CN102540907A - 并联型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口 - Google Patents

并联型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口 Download PDF

Info

Publication number
CN102540907A
CN102540907A CN2012100378529A CN201210037852A CN102540907A CN 102540907 A CN102540907 A CN 102540907A CN 2012100378529 A CN2012100378529 A CN 2012100378529A CN 201210037852 A CN201210037852 A CN 201210037852A CN 102540907 A CN102540907 A CN 102540907A
Authority
CN
China
Prior art keywords
simulation subsystem
parallel connection
connection type
phase full
full bridge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012100378529A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102540907B (zh
Inventor
毛承雄
曾杰
王丹
盛超
张硕延
陈迅
陆继明
曹亚龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology, Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN201210037852.9A priority Critical patent/CN102540907B/zh
Publication of CN102540907A publication Critical patent/CN102540907A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102540907B publication Critical patent/CN102540907B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明提出一种并联型数模综合仿真系统接口,包括:基于并联型整流器和跟随器的物理仿真子系统接口、测量单元、数字仿真子系统接口以及控制系统;其中,并联型的物理仿真子系统接口连接三相电源和物理仿真子系统;用于测量物理仿真子系统端口电压和电流的测量单元,与数字仿真子系统接口连接;数字仿真子系统接口与数字仿真子系统连接;数字仿真子系统与控制系统连接。可以将物理仿真子系统和数字仿真子系统综合起来,构成整个电力系统的实时仿真模型,从而充分发挥物理仿真和数字仿真的优势。本发明还提出一种物理仿真子系统接口。

