针对新能源并网用直流升压器的RTDS仿真方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种针对新能源并网用直流升压器的RTDS仿真方法及装置，通过利用DC/AC等效模块模拟功率模块的方法来减少直流升压器对仿真资源的需求，并且针对所模拟出的直流升压器，提出对应的模块控制器构建方法以及解锁和闭锁过程处理顺序，通过将功率模块简化，大大降低直流升压器模型对仿真硬件的需求，同等硬件条件下，可以模拟的直流升压器数量扩大至原有的6倍，控制系统的灵活性也得到了极大的提高。提高。提高。

【技术实现步骤摘要】
针对新能源并网用直流升压器的RTDS仿真方法及装置


[0001]本专利技术涉及新能源并网控制相关
，尤其涉及一种针对新能源并网用直流升压器的RTDS仿真方法及装置。

技术介绍

[0002]随着用户对电能质量需求的提高，分布式新能源和储能系统接入配网的需求日益强烈，以及电力电子设备的广泛应用，传统交流配电网已经越来越不能满足现代社会对电力的需求。直流配电网以其独特的优势，如具有可靠性高、经济性好、有利于分布式能源接入和较高的电能质量等一系列优点，近些年来逐渐引起越来越广泛的关注和研究。
[0003]在直流配电的发展过程中，直流升压器作为连接中低压母线的核心设备，是功率送出的关键节点。随着配网容量的提升，分布式新能源的数量提升，直流升压器作为新能源并网的中介，其需求也逐渐增加。
[0004]在系统设计和调试时，如何模拟大量的能源终端及其并网设备，更真实地构建系统仿真模型，对于直流配网控制保护等关键设备的开发有着极为重要的意义。
[0005]目前，直流升压设备的种类多种多样，传统的BUCK及BOOST电路，无法实现高比例的电压转换，面向中压
±
10kV配电等级的直流升压器一般采用功率模块串并联的方式，低压侧并联、高压侧串联，提高系统的传输容量。而根据功率模块的不同，又可分为移相双有源桥变换器和串联谐振双有源桥变换器。功率模块中集成了电力电子开关和高频变压器，可以实现功率控制、电气隔离以及电压变换等功能。在仿真时，可以根据变换器的拓扑，将各个元件详细实现，再构建系统控制器，实现直流升压器的精确仿真。
[0006]然而现有技术中，无论是哪种方式的直流升压器，都需要用到大量的电力电子元件，在模型构建时，电气节点过多，在RTDS平台进行仿真时，计算量过大，占用资源过多，无法应对直流配电网中对复数级的直流升压器建模需求。此外，此类的直流升压器普遍采用高频PWM调制，RTDS里的电力电子元件的实现方式，元件性能受频率影响较大，高频开断时，开关损耗过大，仿真结果与实际特性差异较大。

