一種能消除直流分量的功率型數(shù)模混合仿真系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及功率型數(shù)?；旌戏抡婕夹g(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能消除輸入物理仿 真子系統(tǒng)的信號中的直流分量的功率型數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 為適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行的新常態(tài)，數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)的研究受到越來越多的關(guān)注。 數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)結(jié)合了數(shù)字仿真對大型系統(tǒng)和繼電保護(hù)設(shè)備快速、經(jīng)濟(jì)仿真的優(yōu)點(diǎn)，以 及物理仿真準(zhǔn)確模擬電力系統(tǒng)元件動(dòng)態(tài)過程的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)分為兩個(gè)子系統(tǒng)： 物理仿真子系統(tǒng)和數(shù)字仿真子系統(tǒng)。數(shù)?；旌戏抡娼涌跒閮蓚€(gè)仿真子系統(tǒng)提供統(tǒng)一協(xié)調(diào)的 邊界條件，使得物理仿真子系統(tǒng)和數(shù)字仿真子系統(tǒng)可以聯(lián)合起來，形成一個(gè)數(shù)模混合仿真 系統(tǒng)。
[0003] 數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)中，數(shù)模混合仿真接口物理側(cè)的物理仿真接口與物理仿真子系 統(tǒng)相連，采用電力電子變換器使得接口能夠?qū)崿F(xiàn)大功率能量吞吐和四象限運(yùn)行，并保證輸 出端口跟蹤給定的電壓電流波形，是逆變器的一種應(yīng)用形式。逆變器輸出電壓正負(fù)波形通 常是不對稱的，原因包括：主電路中功率開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)飽和壓降不同；控制系統(tǒng)中正弦調(diào) 制波或三角載波存在直流分量，脈沖分配及死區(qū)形成電路不對稱，采用波形校正技術(shù)對脈 寬進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)及由于主電路中功率開關(guān)管關(guān)斷時(shí)的存儲(chǔ)時(shí)間不一致；逆變器脈寬調(diào)制信 號在短路保護(hù)或關(guān)機(jī)時(shí)對驅(qū)動(dòng)脈沖瞬時(shí)封鎖，工作周期不完整?？梢姡锢矸抡娼涌谠诮邮?由數(shù)?；旌戏抡娼涌跀?shù)字側(cè)的數(shù)字仿真接口下發(fā)的正弦電壓電流信號時(shí)，由于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài) 調(diào)節(jié)會(huì)導(dǎo)致輸出給物理仿真子系統(tǒng)的電壓電流波形近似為正弦波，通常還含有直流分量。
[0004] 物理仿真接口輸出的直流分量會(huì)給物理仿真子系統(tǒng)帶來諸多安全隱患。數(shù)?；旌?仿真接口物理側(cè)通過升壓變壓器連接物理仿真子系統(tǒng)是數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)的一種常用接 法。物理仿真子系統(tǒng)在接有變壓器時(shí)，輸出至變壓器原方的電壓正負(fù)波形不對稱，正負(fù)半波 伏秒值不等，形成直流偏磁，出現(xiàn)飽和勵(lì)磁電流，變壓器的損耗、噪聲增大，效率降低。另外， 物理側(cè)逆變器接口采用H橋并聯(lián)形式，直流分量電壓會(huì)造成直流環(huán)流，降低均流效果。當(dāng)數(shù) ?；旌戏抡嫦到y(tǒng)使用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大后，直流分量會(huì)使非線性負(fù)載的電流嚴(yán)重不對稱，損 害用電設(shè)備。
[0005] 數(shù)?；旌戏抡娼涌陂_關(guān)頻率高，且多運(yùn)行在暫態(tài)工況下，直流分量是制約數(shù)?；?合仿真系統(tǒng)性能發(fā)揮的瓶頸。給數(shù)?；旌戏抡娼涌谝胫绷鞣至亢喴紫b置，可以在不 改變系統(tǒng)整體工作特性的前提下，大幅度降低數(shù)?；旌戏抡娼涌谖锢韨?cè)輸出中含有的直流 分量。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能消除數(shù)?；旌戏抡娼涌谖锢韨?cè)輸 出的直流分量的功率型數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)。
