本实用新型涉及电力系统仿真技术领域，特别是涉及一种电力电子变换装置控制器试验平台。
背景技术：
随着越来越多大规模新能源和高压直流并网运行，电力系统中的大规模电力电子变换装置占比越来越大，如风力发电机的整流逆变器、光伏电站的逆变器、柔性直流的mmc(modularmultilevelconverter，模块化多电平换流器)换流站等等。这些大规模电力电子变换器的控制策略的好坏直接影响到系统的运行安全。然而，一方面，在实际电网中，却无法开展大规模电力电子变换器的控制策略对系统影响的有效测试；另一方面，在纯数字仿真中，大规模电力电子变换器的控制装置及控制策略均以数字模型实现，与控制器实际的控制效果无法开展有效的测试对比。
技术实现要素：
本实用新型实施例提供一种电力电子变换装置控制器试验平台，能够验证电力电子变换装置控制器的数字模型的准确性和有效性，从而实现电力电子变换装置的控制策略对系统影响的有效测试。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种电力电子变换装置控制器试验平台，包括用于对电力电子变换装置进行建模以及仿真的数字仿真器和小步长仿真器、数据采集交换装置、电力电子变换装置控制器、数据存储对比分析装置以及工作终端；
所述数字仿真器的数据端和所述小步长仿真器的数据端分别通过所述数据采集交换装置与所述电力电子变换装置控制器的数据端连接，所述数字仿真器的输出端与所述数据存储对比分析装置的第一输入端连接，所述小步长仿真器的输出端与所述数据存储对比分析装置的第二输入端连接，所述电力电子变换装置控制器的输出端与所述数据存储对比分析装置的第三输入端连接；所述工作终端与所述数字仿真器连接，所述数字仿真器还与所述小步长仿真器连接。
作为优选方案，所述电力电子变换装置控制器试验平台还包括功率放大器，所述数据采集交换装置的输出端通过所述功率放大器与所述电力电子变换装置控制器的第一输入端连接。
作为优选方案，所述数据采集交换装置包括模拟信号输出/输入板卡以及数字信号输出/输入板卡；
所述数字仿真器的数据端和所述小步长仿真器的数据端分别通过所述数据采集交换装置与所述电力电子变换装置控制器的数据端连接，具体为：
所述数字仿真器的数据端分别与所述模拟信号输出/输入板卡的第一端和所述数字信号输出/输入板卡的第一端连接；所述小步长仿真器的数据端分别与所述模拟信号输出/输入板卡的第二端和所述数字信号输出/输入板卡的第二端连接；所述电力电子变换装置控制器的数据端分别与所述模拟信号输出/输入板卡的第三端和所述数字信号输出/输入板卡的第三端连接。
作为优选方案，所述数据存储对比分析装置包括信号转换模块、数据存储模块和处理模块，所述信号转换模块的输入端分别与所述数据存储对比分析装置的第一输入端、第二输入端和第三输入端连接，所述信号转换模块的输出端与所述数据存储模块的输入端连接，所述数据存储模块还与所述处理模块连接。
作为优选方案，所述电力电子变换装置控制器为风机控制器、光伏控制器、statcom控制器、柔性直流mmc控制器中的任意一种。
本实用新型提供一种电力电子变换装置控制器试验平台，包括用于对电力电子变换装置进行建模以及仿真的数字仿真器和小步长仿真器、数据采集交换装置、电力电子变换装置控制器、数据存储对比分析装置以及工作终端；所述数字仿真器的数据端和所述小步长仿真器的数据端分别通过所述数据采集交换装置与所述电力电子变换装置控制器的数据端连接，所述数字仿真器的输出端与所述数据存储对比分析装置的第一输入端连接，所述小步长仿真器的输出端与所述数据存储对比分析装置的第二输入端连接，所述电力电子变换装置控制器的输出端与所述数据存储对比分析装置的第三输入端连接；所述工作终端与所述数字仿真器连接，所述数字仿真器还与所述小步长仿真器连接。通过使所述工作终端、所述数字仿真器、所述小步长仿真器依次连接，并使所述数字仿真器的数据端和所述小步长仿真器的数据端分别通过所述数据采集交换装置与所述电力电子变换装置控制器的数据端连接，使得所述数字仿真器、所述小步长仿真器与所述电力电子变换装置控制器能够进行信息交互，从而模拟出电力电子变换装置控制器的控制策略在不同电网运行环境中对电网的影响，同时通过使所述数字仿真器的输出端与所述数据存储对比分析装置的第一输入端连接，所述小步长仿真器的输出端与所述数据存储对比分析装置的第二输入端连接，所述电力电子变换装置控制器的输出端与所述数据存储对比分析装置的第三输入端连接，使得所述数据存储对比分析装置能够接收所述数字仿真器、所述小步长仿真器和所述电力电子变换装置控制器的输出信号，并进行分析对比，从而实现对电力电子变换装置控制器的数字模型的准确性和有效性的验证，进而提高了电网稳定分析、电力电子变换装置控制器建模及控制策略研究能力。
