转换部分与控制保护设备之间传输的控制脉冲、开关控制及状态信号、直 流控制电压、直流测量电压信号。
6. 如权利要求5所述静止变频系统RTDS仿真系统，其特征在于：信号接口设备的交流 电压、交流电流信号输出端直接与控制保护设备的交流量输入端子连接；控制保护设备的 控制脉冲输出端、开关控制输出端、直流控制电压输出端直接与信号接口设备的数模互换 输入端连接；信号接口设备的数模互换部分的直流测量电压输出端、开关状态输出端与控 制保护设备相应输入端子连接。
【文档编号】G05B17/02GK104122802SQ201410377900
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】闫伟, 张亚武, 吴龙, 吴卫东, 袁江伟, 卢玉林 申请人:南京南瑞继保电气有限公司, 国网新源控股有限公司, 安徽响水涧抽水蓄能有限公司, 国网浙江省电力公司, 国家电网公司