技术实现思路

[0007]基于现有技术的上述情况，本专利技术的目的在于提出一种针对新能源并网用直流升压器的RTDS仿真方法及装置，以解决现有技术中无法实现多个光伏、储能等能源及其并网直流升压器的系统级在线仿真的问题。
[0008]为达到上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种针对新能源并网用直流升压器的RTDS仿真方法，包括步骤：
[0009]采用一个DC/AC等效模块来等效模拟所述直流升压器低压侧的全部功率器件；
[0010]采用工频变压器替换所述直流升压器中的高频变压器；
[0011]采用一个DC/AC等效模块来等效模拟所述直流升压器高压侧的全部功率器件；
[0012]基于双环控制方法构建两侧DC/AC等效模块的控制系统。
[0013]进一步的，所述构建两侧DC/AC等效模块的控制系统，包括构建高压侧外环控制器和内环控制器；
[0014]高压侧外环控制器采用孤岛控制，控制交流电压的幅值和相位，内环控制器控制交流电流跟随外环输出。
[0015]进一步的，所述构建两侧DC/AC等效模块的控制系统，包括构建低压侧外环控制器和内环控制器
[0016]低压侧外环控制器采用功率控制或直流电压控制，内环控制器控制交流电流跟随外环输出。
[0017]进一步的，所述构建两侧DC/AC等效模块的控制系统，还包括系统的解锁及闭锁控制。
[0018]进一步的，所述解锁及闭锁控制，包括：
[0019]将直流升压器与双侧直流母线连接，当接收到解锁信号时，首先解锁高压侧DC/AC等效模块，延时预设时间，解锁低压侧DC/AC等效模块。
[0020]进一步的，所述解锁及闭锁控制，包括：
[0021]当接收到闭锁信号时，首先闭锁低压侧DC/AC等效模块，延时预设时间，闭锁高压侧DC/AC等效模块。
[0022]进一步的，闭锁状态下，高压侧DC/AC等效模块参考电压输出为0，解锁瞬间将等效模块参考电压切换至高压侧控制器输出。
[0023]进一步的，闭锁状态下，低压侧DC/AC等效模块参考电压取变压器低压侧电压作为输出，解锁瞬间将等效模块参考电压切换至低压侧控制器输出。
[0024]进一步的，若低压侧接入光伏发电设备，则低压侧DC/AC等效模块外环控制采用直流电压控制；若低压侧接入储能设备，则低压侧DC/AC等效模块外环控制采用直流功率控制。
[0025]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种针对新能源并网用直流升压器的RTDS仿真装置，包括等效模拟模块和控制系统构建模块；其中，
[0026]所述等效模拟模块，采用一个DC/AC等效模块来等效模拟所述直流升压器低压侧的全部功率器件；采用工频变压器替换所述直流升压器中的高频变压器；采用一个DC/AC等效模块来等效模拟所述直流升压器高压侧的全部功率器件；
[0027]所述控制系统构建模块，基于双环控制方法构建两侧DC/AC等效模块的控制系统。
[0028]综上所述，本专利技术提供了一种针对新能源并网用直流升压器的RTDS仿真方法及装置，通过利用DC/AC等效模块模拟功率模块的方法来减少直流升压器对仿真资源的需求，并且针对所模拟出的直流升压器，提出对应的模块控制器构建方法以及解锁和闭锁过程处理顺序，通过将功率模块简化，大大降低直流升压器模型对仿真硬件的需求，同等硬件条件下，可以模拟的直流升压器数量扩大至原有的6倍，控制系统的灵活性也得到了极大的提高。
附图说明
[0029]图1是直流升压器拓扑电路图；
[0030]图2是本专利技术针对新能源并网用直流升压器的RTDS仿真方法的流程图；
[0031]图3是等效模拟后的直流升压器拓扑电路图及其控制系统的示意图；
[0032]图4是本专利技术针对新能源并网用直流升压器的RTDS仿真装置的构成框图。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0034]下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种针对新能源并网用直流升压器的RTDS仿真方法，常见的直流升压器拓扑电路图如图1所示，包括低压侧功率转换器和高压侧功率转换器，以及连接低压侧功率转换器和高压侧功率转换器的变压器，本实施所提供的仿真方法中，通过利用DC/AC等效模块模拟功率模块的方法来减少直流升压器对仿真资源的需求，该方法的流程图如图2所示，包括步骤：
[0035]采用一个DC/AC等效模块来等效模拟所述直流升压器低压侧的全部功率器件：利用一个DC/AC等效模块来等效模拟低压侧的全部功率模块，直流侧连接光伏或储能装置输出母线，交流侧连接交流变压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对新能源并网用直流升压器的RTDS仿真方法，其特征在于，包括步骤：采用一个DC/AC等效模块来等效模拟所述直流升压器低压侧的全部功率器件；采用工频变压器替换所述直流升压器中的高频变压器；采用一个DC/AC等效模块来等效模拟所述直流升压器高压侧的全部功率器件；基于双环控制方法构建两侧DC/AC等效模块的控制系统。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建两侧DC/AC等效模块的控制系统，包括构建高压侧外环控制器和内环控制器；高压侧外环控制器采用孤岛控制，控制交流电压的幅值和相位，内环控制器控制交流电流跟随外环输出。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建两侧DC/AC等效模块的控制系统，包括构建低压侧外环控制器和内环控制器低压侧外环控制器采用功率控制或直流电压控制，内环控制器控制交流电流跟随外环输出。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建两侧DC/AC等效模块的控制系统，还包括系统的解锁及闭锁控制。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述解锁及闭锁控制，包括：将直流升压器与双侧直流母线连接，当接收到解锁信号时，首先解锁高压侧DC/AC等效模块，延时预设时间，解锁低压侧DC/AC等效模块。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙攀磊，李泰，王秋开，荆雪记，彭忠，申帅华，李艳梅，肖龙，胡永昌，苏进国，张艳浩，鲁庆华，李玉龙，程晓磊，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：