附图说明
图1是本实用新型实施例中的电力电子变换装置控制器试验平台的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中的数据采集交换装置的结构示意图；
图3是本实用新型实施例中的数据存储对比分析装置的结构示意图。
其中，1、数字仿真器；2、小步长仿真器；3、数据采集交换装置；31、模拟信号输出/输入板卡；32、数字信号输出/输入板卡；4、电力电子变换装置控制器；5、数据存储对比分析装置；51、信号转换模块；52、数据存储模块；53、处理模块；6、工作终端；7、功率放大器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型优选实施例的一种电力电子变换装置控制器试验平台，包括用于对电力电子变换装置进行建模以及仿真的数字仿真器1和小步长仿真器2、数据采集交换装置3、电力电子变换装置控制器4、数据存储对比分析装置5以及工作终端6；
所述数字仿真器1的数据端和所述小步长仿真器2的数据端分别通过所述数据采集交换装置3与所述电力电子变换装置控制器4的数据端连接，所述数字仿真器1的输出端与所述数据存储对比分析装置5的第一输入端连接，所述小步长仿真器2的输出端与所述数据存储对比分析装置5的第二输入端连接，所述电力电子变换装置控制器4的输出端与所述数据存储对比分析装置5的第三输入端连接；所述工作终端6与所述数字仿真器连接1，所述数字仿真器1还与所述小步长仿真器2连接。
在本实用新型实施例中，所述数字仿真器1和所述小步长仿真器2均用于对电力电子变换装置进行建模以及仿真，所述工作终端6用于进行仿真监控；通过使所述工作终端6与所述数字仿真器连接1，并使所述数字仿真器1与所述小步长仿真器2连接，使得能够通过所述工作终端6设置仿真时长和监控仿真波形，另外还能够通过所述工作终端6设置仿真过程中的各种干扰，如短路故障，切除线路、发电机、负荷等干扰，以模拟不同的电网运行环境；通过使所述数字仿真器1的数据端和所述小步长仿真器2的数据端分别通过所述数据采集交换装置3与所述电力电子变换装置控制器4的数据端连接，使得所述数据采集交换装置3能够将仿真过程中所述数字仿真器1和所述小步长仿真器2输出的数字量信号转换成模拟量信号，并传输至所述电力电子变换装置控制器4中，以使所述电力电子变换装置控制器4对输入的模拟量信号进行计算分析，并输出相应的控制信号；同时所述数据采集交换装置3还能够将所述电力电子变换装置控制器4输出的控制信号相应地转化为所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2可以识别的数字信号，并相应传输至所述数字仿真器1和所述小步长仿真器2中，从而使得所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2与所述电力电子变换装置控制器4之间能够进行信息交互，以实现所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2和电力电子变换装置的实际物理控制器的实时混合仿真，进而模拟出电力电子变换装置控制器的控制策略在不同电网运行环境中对电网的影响；同时，还通过使所述数字仿真器1的输出端与所述数据存储对比分析装置5的第一输入端连接，所述小步长仿真器2的输出端与所述数据存储对比分析装置5的第二输入端连接，所述电力电子变换装置控制器4的输出端与所述数据存储对比分析装置5的第三输入端连接，使得所述数据存储对比分析装置5能够接收所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2和所述电力电子变换装置控制器4的输出信号，并进行分析对比，从而实现电力电子变换装置控制器的数字模型的准确性和有效性的验证，进而提高了电网稳定分析、电力电子变换装置控制器建模及控制策略研究能力。
