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                解決方案
                The Solution
                量身定製符合客戶需求的仿真測試系統及解決方案。解決方案涉及電力、高端裝備、新能源車及教育等領域。
                SVG併網仿真測試系統
                概述

                隨着現代電網的快速發展,新能源的大量接入,電網交直流併網運行以及高壓大容量電力電子設備等非線性負荷和衝擊性負荷的廣泛使用,電網動態無功問題日益凸顯。動態無功補償裝置(SVG)因具有動態響應速度快、抑制電壓閃變能力強等優點,得到了越來越多的應用。


                對於各個廠家製造的SVG裝置,一直缺乏有效的測試手段或測試系統。針對此問題,上海蒙特卡罗国际信息工程股份有限公司總結多年來在電力電子與電力系統中應用測試的工程經驗,參照相關行業標準,開發了一套SVG入網檢測系統,能夠有效縮短SVG控制器的開發週期並提供可靠標準的入網檢測。


                傳統的檢測手段很難對整個SVG控制器進行功能及性能的測試,很多輔助電網的功能無法得到驗證,尤其是控制器廠家在其宣傳的企業標準中具有的功能和性能指標在投運前沒辦法得到準確量化的測試。因此蒙特卡罗国际提出了基於HIL(控制器硬件在環仿真)的SVG入網檢測系統,研究SVG對於電網中一些現實問題的幫助。


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                圖1 示意圖

                組成與原理

                蒙特卡罗国际SVG入網檢測系統由試驗管理分系統、實時仿真分系統和信號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,具有模型開發、試驗管理、自動測試和圖形監控等功能。


                實時仿真分系統包括1臺OP5600實時仿真器和1臺OP5607(FPGA)仿真機,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,其中三相交流系統的主電路模型放在OP5600的CPU中運行,而級聯H橋構成的SVG模型放在OP5600的CPU(步長<25μs)或OP5607的FPGA(步長<1μs)中運行,其中OP5600和OP5607數據通訊通過PCIe總線交互。


                信號接口分系統具備與SVG控制櫃、智能光纖接口箱和功率放大器等實物的物理連接等功能。一方面從I/O輸出的模擬量值輸入到控制器中用於控制算法。另一方面,控制系統中的閥基控制器(VBC)與仿真器還有智能光纖接口箱和高速光纖通訊,控制器發出各個H橋子模塊IGBT的開關等信號,同時接收各個子模塊的電容電壓大小和故障標誌等信號。

                主要功能

                ■ 在SVG與交流系統整體規劃階段和SVG工程參數設計階段,能夠使用詳細的SVG模型做開發設計階段的研究和分析,完善SVG的工程參數。

                ■ 在SVG控制邏輯和控制算法設計開發階段,能夠使用詳細的SVG模型做各種控制性能的測試,完善控制邏輯和算法。

                ■ 在完成SVG控制保護設計後,該系統能按照國家電網公司企業標準Q/GDW241-2008《鏈式靜止同步補償器》,手動或自動對SVG控制器做完整的入網性能測試。


                入網測試(手動或自動)內容如下:


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                系統優勢

                蒙特卡罗国际SVG入網檢測系統有如下優勢:

                 

                ■ 定製工程模型

                擁有各種經過實際工程校準的,基於CPU或FPGA的電力系統詳細模型。包括:SVG或UPFC等的FACTS模型、MMC-HVDC模型、傳統電網模型和各種新能源模型等等,並可根據用戶需求定製測試模型。

                 

                ■ 人機操控界面

                根據電力系統規範和使用習慣,我們利用LabVIEW軟件定製開發的圖形化人機操控界面,使操作更加靈活、自如、便捷。

                 

                ■ 自動測試流程

                根據SVG入網檢測的相關行業標準,結合公司研發的QuiKLab自動化測試軟件,我們爲SVG入網檢測專業定製開發了自動入網測試流程,可實現從仿真分析到測試報告生成的全自動化運行。

                 

                應用案例

                某電科院SVG入網檢測案例

                解決方案:如下圖所示整個系統可分爲上位機系統、實時仿真機、信號接口系統和SVG控制器四個部分。上位機系統具有模型開發、實時仿真管理、自動測試和圖形監控等功能。實時仿真機是下位機系統,是整個系統的核心分系統。信號接口分系統主要包括光纖接口箱和功率放大器,其作用是實現仿真系統和控制器之間的物理連接,實現信號的交互。SVG控制器用來控制SVG模型,通常有恆電壓和恆無功兩種控制模式,是整個SVG測試的被測件。


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                圖3 系統原理圖


                本次項目用到的是每相11個子模塊級聯H橋構成的SVG。蒙特卡罗国际提供的CPU模型,仿真的結果符合實際情況,各種動態響應也很好的模擬了電網和SVG的特性,對於做SVG入網檢測提供瞭解決方案。

                 

                項目成果:該項目整個環境搭建完畢後所做的功能測試及動態性能測試符合測試大綱要求。蒙特卡罗国际完成了整個SVG入網檢測測試,對SVG控制器的控制功能和控制性能得到了驗證,爲此電科院節約了測試成本,提高了測試效率,確保了SVG入網的安全性、可靠性和穩定性均達到相關技術要求。


                蒙特卡罗国际根據SVG入網檢測的相關行業標準,利用公司自研的QuiKLab自動化測試軟件成功開發了自動入網測試流程,可實現從仿真分析到測試報告生成的全自動化運行;並利用LabView軟件開發了符合電力系統規範和使用習慣的人機操控界面,操作便捷,是SVG入網檢測的解決方案。


                蒙特卡罗国际曾參與多項國內SVG測試的項目,並在電力、航空、航天和汽車等領域積累了深厚的嵌入式系統測試工程服務經驗。未來,隨着更多的新能源併網,入網檢測成爲必然的趨勢和不可忽視的環節,SVG與很多併網型的逆變器在控制方法上有很大的相似性。



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