專利名稱：一種點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電氣測量領(lǐng)域，尤其涉及一種用于高壓直流輸電設(shè)備的直流控制保護(hù)系統(tǒng)仿真研究的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真測試裝置。
背景技術(shù)：
電力需求的不斷增長導(dǎo)致了輸電系統(tǒng)向長距離、大容量和高穩(wěn)定性的方向發(fā)展。隨著各電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)的特高壓交流輸電工程和高壓直流輸電工程的建設(shè)項(xiàng)目不斷增加，用電量集中區(qū)域的電網(wǎng)呈現(xiàn)出明顯的多直流饋入的特高壓交直流混聯(lián)受端電網(wǎng)特征，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)緊密，多條交直流線路之間電氣距離更加緊密，特高壓和超高壓交流系統(tǒng)故障后，易引發(fā)包含高壓直流在內(nèi)的多條直流同時換相失敗，而多回直流的換相失敗其恢復(fù)過程又將對交流系統(tǒng)產(chǎn)生較大沖擊，如果各直流系統(tǒng)的恢復(fù)策略配合不當(dāng)，則還有可能導(dǎo)致多條直流同時發(fā)生連續(xù)的換相失敗，甚至引發(fā)直流閉鎖。多回直流同時發(fā)生雙極閉鎖，大量潮流大范圍轉(zhuǎn)移或?qū)⒁l(fā)系統(tǒng)穩(wěn)定問題。這種交直流系統(tǒng)間的交互作用給特高壓交直流混聯(lián)受端電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來巨大挑戰(zhàn)。因此，在高壓直流輸電工程的研究或設(shè)計(jì)階段，必須對交直流系統(tǒng)間的交互作用給特高壓交直流混聯(lián)受端電網(wǎng)的穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn)和仿真，并參照試驗(yàn)和仿真結(jié)果，對研究或設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行評估。中國實(shí)用新型專利“一種多饋入直流輸電系統(tǒng)實(shí)時數(shù)字仿真模型”(實(shí)用新型專利號:ZL201210532559.X授權(quán)公告號:CN102945004A)公開了多饋入直流輸電系統(tǒng)實(shí)時數(shù)字仿真模型，其包括多個并聯(lián)的等值超高壓直流輸電系統(tǒng)，所述超高壓直流輸電系統(tǒng)包括一次系統(tǒng)實(shí)時數(shù)字仿真模型和二次系統(tǒng)實(shí)時數(shù)字仿真模型；所述一次系統(tǒng)實(shí)時數(shù)字仿真模型包括換流站和直流輸電線路，所述換流站設(shè)置在直流輸電線路的兩端；所述二次系統(tǒng)實(shí)時數(shù)字仿真模型包括換流站控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)，所述換流站控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)與換流站連接，用于控制和保護(hù)換流站的運(yùn)行。通過換流站控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)對換流站運(yùn)行的控制和保護(hù)，避免交流系統(tǒng)故障后易引發(fā)多回直流同時故障和多回直流故障及其恢復(fù)過程對交流系統(tǒng)產(chǎn)生的沖擊。但是，該仿真模型沒有涉及點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器的仿真，無法真實(shí)地模擬高壓直流輸電直流控制保護(hù)系統(tǒng)的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器運(yùn)行狀態(tài)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供一種點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置，其可真實(shí)地模擬反映高壓直流輸電直流控制保護(hù)系統(tǒng)的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器狀態(tài)，為直流控制保護(hù)裝置的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器研究或設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的仿真結(jié)果，解決為直流控制保護(hù)裝置的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器研究或設(shè)計(jì)提供驗(yàn)證平臺的技術(shù)問題。