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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。
    MMC-HVDC仿真測試系統
    概述

    柔性直流輸電作爲當今學術界和工程界研究的熱點,應用範圍越來越廣。二次控保作爲柔直系統的核心裝備,在出廠測試中需要經過嚴格的檢測,才能夠應用到實際工程中。然而傳統的測試手段只是對產品外觀、電氣絕緣等常規事項進行檢測,無法在一個接近與真實環境條件下對設備的控制和保護功能進行驗證。爲了解決這個問題,需要創建一個虛擬的電網環境以接入真實的控保設備,該環境需要能夠模擬MMC-HVDC系統的啓動、解鎖、功率傳輸等穩態特性,也要能夠模擬電壓暫降、交直流故障、閥體及子模塊故障等暫態特性。通過對這些工況的模擬能夠實現二次控保設備的檢驗、幫助廠家修改和優化產品性能。


    蒙特卡罗国际經過多年的技術積累,已經爲國內各大高校、科研院所及企業在柔性直流輸電(MMC-HVDC)技術領域的研究提供了完整的仿真測試系統。RT-LAB是較早具備MMC實時仿真能力的商用平臺,基於RT-LAB的實時仿真和硬件在環測試在實際柔直工程控制保護裝置的研發設計以及功能測試、優化等過程中發揮了重要作用。

    工作原理

    在實時仿真模型中,MMC-HVDC系統的主電路部分在CPU中進行計算,仿真步長爲20~50us,MMC-HVDC閥體部分在OP7020 FPGA仿真機進行建模和計算,仿真步長爲500ns。在加入通信協議的情況下,單臺OP7020可以仿真3000個MMC子模塊,並通過光纖與閥控裝置連接,而CPU則通過I/O與控保裝置連接,從而組成一個閉環半實物仿真系統。


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    圖1 MMC-HVDC實時仿真系統


    系統組成

    MMC-HVDC仿真測試系統由仿真軟件RT-LAB、仿真硬件OP5600仿真機、OP7020仿真機、網絡系統、用戶工作站及輸入輸出接口設備構成。

    系統各部分組成說明:


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    圖2 MMC-HVDC實時仿真系統構成


    主要功能

    ■ 消除閥控裝置前期設計的缺陷;

    ■ 配合控制保護裝置完成整體系統的測試驗證;

    ■ 爲後期運維提供技術支持,爲工程投運之後的運行提供可靠保障。


    採用該系統能夠對MMC-HVDC控制保護及閥控裝置完成如下試驗:

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    系統的關鍵技術特點

    ■ 交直流電網電磁暫態仿真;

    ■ CPU和FPGA的實時並行運算技術;

    ■ 提供半橋子模塊、全橋子模塊、箝位雙子模塊及半-全橋混合子模塊的MMC閥體模型;

    ■ FPGA可以輕鬆實現單橋臂目前最多可達1024個MMC模塊級聯的換流器仿真;

    ■ 應用半實物仿真技術對柔性直流輸電控制保護設備包括閥基控制器進行FPT和DPT測試;

    ■ 支持用戶自定義接口協議。


    應用方案

    南澳三端柔性直流輸電工程

    項目概況:該項目爲南方電網汕頭南澳島三端MMC柔性直流示範工程。項目建成後,主要作用在於實現風電場通過柔性直流輸電系統與南澳電網及汕頭主網的聯接,將電場電力安全送出,保障南澳島供電安全,並減少風電功率的波動對當地薄弱電網的影響。系統直流電壓等級±160KV、其中塑城換流站容量200MVA、金牛換流站容量100MVA、青澳站50MVA。


    解決方案:客戶採用RT-LAB半實物仿真測試平臺,交直流電網在CPU中仿真,MMC閥體在FPGA中仿真,被測對象爲控保及閥控裝置,實時仿真機通過I/O與極控裝置相連,FPGA仿真機通過光纖(Aurora協議)與閥控裝置相連。

     

    舟山五端柔性直流輸電工程

    項目概況:浙江省舟山羣島包含了5個較大的主要海島:舟山島、岱山島、衢山島、泗礁島、洋山島,其電網是一個典型的海島電網,建設舟山五端柔性直流輸電工程是實現五個海島間交直流輸電互聯。直流電壓等級±200kV,換流站容量分別爲定海站400MVA、岱山站300MVA、衢山站100MVA、泗礁站100MVA、洋山站100MVA。


    解決方案:採用RT-LAB實時仿真技術模擬一個真實的柔性直流輸電系統,它包含交直流電網、發電廠、風電場、直流線纜、MMC換流閥等,通過實時仿真器與控制保護設備連接。這種接近實際的測試方法爲柔性直流輸電投運前提供了完備的仿真測試和可靠的保障。


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