一种高压直流输电仿真试验平台与控制设备的接口电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种高压直流输电仿真试验平台与控制设备的接口电路，将主设备和控制保护设备连接起来，实现信号双向传送，并对总设备实施有效控制和监测，结合仿真研究的特点进行的优化设计，使仿真装置的系统分析和控制性能研究的功能更加突出，并减少了维护工作量。本实用新型专利技术全面涵盖了不同高压直流物理仿真元件与直流控制保护设备之间的信号交换的方法和接口电路的实施，可以保证两者之间的安全、可靠和便捷的连接，实现仿真系统安全可靠运行，提高仿真试验和研究效率并有利于仿真研究的便利快捷及提高设备投资利用率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高压直流输电领域，具体讲涉及一种高压直流输电仿真试验平台与控制系统的接口电路。
技术介绍
由于高压直流输电系统(HVDC)在大功率远距离输电和非同步联网方面具有诸多优势，全世界已投入运行的直流输电工程总数已近100个，总输送容量约7000万千瓦。在建设坚强电网过程中，长距离直流输电对于建设发展协调、结构布局合理的特高压骨干网架至关重要。进入21世纪，高压直流输电工程更是发展迅速。数模混合高压直流仿真是进行直流输电本身及其与电网互联的关键技术研究的有效手段，它有利于合理规划工程项目、优化设计方案，研究安全建设、调试和运行措施，从而促进直流输电技术水平的进一步提升，并为进一步开展更高电压等级的直流输电和新型直流输电技术攻关服务。在数模混合仿真系统中，物理仿真元件组成的主回路与控制设备之间的接口设计和连接是建立运行稳定，实用高效和维护便捷的高压直流仿真系统的关键技术之一。随着高压直流输电工程的快速增长和数模混合仿真研究需求的急剧增加，高压直流输电物理仿真元件与控制设备之间的连接技术在建立大规模仿真系统中将会扮演越来越重要的角色。目前，我们提供了高压直流输电工程仿真研究领域物理主设备仿真元件与控制设备连接的接口电路。该电路涉及到是否可以保证设备安全可靠运行，提高仿真试验效率、以及仿真研究便利性及提高设备投资利用率等因素。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高压直流输电工程设备一体化的方法。通过采用该方法可以实现不同高压直流输电物理仿真元件与直流控制设备连接。本技术提供的一种高压直流输电仿真试验平台与控制设备的接口电路，所述仿真试验平台包括交直流场开关模型、换流变压器分接开关模型、换流阀模型、电流测量元件模型和电压测量元件模型；所述控制设备包括高压直流控制系统、交直流场电压信号接口、交直流场电流信号接口、换流阀触发脉冲信号接口、换流阀过零点信号接口、换流变压器分接开关位置信号接口、换流变压器分接开关调节指令信号接口和交直流场开关投切命令；所述控制设备的高压直流控制系统分别与交直流场电压信号接口、交直流场电流信号接口、换流阀触发脉冲信号接口、换流阀过零点信号接口、换流变压器分接开关位置信号接口、换流变压器分接开关调节指令信号接口和交直流场开关投切命令的信号端连接；其改进之处在于，所述交直流场电压信号接口的另一端连接电压测量元件模型； 交直流场电流信号接口的另一端连接电流测量元件模型；换流阀触发脉冲信号接口、换流阀过零点信号接口的另一端连接换流阀模型；换流变压器分接开关位置信号接口、换流变压器分接开关调节指令信号接口的另一端连接换流变压器分接开关模型；交直流场开关投切命令的另一端连接交直流场开关模型；所述交直流场开关投切命令包括滤波器开关。3本技术提供的第一优选方案的一体化的方法，其改进之处在于采用7位数字信号表示所述换流变压器分接开关模型位置和状态。本技术提供的第二优选方案的一体化的方法，其改进之处在于将所述每个换流阀模型与电压测量元件模型连接，所述电压测量元件模型向所述交直流场电压信号接口提供的换流阀电压信号。本技术提供的第三优选方案的一体化的方法，其改进之处在于所述交直流场开关模型不设置反馈信号通道。本技术提供的第四优选方案的一体化的方法，其改进之处在于所述控制设备向换流阀模型发送每周期120度、电压范围为OV至+24V的正向方波触发脉冲信号，控制换流阀模型的开通和关断，每一个信号用一对传输线进行信号传输。本技术提供的较优选方案的一体化的方法，其改进之处在于所述交直流场开关模型接收电压控制指令信号后，控制开关的分合。本技术提供的再一优选方案的一体化的方法，其改进之处在于所述数字信号的电压为控制系统发出的电平式电压，电压范围为OV至+24V。本技术提供的另一优选方案的一体化的方法，其改进之处在于所述换流阀模型判断流过自身电流的过零点信号，控制设备接收到所述过零点信号后，计算逆变侧换流阀的实测型关断角；所述过零点信号的电压范围为OV至+24V。