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿 真裝置，用于高壓直流輸電設(shè)備的直流控制保護(hù)系統(tǒng)的仿真，其特征在于:[0007]所述的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置至少包括一個點(diǎn)火觸發(fā)組件，所述的點(diǎn)火觸發(fā)組件包括鎖相環(huán)，角度弧度換算元件，模式選擇開關(guān)，第三算術(shù)運(yùn)算元件，第三與門，第一觸發(fā)脈沖發(fā)生器和第二觸發(fā)脈沖發(fā)生器；外部輸入三相交流電壓信號連接到所述的鎖相環(huán)，所述鎖相環(huán)的相角信號輸出端，連接到第一觸發(fā)脈沖發(fā)生器和第二觸發(fā)脈沖發(fā)生器的相角信號輸入端；觸發(fā)角指令信號端連接到所述模式選擇開關(guān)的一個輸入端，角度設(shè)定信號通過所述的角度弧度換算元件，連接到所述模式選擇開關(guān)的另一個輸入端；點(diǎn)火模式信號通過所述的第三與門，連接到所述模式選擇開關(guān)的控制輸入端；所述模式選擇開關(guān)的輸出端，連接到所述第一觸發(fā)脈沖發(fā)生器的觸發(fā)角信號輸入端；所述模式選擇開關(guān)的輸出端，通過所述的第三算術(shù)運(yùn)算元件，連接到所述第二觸發(fā)脈沖發(fā)生器的觸發(fā)角信號輸入端。本實(shí)用新型的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置的一種較佳的技術(shù)方案，其特征在于所述的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置包括第一點(diǎn)火觸發(fā)組件，第二點(diǎn)火觸發(fā)組件，定時器，第一算術(shù)運(yùn)算元件，反相器，斯密特觸發(fā)器，第一與門，第二算術(shù)運(yùn)算元件和第二與門；雙極解鎖信號端通過所述的定時器，并聯(lián)連接到所述第一算術(shù)運(yùn)算元件和第二算術(shù)運(yùn)算元件的輸入端；保護(hù)鎖定信號端通過所述的反相器連接到所述斯密特觸發(fā)器的輸入端；所述第一算術(shù)運(yùn)算元件的輸出端，連接到所述第一與門的一個輸入端；所述斯密特觸發(fā)器的輸出端，連接到所述第一與門的另一個輸入端；所述第一與門的輸出端，連接到所述第一點(diǎn)火觸發(fā)組件的解鎖信號端；所述第二算術(shù)運(yùn)算元件的輸出端，連接到所述第二與門的一個輸入端；所述斯密特觸發(fā)器的輸出端，連接到所述第二與門的另一個輸入端；所述第二與門的輸出端，連接到所述第二點(diǎn)火觸發(fā)組件的解鎖信號端；所述第一觸發(fā)脈沖發(fā)生器和第二觸發(fā)脈沖發(fā)生器的解鎖信號輸入端，連接在一起構(gòu)成所述點(diǎn)火觸發(fā)組件的解鎖信號端。
本實(shí)用新型的有益效果是:1.本實(shí)用新型的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置可真實(shí)地模擬、反映直流控制保護(hù)裝置的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器運(yùn)行狀態(tài)，為直流控制保護(hù)裝置的研究或設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的仿真結(jié)果；2.本實(shí)用新型的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置具有跨平臺仿真測試的優(yōu)點(diǎn)，既可以在真實(shí)環(huán)境以實(shí)際元件實(shí)現(xiàn)，又可以在虛擬環(huán)境中以計(jì)算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)；

