一种模拟交直流电网的仿真控制系统的制作方法

本发明涉及一种模拟交直流电网的仿真控制系统，属于交直流电网仿真。

背景技术：

1、随着新型电力系统不断发展，电力电子元器件的复杂度越来越高，电力系统的快速发展对技术人员提出了更高的要求，电力电子元器件的控制逻辑和原理培训成为了保障交直流电力系统安全稳定运行重要组成部分，

2、由于电力系统二次设备相对一次设备更复杂、仿真难度大，且与仿真一次设备之间的数据传输存在速率不匹配的问题，目前，没有面向交直流电网半实物仿真的控制装置仿真实现方案，现存培训系统和方法多采用仿真一次设备和实物二次设备对交直流电网进行仿真模拟。目前采用fpga(field-programmable gate array，fpga)实现交直流电网一次设备仿真计算速率较快，但在实际面向技术人员进行交直流电网培训时，多采用商用服务器进行电磁暂态运算处理，其数据的处理步长相对更长，运算时间较慢，与实际二次设备进行联合仿真计算时，由于计算速率不匹配，会出现计算数据准确率降低、仿真结果不理想的问题。另外，采用实际二次设备参与交直流电网仿真模拟的培训成本较高且后期设备的维护工作相对复杂。

3、因此，本申请提供一种模拟交直流电网的仿真控制系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种模拟交直流电网的仿真控制系统，能够提高模拟交直流电网的仿真控制系统的灵敏度和协调率。

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、本发明提供一种模拟交直流电网的仿真控制系统，包括：人机交互单元、仿真设备层、交换机、仿真控制层以及显示单元；

4、人机交互单元输出端电连接仿真控制层，仿真控制层通信连接交换机，交换机通信连接仿真设备层；

5、仿真控制层输出端和仿真设备层输出端均电连接显示单元。

6、进一步地，所述仿真设备层包括主控制模拟装置和阀控制模拟装置；

7、所述主控制模拟装置包括外环控制模组和内环控制模组；

8、所述阀控制模拟装置包括阀门控制模组；

9、所述外环控制模组、内环控制模组和阀门控制模组通过交换机通信连接所述仿真控制层；

10、所述外环控制模组、内环控制模组和阀门控制模组的输出端均电连接显示单元。

11、进一步地，所述仿真控制层包括顺次通信连接的外环控制器、内环控制器和阀门控制器。

12、所述外环控制器、内环控制器和阀门控制器均通过交换机通信连接仿真设备层；

13、所述外环控制器、内环控制器和阀门控制器的输出端均电连接显示单元。

14、进一步地，所述显示单元包括显示屏和多个指示灯。

15、进一步地，所述外环控制模组、内环控制模组和阀门控制模组的输出端电连接各指示灯。进一步地，所述外环控制模组、内环控制模组、阀门控制模组、外环控制器、内环控制器和阀门控制器的输出端均电连接显示屏。

16、进一步地，所述人机交互单元用于获取电压参考值或无功功率参考值和有功功率参考值。

17、进一步地，所述阀门控制模组包括n组上桥臂和下桥臂；

18、各桥臂设有igbt元件。

19、进一步地，所述仿真控制层包括交直流电网模型；

20、所述交直流电网模型包括下式：

21、

22、式中，usa为a相交流电网基波电压，usb为b相交流电网基波电压，usc为c相交流电网基波电压，ea为a相虚拟电动势，eb为b相虚拟电动势，ec为c相虚拟电动势，ia为a相交流电网基波电流，ib为b相交流电网基波电流，ic为c相交流电网基波电流，r0为电阻，l0为交流电网桥臂电抗的电感值。

23、进一步地，所述阀门控制器通过控制阀门控制模组各桥臂的igbt元件的通断，从而实现参考值的电气量特征输出。

24、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

25、本发明的一次设备与二次设备均能通过仿真实现，不仅节约了设备成本，还提高了仿真设备层和仿真控制层的同步效率和同步精度，提高了对交直流电网仿真的精确度。

技术特征：

1.一种模拟交直流电网的仿真控制系统，其特征在于，包括：人机交互单元、仿真设备层、交换机、仿真控制层以及显示单元；

2.根据权利要求1所述的模拟交直流电网的仿真控制系统，其特征在于，所述仿真设备层包括主控制模拟装置和阀控制模拟装置；

3.根据权利要求1所述的模拟交直流电网的仿真控制系统，其特征在于，所述仿真控制层包括顺次通信连接的外环控制器、内环控制器和阀门控制器。

4.根据权利要求1所述的模拟交直流电网的仿真控制系统，其特征在于，所述显示单元包括显示屏和多个指示灯。

5.根据权利要求4所述的模拟交直流电网的仿真控制系统，其特征在于，所述外环控制模组、内环控制模组和阀门控制模组的输出端电连接各指示灯。

6.根据权利要求4所述的模拟交直流电网的仿真控制系统，其特征在于，所述外环控制模组、内环控制模组、阀门控制模组、外环控制器、内环控制器和阀门控制器的输出端均电连接显示屏。

7.根据权利要求1所述的模拟交直流电网的仿真控制系统，其特征在于，所述人机交互单元用于获取电压参考值或无功功率参考值和有功功率参考值。

8.根据权利要求1所述的模拟交直流电网的仿真控制系统，其特征在于，所述阀门控制模组包括n组上桥臂和下桥臂；

9.根据权利要求3所述的模拟交直流电网的仿真控制系统，其特征在于，所述仿真控制层包括交直流电网模型；

10.根据权利要求3所述的模拟交直流电网的仿真控制系统，其特征在于，所述阀门控制器通过控制阀门控制模组各桥臂的igbt元件的通断，从而实现参考值的电气量特征输出。

技术总结本发明公开了一种模拟交直流电网的仿真控制系统，包括：人机交互单元、仿真设备层、交换机、仿真控制层以及显示单元；人机交互单元输出端电连接仿真控制层，仿真控制层通信连接交换机，交换机通信连接仿真设备层；仿真控制层输出端和仿真设备层输出端均电连接显示单元。本发明能够提高模拟交直流电网的仿真控制系统的灵敏度和协调率。技术研发人员：韩佳兵,王亚松,李玉凯,王全,邱红锴,夏继红,周浩涵,杨蒙,梁聪,赵晋辉受保护的技术使用者：北京科东电力控制系统有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23