Description

并联型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口
技术领域
本发明涉及数模信号仿真领域,具体涉及并联型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口。
背景技术
随着风能、太阳能等可再生能源的大规模开发和利用,考虑将分布式电源、储能装置、能量变换装置等分布式发电供能系统以微网的形式接入到大电网并网运行,与大电网互为支撑,从而充分发挥分布式发电供能系统的效能。由于微网系统的引入,需要对微网与大电网的相互作用机理以及微网系统独网运行和并网运行的运行特性进行深入的研究。电力系统实时仿真技术是进行电力系统运行特性研究及装置测试的重要手段,在很多方面具有不可替代的作用,因此,建设具有可再生能源发电微网系统及其所接入大电网的实时仿真系统,成为研究微网及其与大电网相互作用机理的必然要求。目前使用物理仿真系统或者数字仿真系统进行研究微网与大电网的相互作用机理以及微网系统独网运行和并网运行的运行特性。
物理仿真考虑了非线性等复杂的不确定因素,因此能够比较准确地模拟电力系统的动态过程,对于机理尚不清楚的现象以及新型电力设备的研究十分方便,但是其建模过程复杂,时间及资金消耗大,参数调整困难,移植性和兼容性受到限制;
数字仿真采用现代计算机技术、控制技术,结合了大型软件和复杂硬件,其建模速度快,参数调整方便,能对大系统进行仿真,但是对于新型的设备和控制策略的仿真不尽人意。
发明内容
本发明的目的在于提出一种并联型数模综合仿真系统接口,该接口可以将物理仿真子系统和数字仿真子系统综合起来,构成整个电力系统的实时仿真模型,从而充分发挥物理仿真和数字仿真的优势。
为达到上述目的,采用的方案:
一种并联型数模综合仿真系统接口,包括:物理仿真子系统接口、测量单元、数字仿真子系统接口以及控制系统;
其中,所述物理仿真子系统接口包括输入变压器、3组并联型整流器、3组并联型跟随器;所述输入变压器的一次绕组端接三相电源,所述输入变压器的二次绕组分为3组;每组并联型整流器包括M个三相全桥;每组并联型跟随器包括N个单相全桥;其中,M、N为正整数;
不同组的二次绕组连接不同组的并联型整流器中的三相全桥的交流端;在同一并联型整流器中,三相全桥的第一输出端并接以及第二输出端并接;不同并联型整流器的三相全桥的第一输出端的并接端连接不同并联型跟随器的单相全桥的第一直流端;不同并联型整流器的三相全桥的第二输出端的并接端连接不同并联型跟随器的单相全桥的第二直流端;
同一并联型跟随器的单相全桥的第一交流端并接;所有单相全桥的第二交流端并接;各组单相全桥的第一交流端的并接端、第二交流端的并接端与物理仿真子系统连接;
用于测量所述物理仿真子系统端口电压和电流的所述测量单元,与所述数字仿真子系统接口连接;所述数字仿真子系统接口根据所述测量单元测量的电压和电流信息来控制输出状态,所述数字仿真子系统接口的输出端与数字仿真子系统连接;接收所述数字仿真子系统输出端的电压和电流信息的所述控制系统,根据接收的所述电压和电流信息来控制所述物理仿真子系统接口。
本发明提出一种并联型数模综合仿真系统接口,该接口基于并联型整流器和跟随器,通过控制系统接收数字仿真子系统的电压电流信号,来控制物理仿真子系统接口的工作状态,从而达到实现物理仿真子系统边界条件的效果;通过测量单元得到物理仿真子系统端口的电压电流,然后根据测量单元测得的电压电流来进行数字仿真,从而达到实现数字仿真子系统边界条件的效果;从而可以将物理仿真子系统和数字仿真子系统综合起来,构成整个电力系统的实时仿真模型,从而充分发挥物理仿真和数字仿真的优势。
本发明还提出一种物理仿真子系统接口,包括:输入变压器、3组并联型整流器、3组并联型跟随器;所述输入变压器的一次绕组端接三相电源,所述输入变压器的二次绕组分为3组;每组并联型整流器包括M个三相全桥;每组并联型跟随器包括N个单相全桥;其中,M、N为正整数;
不同组的二次绕组连接不同组的并联型整流器中的三相全桥的交流端;在同一并联型整流器中,三相全桥的第一输出端并接以及第二输出端并接;不同并联型整流器的三相全桥的第一输出端的并接端连接不同并联型跟随器的单相全桥的第一直流端;不同并联型整流器的三相全桥的第二输出端的并接端连接不同并联型跟随器的单相全桥的第二直流端;
同一并联型跟随器的单相全桥的第一交流端并接;所有单相全桥的第二交流端并接;各组单相全桥的第一交流端的并接端、第二交流端的并接端与物理仿真子系统连接。
附图说明
图1是本发明中并联型数模综合仿真系统接口的一个优选结构示意图;
图2是本发明中并联型数模综合仿真系统接口的另一个优选结构示意图。
具体实施方式
为便于理解,将结合附图进行阐述。
