火电厂高压变频器控制器的低电压穿越闭环仿真测试方法
【专利说明】火电厂高压变频器控制器的低电压穿越闭环仿真测试方法
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技术领域
本发明涉及一种火电厂高压变频器控制器的低电压穿越闭环仿真测试方法，属火电厂高压变频器仿真测试技术领域。
【背景技术】
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近年来，因重要辅机低压跳闸引起的事故停炉，在全国范围内的火电厂中时有发生。国家电网对于火电厂一类辅机的定义是短时(小于5s)中断供电将会造成设备损坏、机组停机或机组输出功率大量下降，影响电网安全运行的辅机。一类辅机主要有:引风机、送风机、一次风机、二次风机、电动给水栗、凝结水栗、循环水栗、给煤机、给粉机、空气预热器、增压风机、冷却风机等。
[0003]火电厂由低电压引起跳机问题引起电网公司高度重视。2011年I月某日，某火力发电厂室外互感器损坏导致电网500kV系统接地故障，使得正在运行的本厂和周边电厂各I台600丽机组由于给煤机电源电压低跳闸(低电压最长时间为0.6s)，一个电网内2台600MW机组同时停运，对电网安全运行构成巨大威胁；2013年国内某火电厂也因为高压变频器的低压穿越没达到应有的能力，造成了变频器的跳闸事故，造成了巨大损失；某石化公司热电厂变频控制的锅炉给粉机在厂用电停电切换或系统晃电的情况下，都分别出现过给粉机全停导致锅炉停炉的事故，给机组和化工装置生产造成巨大的损失。
[0004]因此火电厂辅机的低电压穿越能力非常重要。低电压穿越是指变频器及供电对象设备外部故障或扰动引起的暂态、动态或长时间电源进线电压降低到规定的低电压穿越区内时，能够可靠供电，保证供电对象的安全运行。火电厂需要长期在易燃、易爆、高温高压环境下连续运行，任何的突发事件，特别是突发的电网电压跌落或瞬间掉电事故都将会造成装置、关键设备等的重大损坏，同时DCS内的连锁反应较为复杂，一个变频控制的辅机的跳闸都会影响到整个机组的正常运行。而当电网发生电压波动或者厂用电系统内部发生故障，比如雷击、电气设备短路、断路、接地等导致电压波动时，都会引起变频器的跳闸。致使辅机跳闸，从而造成停炉、停机事故。
[0005]至今为止大部分的高压变频器低电压穿越试验都是在现场直接做试验的，可是高(中)压变频器如果要在现场做实际试验有以下几个缺点:一是工作量大、成本高，试验时，高中压一类辅机包括引风机、送风机、一次风机、二次风机、电动给水栗、凝结水栗等，如果要做现场测试需要在现场搭建多个测试环境，才能把所有类型功能的变频器做一次完整的测试，所需工作量非常大，整个测试周期会非常长；二是危险性高，现场测试需给被测变频器接入真实的高电压和大功率模块，在做测试时存在变频器或者变频器控制对象损坏的风险；三是测试项目具有局限性，现场的实际试验还因现场的条件有限无法全方位模拟现场的各种工况，具有非常大的局限性，无法完全按照要求做全面完整的试验。
【发明内容】
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本发明的目的是，为了解决的问题高压变频器低电压穿越试在现场直接做试验存在的问题，本发明提出一种火电厂高压变频器控制器的低电压穿越闭环仿真测试方法。
[0007]实现本发明的技术方案是，一种基于RT-LAB的火电厂高压变频器控制器的低电压穿越闭环仿真测试方法，在RT-LAB实时仿真平台中构建火电厂高压变频器装置的仿真模型，并将高压变频器控制器接入所述仿真平台；在开发测试计算机仿真软件中搭建仿真模型，将仿真模型下载到目标仿真机中，通过物理链接将仿真模型输入、输出数字量与目标仿真机I / O端口对应，模拟量通过功率放大器进行信号的调理放大；高压变频器控制器通过仿真平台功率放大器物理输出端口获得的模拟电压、电流信号，通过仿真机I / O端口获得数字量，高压变频器控制器采集仿真平台功率放大器模拟电压、电流信号，经计算处理，输出数字脉冲信号；数字脉冲通过仿真机数字量接口反馈到软件模型中的IGBT模块中从而实现闭环；通过在仿真模型设置三相电网模型高、低电压幅值及响应的时间，实现模拟量输出的变化，从而检测高压变频器控制器是否具备高、低电压穿越能力。
[0008]本发明可以有效的给高压变频器提供一个模拟真实工况的环境，全面的检测控制器的高、低电压穿越功能及其动态控制性能。所述仿真模型结构包括Λ -Y移相变压器、功率模块单元和电机模型；Λ -Y移相变压器的输入端连接高压电源，输出端连接功率模块单元；功率模块单元输出至电机模型；功率模块单元由U、V、W三相功率模块单元组成，每个功率模块单元包括多个功率模块串联组成，功率模块单元的串联数量根据驱动电机的电压决定;
所述功率模块为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥，通过对IGBT逆变桥进行正弦PffM控制，可得到单相交流输出；每个功率模块结构及电气性能上完全一致。
[0009]所述高压变频器控制器通过采集功放输出的电压、电流信号，经过计算处理之后，输出数字脉冲信号，目标仿真机I/o板卡在接受到数字信号之后，驱动仿真模型中的模块单元IGBT动作输出电压，从而带动电机模型，实现了半实物闭环仿真。
[0010]所述电压的瞬间跌落按120%Ue、60% Ue,90% Ue、130 Ue %并进行时间设置；因电压跌落瞬间，电流急剧上升，变频器控制器检测电压、电流变化之后，能否通过调节输出数字脉冲稳定输出电压、电流，从而实现检测高压变频器控制器是否具备高、低电压穿越能力；Ue为高压1KV的额定电压。
[0011]本发明的有益效果是，本发明建立一套基于RT-LAB数字实时仿真的半实物仿真测试平台做低电压穿越测试，可以有效的给高压变频器提供一个模拟真实工况的环境，通过硬件在回路的半实物仿真测试原理，很好的