一种MMC子模块数字模拟方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种MMC子模块数字模拟方法及系统，该方法包括：每个桥臂均设有一个数字模拟装置，通过数字模拟装置模拟对应桥臂的N个子模块，每个模拟出的子模块称为数字模拟子模块；在每个控制周期内，数字模拟装置根据阀控系统下发的控制指令及对应桥臂电流的充、放电方向，根据上一个周期的电容电压值更新该控制周期内各数字模拟子模块的电容电压，并上传至阀控系统。本发明专利技术的系统包括阀控系统和与各桥臂对应的数字模拟装置，数字模拟装置通过光纤连接阀控系统。本发明专利技术的方法和系统在不使用物理模拟子模块的情况下，可以全面验证阀控均压功能，极大的节省了物料成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统的柔性直流输电
，具体涉及一种MMC子模块数字模拟方法及系统。技术背景模块化多电平柔性直流输电(MMC-HVDC)是新一代的直流输电技术。除了具有传统高压直流输电优点外，柔性直流输电系统还可直接向远距离的小型孤立负荷供电，连接分散电源，运行控制方式灵活多变，可减少输电线路电压降落及闪变，提高电能质量。柔性直流输电在直流配电网建设、海岛供电、电网互联等方面相对传统直流输电有较大优势。柔性直流输电换流阀由子模块串联组成，随着柔性直流输电的电压等级的不断提高，柔直换流阀子模块数量也在急剧增加，通常每个桥臂有几百个子模块组成。柔性直流输电换流阀控制设备是直接连接控制子模块的装置，其核心功能是子模块均压。子模块数量的增多对阀控系统的测试验证就带来了极大难度。传统的阀控均压功能测试采用按相关参数缩小的物理模拟子模块与阀控连接测试。阀控将控制参数也相应缩小来控制数量有限的物理模拟子模块。因此，阀控接入子模块数量远远小于最大接入数量。而如果采用在阀控的一个子模块接口上接入一个物理模拟子模块的连接测试，那么需要生产大量物理模拟子模块。成本上无法接受。因此，急需设计一种模拟子模块系统及方法，以使用较少的物理模拟子模块，达到对阀控系统均压功能的全面验证。
技术实现思路
本专利技术提供了一种MMC子模块数字模拟方法及系统，旨在解决传统的阀控功能测试方法在全面验证阀控均压功能时，由于需要使用大量物理模拟子模块造成成本过高的问题。为解决上述问题，本专利技术一种MMC子模块数字模拟方法，包括:每个桥臂均设有一个数字模拟装置，通过数字模拟装置模拟对应桥臂的N个子模块，每个模拟出的子模块称为数字模拟子模块；在每个控制周期内，数字模拟装置根据阀控系统下发的控制指令及对应桥臂电流的充、放电方向，根据上一个周期的电容电压值更新该控制周期内各数字模拟子模块的电容电压，并上传至阀控系统，更新方式为:a)若数字模拟装置接收到的一个数字模拟子模块的控制指令为闭锁或投入，且对应桥臂电流为充电方向，则令该数字模拟子模块的电容电压加I ;b)若数字模拟装置接收到的一个数字模拟子模块的控制指令为闭锁或投入，且对应桥臂电流为放电方向，则令该数字模拟子模块的电容电压减I ;c)若数字模拟装置接收到的一个数字模拟子模块的控制指令为切除，则令该数字模拟子模块的电容电压减I。所述数字模拟装置将得到的各数字模拟子模块的电容电压与预设过压值进行比较，若某待模拟数字模拟子模块的电容电压大于预设过压值，则该数字模拟子模块故障S=I，否则该数字模拟子模块正常S = O，并将状态S上传至阀控系统。系统上电后，首先进行初始化，各桥臂待模拟数字模拟子模块的电容电压值的初始值为0，状态值S的初始值为O。本专利技术一种MMC子模块数字模拟系统，包括阀控系统，还包括与各桥臂对应的数字模拟装置，所述数字模拟装置通过光纤连接阀控系统。所述数字模拟装置设置有与阀控系统中每相每桥臂控制柜中子模块接口对应的光纤接口。本专利技术MMC子模块数字模拟方法及系统，通过设置于各桥臂对应的数字模拟装置模拟数字模拟子模块，在不使用物理模拟子模块的情况下，增加了接入阀控系统的模拟子模块数量，可以全面验证阀控均压功能，极大的节省了物料成本。【附图说明】图1本实施例中传统阀控与子模块连接图；图2本实施例中数字模拟子模块系统；图3本实施例中数字环境模拟子模块电压模拟流程图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步详细介绍。MMC子模块数字模拟方法实施例如图1所示，当阀控系统的子模块接口的个数远大于实际的物理模拟子模块个数，若将实际物理模拟子模块接入阀控系统，显然不能全面验证阀控系统的控制功能，因此，本实施例中借助数字模拟装置来模拟生成与阀控系统子模块接口相对应的数字模拟子模块，来实现对阀控系统功能的全面验证。