需要说明的是，对于同一套电力电子变换装置，可以分为电力电子变换装置本体和电力电子变换装置控制器4两部分，对于这两部分的模拟可以采取以下方案：
(1)所述电力电子变换装置本体和所述电力电子变换装置控制器4均采用所述数字仿真器1进行建模和仿真；
(2)所述电力电子变换装置本体采用所述小步长仿真器2进行建模和仿真；所述电力电子变换装置控制器4采用所述数字仿真器1进行建模和仿真；
(3)所述电力电子变换装置本体采用所述小步长仿真器2进行建模和仿真；所述电力电子变换装置控制器4使用实际的物理控制器；
(4)所述电力电子变换装置本体采用所述数字仿真器1进行建模和仿真，所述电力电子变换装置控制器4使用实际的物理控制器。
因此，通过所述数据存储对比分析装置5接收所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2和所述电力电子变换装置控制器4输出的信号，并进行分析对比，具体表现为：对于同一套电力电子变换装置，通过所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2和所述电力电子变换装置控制器4，采用上述4个方案进行仿真，并将仿真结果进行分析对比，从而实现验证电力电子变换装置控制器的数字模型的准确性和有效性。需要说明的是，本实施例可以根据实际情况选取上述方案进行仿真，如可以仅采用方案(1)和(3)，当然还可以采用其他模拟方案，本实用新型实施例对此不做具体限制。
在本实用新型实施例中，为了确保所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2与所述电力电子变换装置控制器4之间能够进行信息交互，本实施例中所述电力电子变换装置控制器试验平台还包括功率放大器7，所述数据采集交换装置3的输出端通过所述功率放大器7与所述电力电子变换装置控制器4的第一输入端连接。通过设置所述功率放大器7，使得在所述数据采集交换装置3将仿真过程中所述数字仿真器1和所述小步长仿真器2输出的数字量信号转换成模拟量信号后，输出的一部分模拟量信号直接传输至所述电力电子变换装置控制器4，另一部分模拟量信号能够经所述功率放大器7放大后再传输至所述电力电子变换装置控制器4中。
如图2所示，为了使所述数据采集交换装置3实现将所述数字仿真器1和所述小步长仿真器2输出的数字量信号转换成所述电力电子变换装置控制器4可以识别的模拟量信号，同时还能够将所述电力电子变换装置控制器4输出的控制信号转化为所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2可以识别的数字信号，以进一步确保所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2与所述电力电子变换装置控制器4之间能够进行信息交互，本实施例中所述数据采集交换装置3包括模拟信号输出/输入板卡31以及数字信号输出/输入板卡32；
所述数字仿真器1的数据端和所述小步长仿真器2的数据端分别通过所述数据采集交换装置3与所述电力电子变换装置控制器4的数据端连接，具体为：
所述数字仿真器1的数据端分别与所述模拟信号输出/输入板卡31的第一端和所述数字信号输出/输入板卡32的第一端连接；所述小步长仿真器2的数据端分别与模拟信号输出/输入板卡31的第二端和所述数字信号输出/输入板卡32的第二端连接；所述电力电子变换装置控制器4的数据端分别与所述模拟信号输出/输入板卡31的第三端和所述数字信号输出/输入板卡32的第三端连接。通过设置所述模拟信号输出/输入板卡31和所述数字信号输出/输入板卡32，以对所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2和所述电力电子变换装置控制器4传输至所述数据采集交换装置3的信号进行处理，从而实现将所述数字仿真器1和所述小步长仿真器2输出的数字量信号转换成所述电力电子变换装置控制器4可以识别的模拟量信号，同时还能够将所述电力电子变换装置控制器4输出的控制信号转化为所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2可以识别的数字信号。