圖1是用于直流控制保護(hù)系統(tǒng)的仿真裝置的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置的組合狀態(tài)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置的點(diǎn)火觸發(fā)組件的電路原理圖。以上圖中各部件的標(biāo)號:100-高壓直流輸電設(shè)備，110-交流濾波器投切裝置，120-換流變壓器，130-晶閘管換流器，200-控制單元，210-角度、電流電壓基準(zhǔn)值計(jì)算裝置，220-換流器觸發(fā)角控制裝置，230-觸發(fā)脈沖產(chǎn)生裝置，240-換流變分接頭控制裝置，250-極功率控制裝置，260-過負(fù)荷控制裝置，270-無功功率控制裝置，300-直流系統(tǒng)保護(hù)單元，900-運(yùn)行控制工作站。2311-定時器，2312-反相器，2313-斯密特觸發(fā)器，2321 2323-第一至第三算術(shù)運(yùn)算元件，2331 2333-第一至第三與門，2340-第一點(diǎn)火觸發(fā)組件，2350-第二點(diǎn)火觸發(fā)組件，2341-鎖相環(huán)，2342-角度弧度換算元件，2343-模式選擇開關(guān)，2351-第一觸發(fā)脈沖發(fā)生器，2352-第二觸發(fā)脈沖發(fā)生器，DB-點(diǎn)火觸發(fā)組件的解鎖信號輸入端，DeBlock-解鎖信號端，B2DB-雙極解鎖信號端，ALPHA_0RD-觸發(fā)角指令信號端，P2M0DE1-點(diǎn)火模式信號，P2GQ1-角度設(shè)定信號，PR_BLOCK_保護(hù)鎖定信號端。
具體實(shí)施方式
為了能更好地理解本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖2和圖3展示了本實(shí)用新型的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置的一個實(shí)施例，用于高壓直流輸電設(shè)備的直流控制保護(hù)系統(tǒng)的仿真。高壓直流輸電設(shè)備的直流控制保護(hù)系統(tǒng)的仿真裝置如圖1所示。根據(jù)圖2和圖3所示的本實(shí)用新型的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置的實(shí)施例，第一點(diǎn)火觸發(fā)組件2340和第二點(diǎn)火觸發(fā)組件2350是兩塊電路結(jié)構(gòu)相同的點(diǎn)火觸發(fā)組件；點(diǎn)火觸發(fā)組件的一個實(shí)施例的電原理圖如圖3所示，包括鎖相環(huán)2341，角度弧度換算元件2342，模式選擇開關(guān)2343，第三算術(shù)運(yùn)算元件2323，第三與門2333，第一觸發(fā)脈沖發(fā)生器2351和第二觸發(fā)脈沖發(fā)生器2352 ;外部輸入三相交流電壓信號連接到鎖相環(huán)2341，鎖相環(huán)2341的相角信號輸出端PHI，連接到第一觸發(fā)脈沖發(fā)生器2351和第二觸發(fā)脈沖發(fā)生器2352的相角信號輸入端；觸發(fā)角指令信號端ALPHA_0RD連接到模式選擇開關(guān)2343的一個輸入端，角度設(shè)定信號P2GQI通過角度弧度換算元件2342，連接到模式選擇開關(guān)2343的另一個輸入端；點(diǎn)火模式信號P2M0DEI通過第三與門2333，連接到模式選擇開關(guān)2343的控制輸入端；模式選擇開關(guān)2343的輸出端，連接到第一觸發(fā)脈沖發(fā)生器2351的觸發(fā)角信號輸入端；模式選擇開關(guān)2343的輸出端，通過第三算術(shù)運(yùn)算元件2323，為觸發(fā)角信號增加30度的相位差之后，再連接到第二觸發(fā)脈沖發(fā)生器2352的觸發(fā)角信號輸入端。第一觸發(fā)脈沖發(fā)生器2351和第二觸發(fā)脈沖發(fā)生器2352的解鎖信號輸入端，連接在一起構(gòu)成點(diǎn)火觸發(fā)組件的解鎖信號端DB。