本技术提供的另一优选方案的一体化的方法，其改进之处在于所述交直流场开关模型包括三相交流开关模型；使用所述主设备同一控制指令信号控制所述三相交流开关模型的三个输入端。和现有技术比，本技术的有益效果为本技术的高压直流输电工程的控制设备可以实现与数模混合式主设备仿真平台之间的信号双向传送，并对其实施有效控制和监测，结合仿真研究的特点进行的优化设计，使仿真装置的系统分析和控制性能研究的功能更加突出，并减少了维护工作量。对高压直流输电工程控制设备的性能和参数进行全面检测和试验，进而进行高压直流输电相关的电网互联关键技术的研究，是建立高压直流输电工程数模混合仿真系统的 ■石出。该接口实施电路全面涵盖了不同高压直流物理仿真元件与直流控制设备之间的信号交换的方法和接口电路的实施，可以保证两者之间的安全、可靠和便捷的连接，实现仿真系统安全可靠运行，提高仿真试验和研究效率并有利于仿真研究的便利快捷及提高设备投资利用率。附图说明图1 本技术提供的一种主设备物理仿真元件与控制设备接口连接的示意图图2 本技术提供的直流控制设备送往换流阀仿真元件的触发脉冲信号接口电路实施图图3 本技术提供的换流阀仿真元件送往控制设备的换流阀电流过零点信号接口电路实施图图4 本技术提供的直流控制设备送往换流变压器仿真元件的分接开关控制命令信号接口电路实施图图5 本技术提供的直流控制设备送往交直流场开关仿真元件的控制信号接口电路实施图图6 本技术提供的换流变压器仿真元件送往直流控制设备的分接开关位置信号接口电路实施图其中，1为高压直流控制设备；2为交直流场电压信号；3为交直流场电流信号；4 为换流阀触发脉冲信号；5为换流阀电流过零点信号；6为换流变压器分接开关位置信号；7 为换流变压器分接开关控制命令信号；8为交直流场开关控制命令信号；9为交直流场开关模型；10为换流变压器及其分接开关模型；11为换流阀模型；12为交直流场电流测量元件模型；13为交直流场电压测量元件模型。具体实施方式本实施方式提供的一种主设备仿真元件与控制设备的接口连接的示意图如图1。 控制设备的高压直流控制系统1分别连接交直流场电压信号接口 2、交直流场电流信号接口 3、换流阀触发脉冲信号接口 4、换流阀过零点信号接口 5、换流变压器分接开关位置信号接口 6、换流变压器分接开关调节指令信号接口 7、交直流场开关投切命令8的信号端；所述交直流场电压信号接口 2的另一端连接电压测量元件模型13 ；交直流场电流信号接口 3的另一端连接电流测量元件模型12 ；换流阀触发脉冲信号接口 4、换流阀过零点信号接口 5的另一端连接换流阀模型11 ；换流变压器分接开关位置信号接口 6、换流变压器分接开关调节指令信号接口 7的另一端连接换流变压器分接开关模型10 ；交直流场开关投切命令8的另一端连接交直流场开关模型9。本实施例的每个换流阀模型与电压测量元件相连，向控制设备提供电压范围为 +10至-IOV的阀电压信号。图2中，高压直流控制系统1发出换流阀触发的数字信号，该数字信号经过光耦元件隔离放大后连接到控制设备的端子排上，再经电缆插座通过带屏蔽双绞信号传输电缆送往本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高压直流输电仿真试验平台与控制设备的接口电路，所述仿真试验平台包括交直流场开关模型（９）、换流变压器分接开关模型（１０）、换流阀模型（１１）、电流测量元件模型（１２）和电压测量元件模型（１３）；所述控制设备包括高压直流控制系统（１），所述高压直流控制系统（１）包括交直流场电压信号接口（２）、交直流场电流信号接口（３）、换流阀触发脉冲信号接口（４）、换流阀过零点信号接口（５）、换流变压器分接开关位置信号接口（６）、换流变压器分接开关调节指令信号接口（７）和交直流场开关投切命令（８）；所述控制设备的高压直流控制系统（１）分别与交直流场电压信号接口（２）、交直流场电流信号接口（３）、换流阀触发脉冲信号接口（４）、换流阀过零点信号接口（５）、换流变压器分接开关位置信号接口（６）、换流变压器分接开关调节指令信号接口（７）和交直流场开关投切命令（８）的信号端连接；其特征在于，所述交直流场电压信号接口（２）的另一端连接电压测量元件模型（１３）；交直流场电流信号接口（３）的另一端连接电流测量元件模型（１２）；换流阀触发脉冲信号接口（４）、换流阀过零点信号接口（５）的另一端连接换流阀模型（１１）；换流变压器分接开关位置信号接口（６）、换流变压器分接开关调节指令信号接口（７）的另一端连接换流变压器分接开关模型（１０）；交直流场开关投切命令（８）的另一端连接交直流场开关模型（９）；所述交直流场开关投切命令（８）包括滤波器开关。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云，王明新，曾南超，蒋卫平，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11