另外，在本实用新型实施例中，所述模拟信号输出/输入板卡31的第四端和所述数字信号输出/输入板卡32的第四端分别与所述数据采集交换装置3的输出端连接，使得所述模拟信号输出/输入板卡31的第四端和所述数字信号输出/输入板卡32的第四端能够分别通过所述功率放大器7与所述电力电子变换装置控制器4的第一输入端连接，从而进一步确保所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2和所述电力电子变换装置控制器4之间能够正常进行信息交互。。
如图3所示，本实施例中所述数据存储对比分析装置5包括信号转换模块51、数据存储模块52和处理模块53，所述信号转换模块51的输入端分别与所述数据存储对比分析装置5的第一输入端、第二输入端和第三输入端连接，所述信号转换模块51的输出端与所述数据存储模块52的输入端连接，所述数据存储模块52还与所述处理模块53连接。
在本实用新型实施例中，通过使所述信号转换模块51的输入端分别与所述数据存储对比分析装置5的第一输入端、所述数据存储对比分析装置5的第二输入端和所述数据存储对比分析装置5的第三输入端连接，使得所述信号转换模块51的输入端分别与所述数字仿真器1的输出端、所述小步长仿真器2的输出端和所述电力电子变换装置控制器4的输出端连接，从而使得所述信号转换模块51能够接收所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2和所述电力电子变换装置控制器4的输出信号，并进行相应的转换；同时通过使所述信号转换模块51的输出端与所述数据存储模块52的输入端连接，使得所述信号转换模块51能够将处理后的所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2和所述电力电子变换装置控制器4的输出信号存储至所述数据存储模块52中；并通过使所述数据存储模块52与所述处理模块53连接，使得所述处理模块53能够从所述数据存储模块52中获取所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2和所述电力电子变换装置控制器4的输出信号进行分析对比，并将分析比对结果存储至所述数据存储模块52中。
另外，本实施例中所述数据存储模块52为大容量的存储模块，从而确保能够存储所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2和所述电力电子变换装置控制器4的输出信号；所述处理模块53为高性能的处理芯片，能够对所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2和所述电力电子变换装置控制器4的输出信号进行快速、详细的比对分析。
在本实用新型实施例中，所述电力电子变换装置控制器4可以设置为风机控制器、光伏控制器、statcom(staticsynchronouscompensator，静止同步补偿器)控制器、柔性直流mmc控制器中的任意一种。当然，本实施例中所述电力电子变换装置控制器4不限于上述4种类型的控制器，所述电力电子变换装置控制器4的类型可以根据实际情况设置，在此不做更多的赘述。
综上，本实用新型提供一种电力电子变换装置控制器试验平台，包括用于对电力电子变换装置进行建模以及仿真的数字仿真器1和小步长仿真器2、数据采集交换装置3、电力电子变换装置控制器4、数据存储对比分析装置5以及工作终端6；所述数字仿真器1的数据端和所述小步长仿真器2的数据端分别通过所述数据采集交换装置3与所述电力电子变换装置控制器4的数据端连接，所述数字仿真器1的输出端与所述数据存储对比分析装置5的第一输入端连接，所述小步长仿真器2的输出端与所述数据存储对比分析装置5的第二输入端连接，所述电力电子变换装置控制器4的输出端与所述数据存储对比分析装置5的第三输入端连接；所述工作终端6与所述数字仿真器连接1，所述数字仿真器1还与所述小步长仿真器2连接。