如圖3所示，每個點(diǎn)火觸發(fā)組件的第一觸發(fā)脈沖發(fā)生器2351和第二觸發(fā)脈沖發(fā)生器2352，分別提供三路觸發(fā)脈沖輸出，第一點(diǎn)火觸發(fā)組件2340和第二點(diǎn)火觸發(fā)組件2350，共同為晶閘管換流器提供12路觸發(fā)脈沖輸出。如圖2所示，本實(shí)用新型的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置包括第一點(diǎn)火觸發(fā)組件2340，第二點(diǎn)火觸發(fā)組件2350，定時器2311，第一算術(shù)運(yùn)算元件2321，反相器2312，斯密特觸發(fā)器2313，第一與門2331，第二算術(shù)運(yùn)算元件2322，和第二與門2332 ;雙極解鎖信號端B2DB通過定時器2311，并聯(lián)連接到第一算術(shù)運(yùn)算元件2321和第二算術(shù)運(yùn)算元件2322的輸入端；保護(hù)鎖定信號端PR_BL0CK通過反相器2312連接到斯密特觸發(fā)器2313的輸入端；第一算術(shù)運(yùn)算元件2321的輸出端，連接到第一與門2331的一個輸入端；斯密特觸發(fā)器2313的輸出端，連接到第一與門2331的另一個輸入端；第一與門2331的輸出端,連接到第一點(diǎn)火觸發(fā)組件2340的解鎖信號端DB ;第二算術(shù)運(yùn)算元件2322的輸出端，連接到第二與門2332的一個輸入端；斯密特觸發(fā)器2313的輸出端，連接到第二與門2332的另一個輸入端；第二與門2332的輸出端，連接到第二點(diǎn)火觸發(fā)組件2350的解鎖信號端DB。本實(shí)用新型的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置的功能是由換流站交流母線電壓和觸發(fā)角指令產(chǎn)生晶閘管的觸發(fā)脈沖，PLL為鎖相環(huán)，用于獲得交流電壓的過零點(diǎn)，Alpha為觸發(fā)角；本實(shí)用新型的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置的點(diǎn)火觸發(fā)組件的輸入信號包括:PxULFLI表示交 流母線A相電壓；[0024]PxULFL2表示交流母線B相電壓；PxULFL3表示交流母線C相電壓；本實(shí)用新型的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置的點(diǎn)火觸發(fā)組件的輸出信號包括:PFPxY表示Y橋觸發(fā)脈沖名稱；PLPxY表示Y橋上個觸發(fā)的晶閘管編號；PFRxY表示Y橋脈沖分度；PFPxD表示D橋觸發(fā)脈沖名稱；PLPxD表示D橋上個觸發(fā)的晶閘管編號；PFRxD表示D橋脈沖分度；其中，x=l表示極l，x=2表示極2。在圖3所示的實(shí)施例中，PFP2Y，PLP2Y，PFR2Y，PFP2D，PLP2D和PFR2D分別表示極2的相應(yīng)信號端。點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置的主要作用如下:接收來自12路閥組控制的觸發(fā)角指令(ALPHA_0RD)，并將觸發(fā)角指令轉(zhuǎn)換成12個120°寬的控制脈沖，送至晶閘管換流器。此外，點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置還負(fù)責(zé)處理換流器閉鎖和解鎖。在投入旁通對閉鎖時，點(diǎn)火控制選擇正確的旁通對加以觸發(fā)。在選擇旁通對時，最近一次導(dǎo)通的閥總是被包含在芳通對內(nèi)。
`[0037]為了盡可能的減少交流網(wǎng)的擾動對極控系統(tǒng)的影響，點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置采用數(shù)字鎖相環(huán)的方式與交流網(wǎng)保持同步，既獲得與交流電網(wǎng)的同步，又盡可能的減少交流網(wǎng)的擾動對控制系統(tǒng)的影響。數(shù)字鎖相環(huán)的輸入為換流變網(wǎng)側(cè)的三相電壓，輸出為與時間相關(guān)的相角度Θ，在穩(wěn)態(tài)時等于換流變網(wǎng)側(cè)電壓的相角度(fit + #)。