请参考图1,本发明提出一种并联型数模综合仿真系统接口,包括:物理仿真子系统接口T1、测量单元T2、数字仿真子系统接口T4以及控制系统T6;
其中,物理仿真子系统接口T1包括输入变压器1、3组并联型整流器2、3组并联型跟随器4;输入变压器1的一次绕组端接三相电源,输入变压器1的二次绕组分为3组;每组并联型整流器2包括M个三相全桥3;每组并联型跟随器4包括N个单相全桥5;其中,M、N为正整数;
不同组的二次绕组连接不同组的并联型整流器2中的三相全桥3的交流端;在同一并联型整流器2中,三相全桥3的第一输出端并接以及第二输出端并接;不同并联型整流器2的三相全桥3的第一输出端的并接端连接不同并联型跟随器4的单相全桥5的第一直流端;不同并联型整流器2的三相全桥3的第二输出端的并接端连接不同并联型跟随器4的单相全桥5的第二直流端;
同一并联型跟随器4的单相全桥5的第一交流端并接;所有单相全桥5的第二交流端并接;各组单相全桥5的第一交流端的并接端、第二交流端的并接端与物理仿真子系统连接;
用于测量物理仿真子系统端口电压和电流的测量单元T2,与数字仿真子系统接口T1连接;数字仿真子系统接口T4与数字仿真子系统连接;数字仿真子系统接口T4根据测量单元T2测量的电压和电流信息来控制自身输出状态;数字仿真子系统的输出端给控制系统T6提供电压和电流信息,控制系统T6根据接收的数字仿真子系统输出的电压和电流信息来控制物理仿真子系统接口T1的工作状态。
本发明提出一种并联型数模综合仿真系统接口,该系统接口基于并联型整流器和跟随器,通过控制系统接收数字仿真子系统的电压电流信号,来控制物理仿真子系统接口的工作状态,从而达到实现物理仿真子系统边界条件的效果;通过测量单元得到物理仿真子系统端口的电压电流,然后根据测量单元测得的电压电流来进行数字仿真,从而达到实现数字仿真子系统边界条件的效果;从而可以将物理仿真子系统和数字仿真子系统综合起来,构成整个电力系统的实时仿真模型,从而充分发挥物理仿真和数字仿真的优势。
为了滤除高频开关谐波,可对上述实施例进行改进,参见图2,物理仿真子系统接口T1还包括:三相输出滤波器6,
三相输出滤波器6的输入端与各组单相全桥5的第一交流端的并接端以及所有单相全桥5的第二交流端的并接端连接,三相输出滤波器6的输出端与物理仿真子系统连接。
其中,控制系统根据数字仿真子系统输出的电压和电流信息来控制物理仿真子系统接口时,利用数字仿真子系统输出的电压采用电压跟踪算法来控制物理仿真子系统接口输出电压;利用数字仿真子系统输出的电流采用电流跟踪算法来控制物理仿真子系统接口输出电流。
其中,三相全桥的数目M与单相全桥的数目N的取值可以不相等,使得并联型整流器和并联型跟随器的设计更灵活。
本发明还提出一种物理仿真子系统接口具体结构可参见图1或者图2,此处不再赘述。
在本发明中,基于并联型的物理仿真子系统接口;数字仿真子系统接口在实时数字仿真平台(RTDS)下实现,RTDS平台有受控电压源和受控电流源模块,并且其控制量可以是外部输入信号;数字仿真子系统接口的信号输入端接收测量得到的物理仿真子系统端口电压和电流量,输出端口与数字仿真子系统相连。对物理仿真子系统接口装置,其控制系统接收数字仿真子系统输出的端口电压电流信息,并采用电压跟踪或电流跟踪算法来控制并联电压型变流器的全控开关器件的工作状态,以达到以下目的:控制变流器输出交流侧的电压或电流波形与数字仿真子系统给出的端口电压或电流波形相同,从而达到实现物理仿真子系统边界条件的效果。数字仿真子系统接口由RTDS平台中简单的受控电压源和电流源组成,受控电压源和电流源在RTDS内都有现成的模块,其受控电流源和受控电压源的控制量为数字仿真子系统接口的信号输入端接收的物理仿真子系统端口电流和电压,当需要切换时,外部切换控制信号变化,控制RTDS内的开关倒换;具体的:收到电压信号,则选通受控电压源并根据接收的电压信号控制该受控电压源的输出;收到电流信号,则选通受控电流源并根据接收的电流信号控制该受控电流源的输出;以达到以下目的:控制数字仿真子系统输出交流侧的电流或电压波形与物理仿真子系统端口测量得到的电流或电压波形相同,从而达到实现数字仿真子系统边界条件的效果。
以上本发明实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种并联型数模综合仿真系统接口,其特征在于,包括:物理仿真子系统接口、测量单元、数字仿真子系统接口以及控制系统;
其中,所述物理仿真子系统接口包括输入变压器、3组并联型整流器、3组并联型跟随器;所述输入变压器的一次绕组端接三相电源,所述输入变压器的二次绕组分为3组;每组并联型整流器包括M个三相全桥;每组并联型跟随器包括N个单相全桥;其中,M、N为正整数;