通过使所述工作终端6、所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2依次连接，并使所述数字仿真器1的数据端和所述小步长仿真器2的数据端分别通过所述数据采集交换装置3与所述电力电子变换装置控制器4的数据端连接，使得所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2与所述电力电子变换装置控制器4能够实现信息交互，从而模拟出电力电子变换装置控制器的控制策略在不同电网运行环境中对电网的影响，并通过使所述数字仿真器1的输出端与所述数据存储对比分析装置5的第一输入端连接，所述小步长仿真器2的输出端与所述数据存储对比分析装置5的第二输入端连接，所述电力电子变换装置控制器4的输出端与所述数据存储对比分析装置5的第三输入端连接，使得所述数据存储对比分析装置5能够接收所述数字仿真器1、所述小步长仿真器2和所述电力电子变换装置控制器4输出的信号，并进行分析对比，从而实现电力电子变换装置控制器的数字模型的准确性、有效性的验证，进而提高了电网稳定分析、电力电子变换装置控制器建模及控制策略研究能力。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
技术特征：
1.一种电力电子变换装置控制器试验平台，其特征在于，包括用于对电力电子变换装置进行建模以及仿真的数字仿真器和小步长仿真器、数据采集交换装置、电力电子变换装置控制器、数据存储对比分析装置以及工作终端；
所述数字仿真器的数据端和所述小步长仿真器的数据端分别通过所述数据采集交换装置与所述电力电子变换装置控制器的数据端连接，所述数字仿真器的输出端与所述数据存储对比分析装置的第一输入端连接，所述小步长仿真器的输出端与所述数据存储对比分析装置的第二输入端连接，所述电力电子变换装置控制器的输出端与所述数据存储对比分析装置的第三输入端连接；所述工作终端与所述数字仿真器连接，所述数字仿真器还与所述小步长仿真器连接。
2.如权利要求1所述的电力电子变换装置控制器试验平台，其特征在于，所述电力电子变换装置控制器试验平台还包括功率放大器，所述数据采集交换装置的输出端通过所述功率放大器与所述电力电子变换装置控制器的第一输入端连接。
3.如权利要求2所述的电力电子变换装置控制器试验平台，其特征在于，所述数据采集交换装置包括模拟信号输出/输入板卡以及数字信号输出/输入板卡；
所述数字仿真器的数据端和所述小步长仿真器的数据端分别通过所述数据采集交换装置与所述电力电子变换装置控制器的数据端连接，具体为：
所述数字仿真器的数据端分别与所述模拟信号输出/输入板卡的第一端和所述数字信号输出/输入板卡的第一端连接；所述小步长仿真器的数据端分别与所述模拟信号输出/输入板卡的第二端和所述数字信号输出/输入板卡的第二端连接；所述电力电子变换装置控制器的数据端分别与所述模拟信号输出/输入板卡的第三端和所述数字信号输出/输入板卡的第三端连接。
4.如权利要求1-3任一项所述的电力电子变换装置控制器试验平台，其特征在于，所述数据存储对比分析装置包括信号转换模块、数据存储模块和处理模块，所述信号转换模块的输入端分别与所述数据存储对比分析装置的第一输入端、第二输入端和第三输入端连接，所述信号转换模块的输出端与所述数据存储模块的输入端连接，所述数据存储模块还与所述处理模块连接。
5.如权利要求1-3任一项所述的电力电子变换装置控制器试验平台，其特征在于，所述电力电子变换装置控制器为风机控制器、光伏控制器、statcom控制器、柔性直流mmc控制器中的任意一种。
技术总结
本实用新型提供了一种电力电子变换装置控制器试验平台，包括数字仿真器、小步长仿真器、数据采集交换装置、电力电子变换装置控制器、数据存储对比分析装置以及工作终端；数字仿真器的数据端和小步长仿真器的数据端分别通过数据采集交换装置与电力电子变换装置控制器的数据端连接，数字仿真器的输出端与数据存储对比分析装置的第一输入端连接，小步长仿真器的输出端与数据存储对比分析装置的第二输入端连接，电力电子变换装置控制器的输出端与数据存储对比分析装置的第三输入端连接；数字仿真器分别与工作终端和小步长仿真器连接。该电力电子变换装置控制器试验平台能够验证电力电子变换装置控制器的数字模型的准确性和有效性。
技术研发人员：陈雁
受保护的技术使用者：南方电网科学研究院有限责任公司
技术研发日：.04.10
技术公布日：.01.07