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而并非用作為對本實(shí)用新型的限定，任何基于本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神對以上所述實(shí)施例所作的變化、變型，都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置，用于高壓直流輸電設(shè)備的直流控制保護(hù)系統(tǒng)的仿真，其特征在于: 所述的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置至少包括一個點(diǎn)火觸發(fā)組件，所述的點(diǎn)火觸發(fā)組件包括鎖相環(huán)，角度弧度換算元件，模式選擇開關(guān)，第三算術(shù)運(yùn)算元件，第三與門，第一觸發(fā)脈沖發(fā)生器和第二觸發(fā)脈沖發(fā)生器；外部輸入三相交流電壓信號連接到所述的鎖相環(huán)，所述鎖相環(huán)的相角信號輸出端，連接到第一觸發(fā)脈沖發(fā)生器和第二觸發(fā)脈沖發(fā)生器的相角信號輸入端；觸發(fā)角指令信號端連接到所述模式選擇開關(guān)的一個輸入端，角度設(shè)定信號通過所述的角度弧度換算元件，連接到所述模式選擇開關(guān)的另一個輸入端；點(diǎn)火模式信號通過所述的第三與門，連接到所述模式選擇開關(guān)的控制輸入端；所述模式選擇開關(guān)的輸出端，連接到所述第一觸發(fā)脈沖發(fā)生器的觸發(fā)角信號輸入端；所述模式選擇開關(guān)的輸出端，通過所述的第三算術(shù)運(yùn)算元件，連接到所述第二觸發(fā)脈沖發(fā)生器的觸發(fā)角信號輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置，其特征在于所述的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置包括第一點(diǎn)火觸發(fā)組件，第二點(diǎn)火觸發(fā)組件，定時器，第一算術(shù)運(yùn)算元件，反相器，斯密特觸發(fā)器，第一與門，第二算術(shù)運(yùn)算元件和第二與門；雙極解鎖信號端通過所述的定時器，并聯(lián)連接到所述第一算術(shù)運(yùn)算元件和第二算術(shù)運(yùn)算元件的輸入端；保護(hù)鎖定信號端通過所述的反相器連接到所述斯密特觸發(fā)器的輸入端；所述第一算術(shù)運(yùn)算元件的輸出端，連接到所述第一與門的一個輸入端；所述斯密特觸發(fā)器的輸出端，連接到所述第一與門的另一個輸入端；所述第一與門的輸出端，連接到所述第一點(diǎn)火觸發(fā)組件的解鎖信號端；所述第二算術(shù)運(yùn)算元件的輸出端，連接到所述第二與門的一個輸入端；所述斯密特觸發(fā)器的輸出端，連接到所述第二與門的另 一個輸入端；所述第二與門的輸出端，連接到所述第二點(diǎn)火觸發(fā)組件的解鎖信號端；所述第一觸發(fā)脈沖發(fā)生器和第二觸發(fā)脈沖發(fā)生器的解鎖信號輸入端，連接在一起構(gòu)成所述點(diǎn)火觸發(fā)組件的解鎖信號端。
專利摘要一種點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真裝置，屬于電氣測量領(lǐng)域，尤其涉及一種用于高壓直流輸電設(shè)備的直流控制保護(hù)系統(tǒng)仿真研究的點(diǎn)火脈沖產(chǎn)生器仿真測試裝置，雙極解鎖信號端通過定時器連接到第一算術(shù)運(yùn)算元件和第二算術(shù)運(yùn)算元件；保護(hù)鎖定信號端通過反相器連接到斯密特觸發(fā)器；第一算術(shù)運(yùn)算元件連接到第一與門；斯密特觸發(fā)器的輸出端連接到第一與門；第一與門的輸出端連接到第一點(diǎn)火觸發(fā)組件的解鎖信號端；第二算術(shù)運(yùn)算元件連接到第二與門；斯密特觸發(fā)器的輸出端通過第二與門連接到第二點(diǎn)火觸發(fā)組件的解鎖信號端。該裝置可真實(shí)地模擬、反映直流控制保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)，為直流控制保護(hù)裝置的研究或設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的仿真結(jié)果。
文檔編號G06F17/50GK203133860SQ20132015506
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者崔勇, 郭強(qiáng) 申請人:國家電網(wǎng)公司, 上海市電力公司, 華東電力試驗(yàn)研究院有限公司