不同组的二次绕组连接不同组的并联型整流器中的三相全桥的交流端;在同一并联型整流器中,三相全桥的第一输出端并接以及第二输出端并接;不同并联型整流器的三相全桥的第一输出端的并接端连接不同并联型跟随器的单相全桥的第一直流端;不同并联型整流器的三相全桥的第二输出端的并接端连接不同并联型跟随器的单相全桥的第二直流端;
同一并联型跟随器的单相全桥的第一交流端并接;所有单相全桥的单相全桥的第二交流端并接;各组单相全桥的第一交流端的并接端、第二交流端的并接端与物理仿真子系统连接;
用于测量所述物理仿真子系统端口电压和电流的所述测量单元,与所述数字仿真子系统接口连接;所述数字仿真子系统接口根据所述测量单元测量的电压和电流信息来控制输出状态,所述数字仿真子系统接口的输出端与数字仿真子系统连接;接收所述数字仿真子系统输出的电压和电流信息的所述控制系统,根据接收的所述电压和电流信息来控制所述物理仿真子系统接口。
2.根据权利要求1所述的并联型数模综合仿真系统接口,其特征在于,所述物理仿真子系统接口还包括:三相输出滤波器,
所述三相输出滤波器的输入端与各组单相全桥的第一交流端的并接端以及所有单相全桥的第二交流端的并接端连接,所述三相输出滤波器的输出端与所述物理仿真子系统连接。
3.根据权利要求1所述的并联型数模综合仿真系统接口,其特征在于,
所述控制系统根据所述数字仿真子系统输出的电压和电流信息来控制所述物理仿真子系统接口时,利用所述数字仿真子系统输出的电压采用电压跟踪算法来控制所述物理仿真子系统接口输出电压;利用所述数字仿真子系统输出的电流采用电流跟踪算法来控制所述物理仿真子系统接口输出电流。
4.根据权利要求1所述的并联型数模综合仿真系统接口,其特征在于,所述数字仿真子系统接口根据所述测量单元测量的电压和电流信息来控制输出状态包括:
所述数字仿真子系统接口包括受控电流源和受控电压源;
当所述数字仿真子系统接口接收所述测量单元发送的电压信号时,选通受控电压源并控制受控电压源的输出;
当所述数字仿真子系统接口接收所述测量单元发送的电流信号时,选通受控电流源并控制受控电流源的输出。
5.根据权利要求1至4任一项所述的并联型数模综合仿真系统接口,其特征在于,所述M与所述N的取值不相等。
6.根据权利要求1至4任一项所述的并联型数模综合仿真系统接口,其特征在于,所述M与所述N的取值相等。
7.一种物理仿真子系统接口,其特征在于,包括:输入变压器、3组并联型整流器、3组并联型跟随器;所述输入变压器的一次绕组端接三相电源,所述输入变压器的二次绕组分为3组;每组并联型整流器包括M个三相全桥;每组并联型跟随器包括N个单相全桥;其中,M、N为正整数;
不同组的二次绕组连接不同组的并联型整流器中的三相全桥的交流端;在同一并联型整流器中,三相全桥的第一输出端并接以及第二输出端并接;不同并联型整流器的三相全桥的第一输出端的并接端连接不同并联型跟随器的单相全桥的第一直流端;不同并联型整流器的三相全桥的第二输出端的并接端连接不同并联型跟随器的单相全桥的第二直流端;
同一并联型跟随器的单相全桥的第一交流端并接;所有单相全桥的第二交流端并接;各组单相全桥的第一交流端的并接端、第二交流端的并接端与物理仿真子系统连接。
8.根据权利要求7所述的物理仿真子系统接口,其特征在于,还包括:三相输出滤波器,
所述三相输出滤波器的输入端与各组单相全桥的第一交流端的并接端以及所有单相全桥的第二交流端的并接端连接,所述三相输出滤波器的输出端与所述物理仿真子系统连接。
9.根据权利要求7或8所述的物理仿真子系统接口,其特征在于,所述M与所述N的取值不相等。
10.根据权利要求7或8所述的物理仿真子系统接口,其特征在于,所述M与所述N的取值相等。
CN201210037852.9A 2012-02-17 2012-02-17 并联型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口 Active CN102540907B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210037852.9A CN102540907B (zh) 2012-02-17 2012-02-17 并联型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210037852.9A CN102540907B (zh) 2012-02-17 2012-02-17 并联型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102540907A true CN102540907A (zh) 2012-07-04
CN102540907B CN102540907B (zh) 2014-04-09