本实施例中MMC子模块数字模拟方法包括:每个桥臂均设有一个数字模拟装置，通过数字模拟装置模拟对应桥臂的N个子模块，每个模拟出的子模块称为数字模拟子模块；在每个控制周期内，数字模拟装置根据阀控系统下发的控制指令及对应桥臂电流的充、放电方向，根据上一个周期的电容电压值更新该控制周期内各数字模拟子模块的电容电压，并上传至阀控系统，更新方式为:a)若数字模拟装置接收到的一个数字模拟子模块的控制指令为闭锁或投入，且对应桥臂电流为充电方向，则令该数字模拟子模块的电容电压加I ;b)若数字模拟装置接收到的一个数字模拟子模块的控制指令为闭锁或投入，且对应桥臂电流为放电方向，则令该数字模拟子模块的电容电压减I ;c)若数字模拟装置接收到的一个数字模拟子模块的控制指令为切除，则令该数字模拟子模块的电容电压减I。下面详细介绍上述方法:本实施例中的阀控系统子模块接口为N个，那么，需要模拟出N个数字模拟子模块。系统上电运行后，数字模拟装置首先对各相各桥臂待模拟数字模拟子模块的电容电压及状态值进行初始化操作，令U1= U 2=…=Un= O, S != S 2=…=s N= O。数字模拟装置根据阀控系统的控制周期进行模拟操作。每个控制周期内，根据阀控系统下发的控制指令及桥臂电流的充、放电方向，对数字模拟子模块电容电压的进行更新，更新方式如下:a)若数字模拟装置接收到的某数字模拟子模块的控制指令C1=闭锁，且对应桥臂的电流为充电方向，则令该数字模拟子模块电容电压U1= Ufl ;b)若数字模拟装置接收到的某数字模拟子模块的控制指令C1=闭锁，且对应桥臂的电流为放电方向，则令该数字模拟子模块电容电压U1= U -1 ；c)若数字模拟装置接收到的某数字模拟子模块的控制指令C1 =投入，且对应桥臂的电流为充电方向，则令该数字模拟子模块电容电压U1= Ufl ;d)若数字模拟装置接收到的某数字模拟子模块的控制指令C1 =投入，且对应桥臂的电流为放电方向，则令该数字模拟子模块电容电压U1= U -1 ；e)若数字模拟装置接收到的某数字模拟子模块的控制指令C1 =切除，则令该数字模拟子模块电容电压U1= U -1 ;每个控制周期结束后，数字模拟装置通过光纤将N个数字模拟子模块的电容电压上传至阀控系统。数字模拟装置根据待模拟数字模拟子模块电压U1判断该子模块状态S i，若U,预设过压值，则子模块故障S1= 1，否则子模块正常工作S1=O ;并将状态31上传至阀控系统。MMC子模块数字模拟系统实施例传统的阀控系统功能测试系统如图1所示，本实施例在传统的阀控系统功能测试系统上增加了数字模拟装置，如图2所示，本实施例中与各桥臂对应的数字模拟装置具有实际光纤接口，通过光纤连接阀控系统。数字模拟装置接收阀控下发的控制指令，根据上述模拟方法确定待模拟数字模拟子模块的电容电压和状态，并将每个数字模拟子模块的电容电压和状态上传到阀控系统。以A相上桥臂为例，若阀控系统A相上桥臂控制柜中MMC子模块接口为N个，则该桥臂对应的数字模拟装置提供N个实际光纤接口，并通过光纤与阀控系统的MMC子模块接口连接。利用本实施例中的MMC子模块数字模拟系统可以实现上述模拟方法，在不使用物理模拟子模块的前提下，全面验证阀控均压功能，极大的节省了物料成本。以上具体实施例中，对子模块模拟系统进行文字表述、公式说明。本专利技术不局限于所描述的实施方式。对本领本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MMC子模块数字模拟方法，其特征在于，该方法包括：每个桥臂均设有一个数字模拟装置，通过数字模拟装置模拟对应桥臂的N个子模块，每个模拟出的子模块称为数字模拟子模块；在每个控制周期内，数字模拟装置根据阀控系统下发的控制指令及对应桥臂电流的充、放电方向，根据上一个周期的电容电压值更新该控制周期内各数字模拟子模块的电容电压，并上传至阀控系统，更新方式为：a)若数字模拟装置接收到的一个数字模拟子模块的控制指令为闭锁或投入，且对应桥臂电流为充电方向，则令该数字模拟子模块的电容电压加1；b)若数字模拟装置接收到的一个数字模拟子模块的控制指令为闭锁或投入，且对应桥臂电流为放电方向，则令该数字模拟子模块的电容电压减1；c)若数字模拟装置接收到的一个数字模拟子模块的控制指令为切除，则令该数字模拟子模块的电容电压减1。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：俎立峰，董朝阳，胡四全，李坤，樊大帅，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南;41