[0007] -種能消除直流分量的功率型數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)，包括數(shù)字仿真子系統(tǒng)、物理仿 真子系統(tǒng)和數(shù)模混合仿真接口，所述數(shù)模混合仿真接口包括用于連接所述數(shù)字仿真子系統(tǒng) 的數(shù)字仿真接口和用于連接所述物理仿真子系統(tǒng)的物理仿真接口，所述物理仿真接口通過 變壓器與所述物理仿真子系統(tǒng)相連，其特征在于，所述數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)還包括直流分量 簡易消除結(jié)構(gòu)，所述直流分量簡易消除結(jié)構(gòu)包括三相電阻和三相負(fù)電阻，所述三相電阻由 三個(gè)電阻構(gòu)成，所述三相負(fù)電阻由三個(gè)負(fù)電阻組成，所述電阻與所述負(fù)電阻的阻值相反，所 述三相電阻分別串接在連于所述物理仿真接口與所述物理仿真子系統(tǒng)之間的三相線路中， 相比于所述變壓器更靠近于所述數(shù)?；旌戏抡娼涌?，所述三相負(fù)電阻設(shè)置在所述數(shù)字仿真 子系統(tǒng)中，數(shù)字仿真子系統(tǒng)輸出的三相信號分別通過一個(gè)所述負(fù)電阻后輸出到所述數(shù)字仿 真接口。
[0008] 在物理仿真接口與物理仿真子系統(tǒng)之間增加三相電阻，用于大幅度降低數(shù)模混合 仿真接口物理側(cè)輸出的信號中的直流電壓分量，在數(shù)字仿真子系統(tǒng)中增加三相負(fù)電阻，使 數(shù)字仿真子系統(tǒng)的輸出通過所述三相負(fù)電阻后再輸出到所述數(shù)字仿真接口，用于抵消增加 三相電阻對數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)整個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的影響。
[0009] 所述三相電阻的阻值Rv與同其相連的變壓器的原方繞阻的直流阻抗r的大小相 關(guān)，為所述直流阻抗r的5~20倍。
[0010] 作為較佳方式，所述三相電阻的阻值Rv為所述直流阻抗r的8~12倍。
[0011] 所述三相電阻的阻值Rv與同其相連的變壓器的原方繞阻的直流阻抗r的大小相 關(guān)，所述三相電阻的阻值Rv使所述物理仿真接口輸出的直流分量減小80%以上，優(yōu)選減少 90%以上。
[0012] 為安全起見，所述三相電阻還應(yīng)能在所述物理仿真接口輸出的額定電流、短時(shí)10 倍額定電流的工況下安全運(yùn)行。
[0013] 所述負(fù)電阻由受控源和電阻構(gòu)成。
[0014] 作為所述負(fù)電阻的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述負(fù)電阻包括并聯(lián)的控制支路和受控支 路，所述控制支路由電阻R1構(gòu)成，所述受控支路由電阻R2和受控電壓源kii構(gòu)成，k為控制 系數(shù)，I1為控制支路的電流。
[0015] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下有益效果：本實(shí)用新型可以大幅度降低數(shù) ?；旌戏抡娼涌谖锢韨?cè)輸出中的直流分量，提高數(shù)?；旌戏抡娼涌谖锢韨?cè)輸出的電壓電流 正負(fù)波形的對稱性，提高數(shù)模混合仿真系統(tǒng)仿真的準(zhǔn)確性，擴(kuò)大數(shù)模混合仿真系統(tǒng)的適用 范圍，減少直流分量給數(shù)模混合仿真系統(tǒng)帶來的安全隱患，使數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)能為包含 有高頻電力電子設(shè)備等非常規(guī)設(shè)備的電力系統(tǒng)提供大功率、高精度的仿真平臺(tái)和測試平 臺(tái)。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本實(shí)用新型數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)的等效電路圖；
[0017] 圖2是直流分量簡易消除結(jié)構(gòu)在數(shù)模混合仿真系統(tǒng)中的連接示意圖；
[0018] 圖3是負(fù)電阻的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：
[0020] 圖1為本實(shí)用新型功率型數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)的等效電路圖，根據(jù)電路理論及數(shù)模 混合仿真接口模型相關(guān)理論可知，任意復(fù)雜的電力系統(tǒng)都可以由電源和阻抗組合的戴維南 電路等效，所以圖1中的等效電路具有普遍的適用性。中部兩虛線之間為數(shù)模混合仿真接 口，左邊虛線的左側(cè)為數(shù)字仿真系統(tǒng)，右邊虛線的右側(cè)為物理模擬仿真子系統(tǒng)。物理仿真子 系統(tǒng)主要是由電力系統(tǒng)模擬元件組成的物理模型，同時(shí)配有完整的信息系統(tǒng)。數(shù)字仿真子 系統(tǒng)是由實(shí)時(shí)數(shù)字仿真設(shè)備RTDS搭建的仿真平臺(tái)。-Ra、RA分別表示三相負(fù)電阻和三相電 阻，為該數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)的直流分量簡易消除結(jié)構(gòu)。
[0021] 如圖1、2所示，數(shù)字仿真子系統(tǒng)通過三相負(fù)電阻與數(shù)?；旌戏抡娼涌跀?shù)字側(cè)相 連，物理仿真子系統(tǒng)依次通過變壓器、三相電阻后與數(shù)?；旌戏抡娼涌谖锢韨?cè)相連。數(shù)字仿 真子系統(tǒng)和物理仿真子系統(tǒng)都由監(jiān)控后臺(tái)控制。
[0022] 三相電阻由三個(gè)電阻構(gòu)成，三相負(fù)電阻由三個(gè)負(fù)電阻組成，所述電阻與所述負(fù)電 阻的阻值相