Family

ID=46348005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210037852.9A Active CN102540907B (zh) 2012-02-17 2012-02-17 并联型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102540907B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103559331A (zh) * 2013-10-11 2014-02-05 华中科技大学 电流源型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口
CN105739324A (zh) * 2016-01-27 2016-07-06 东南大学 一种电力信息物理融合系统实时仿真平台及其方法
CN110471309A (zh) * 2019-07-26 2019-11-19 西北工业大学 针对功率硬件在环系统的仿真方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69612896T2 (de) * 1995-03-09 2001-10-25 Toyota Jidosha K.K., Toyota System und Methode zur Regelung mit Hilfe einer äquivalenten Schaltung, die als Referenz angewandt wird
US20030046041A1 (en) * 2001-06-15 2003-03-06 International Business Machines Corporation Real-time model evaluation
KR100726024B1 (ko) * 2005-12-30 2007-06-08 한국전기연구원 전력계통 실시간 시뮬레이터를 이용한 신재생에너지전원용인버터의 계통연계시험 장치 및 방법
CN101281463A (zh) * 2007-12-24 2008-10-08 国网直流工程建设有限公司 一种高压直流输电、特高压直流输电通用控制模型开发方法
CN202443262U (zh) * 2012-02-17 2012-09-19 广东电网公司电力科学研究院 并联型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69612896T2 (de) * 1995-03-09 2001-10-25 Toyota Jidosha K.K., Toyota System und Methode zur Regelung mit Hilfe einer äquivalenten Schaltung, die als Referenz angewandt wird
US20030046041A1 (en) * 2001-06-15 2003-03-06 International Business Machines Corporation Real-time model evaluation
KR100726024B1 (ko) * 2005-12-30 2007-06-08 한국전기연구원 전력계통 실시간 시뮬레이터를 이용한 신재생에너지전원용인버터의 계통연계시험 장치 및 방법
CN101281463A (zh) * 2007-12-24 2008-10-08 国网直流工程建设有限公司 一种高压直流输电、特高压直流输电通用控制模型开发方法
CN202443262U (zh) * 2012-02-17 2012-09-19 广东电网公司电力科学研究院 并联型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103559331A (zh) * 2013-10-11 2014-02-05 华中科技大学 电流源型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口
CN103559331B (zh) * 2013-10-11 2016-06-01 华中科技大学 电流源型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口
CN105739324A (zh) * 2016-01-27 2016-07-06 东南大学 一种电力信息物理融合系统实时仿真平台及其方法
CN110471309A (zh) * 2019-07-26 2019-11-19 西北工业大学 针对功率硬件在环系统的仿真方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102540907B (zh) 2014-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12073161B2 (en) Power electronics converter based reconfigurable grid emulation platform
CN201555863U (zh) 三相馈能式交直流通用电子负载模拟装置
CN108535545B (zh) 一种双谐振注入式宽频带阻抗测量装置及其控制方法
CN204012751U (zh) 一种能量回馈式可编程电子能馈负载装置
CN204758716U (zh) 一种逆变器在环测试装置
CN102654565A (zh) 一种电池模拟方法及模拟器
CN204439747U (zh) 一种电力系统抑制谐波功能装置的检测装置
CN106950512B (zh) 一种储能变流器并离网特性一体化检测系统及方法
CN102253247B (zh) 一种可灵活扩展的模块化多电平换流器的通用实验平台
CN103777525A (zh) 风电场仿真机与rtds仿真器的自定义接口
Jiang et al. Simplified solid state transformer modeling for real time digital simulator (RTDS)
CN202443262U (zh) 并联型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口
CN103559331B (zh) 电流源型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口
CN102540907B (zh) 并联型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口
CN102545269B (zh) 串联型数模综合仿真系统接口
CN204374950U (zh) 一种储能单元pcs控制板的混合仿真测试接口
CN102890217B (zh) 一种基于z源逆变器的通用实验装置
Zhang et al. Three-phase four-leg inverter based on voltage hysteresis control
CN103312188A (zh) 用于电力电子装置中电抗器性能测试的电源及其测试方法
CN104934963A (zh) 一种连续脉冲非线性负载等效模拟装置
CN204190402U (zh) 楼宇光伏发电供电智能化系统
CN202474881U (zh) 串联型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口
CN210640691U (zh) 电能质量综合治理装置
CN202818122U (zh) 一种电网模拟器
CN105760636A (zh) 一种发电系统实时仿真系统及实时仿真方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 510080 water Donggang 8, Dongfeng East Road, Yuexiu District, Guangzhou, Guangdong.

Patentee after: Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co.,Ltd.

Patentee after: HUAZHONG University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Address before: 510080 water Donggang 8, Dongfeng East Road, Yuexiu District, Guangzhou, Guangdong.

Patentee before: ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE OF GUANGDONG POWER GRID Corp.

Patentee before: HUAZHONG University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

CP01 Change in the name or title of a patent holder
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210706

Address after: 510080 water Donggang 8, Dongfeng East Road, Yuexiu District, Guangzhou, Guangdong.

Patentee after: Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co.,Ltd.

Address before: 510080 water Donggang 8, Dongfeng East Road, Yuexiu District, Guangzhou, Guangdong.

Patentee before: Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co.,Ltd.

Patentee before: HUAZHONG University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

TR01 Transfer of patent right