[发明专利]一种电力系统动模实验的快速系统原型开发平台及方法

权利要求书

1.一种电力系统动模实验的快速系统原型开发平台，其特征在于，包括：开发主机、快速原型控制器和功率硬件快速原型样机；

所述开发主机用于建立功率硬件快速原型样机的仿真模型及其控制算法，并转换为控制信息；

所述快速原型控制器用于根据所述控制信息向所述功率硬件快速原型样机发送控制指令，并实时获取所述功率硬件快速原型样机的运行状态数据反馈至所述开发主机；

所述功率硬件快速原型样机用于根据所述控制指令调整不同拓扑结构，并进行相应的电力系统动态模拟实验。

2.如权利要求1所述的电力系统动模实验的快速系统原型开发平台，其特征在于，所述功率硬件快速原型样机包括多个模块化多电平换流器MMC，所述模块化多电平换流器的子模块至少包括全桥型、半桥型或全半桥混合串联型功率子模块中的一种；

所述功率硬件快速原型样机根据所述开发主机的软件指令选取MMC的子模块类型，形成不同类型的MMC组合。

3.如权利要求2所述的电力系统动模实验的快速系统原型开发平台，其特征在于，所述功率硬件快速原型样机根据所述开发主机的软件指令控制多个MMC之间的连接方式，用以组合形成两端、多端柔性直流系统和柔性直流电网的系统拓扑结构。

4.如权利要求2所述的电力系统动模实验的快速系统原型开发平台，其特征在于，所述功率硬件快速原型样机根据所述开发主机的软件指令控制单个MMC内的全桥型或者半桥型功率子模块之间的连接方式，用以组合形成不同系统拓扑结构。

5.如权利要求1所述的电力系统动模实验的快速系统原型开发平台，其特征在于，所述开发主机与所述快速原型控制器之间以电信号的方式交换所述功率硬件快速原型样机的运行状态数据，所述快速原型控制器与所述功率硬件快速原型样机之间以光信号的方式交换所述控制信息与所述运行状态数据。

6.如权利要求1所述的电力系统动模实验的快速系统原型开发平台，其特征在于，所述开发主机实时调节所述仿真模型的控制参数和控制策略，从而在线修改所述控制参数和所述控制策略对应的控制信号，并发送至所述功率硬件快速原型样机。

7.如权利要求1所述的电力系统动模实验的快速系统原型开发平台，其特征在于，所述开发主机用于实时获取所述功率硬件快速原型样机的系统拓扑结构和运行状态数据，并实时显示所述功率硬件快速原型样机中各监测节点的电压和电流波形数据。

8.如权利要求7所述的电力系统动模实验的快速系统原型开发平台，其特征在于，所述开发主机用于实时存储所述功率硬件快速原型样机的运行状态数据，进行数据分析与处理。

9.一种电力系统动模实验的快速系统原型开发方法，其特征在于，包括：

在开发主机中利用系统建模软件建立功率硬件快速原型样机的离散化数字仿真模型及其控制算法，并利用所述系统建模软件将所述离散化数字仿真模型中的控制算法模型转换为算法源代码；

所述开发主机中利用代码编译软件将所述算法源代码转换为所述快速原型控制器可识别的机器代码，并将其中的控制信息发送给所述快速原型控制器；

所述快速原型控制器根据所述控制信息向功率硬件快速原型样机发送控制指令，并实时获取所述功率硬件快速原型样机的运行状态数据反馈至所述开发主机；其中，所述控制信息以光信号的方式发送给功率硬件快速原型样机；

功率硬件快速原型样机将其自身的运行状态信息以光信号的方式反馈至所述快速原型控制器，并由所述快速原型控制器反馈至所述开发主机，校正所述快速原型控制器下发至所述功率硬件快速原型样机的控制指令，进而完成新型电力系统动态模拟实验。

10.根据权利要求9所述的电力系统动模实验的快速系统原型开发方法，其特征在于，在所述进行相应的电力系统动态模拟实验之后，还包括：

开发主机实时调节所述仿真模型的控制参数和控制策略，从而在线修改所述控制参数和所述控制策略对应的控制信号，并发送至所述功率硬件快速原型样机；

所述开发主机实时获取所述功率硬件快速原型样机的系统拓扑结构和运行状态数据，并实时显示所述功率硬件快速原型样机中各监测节点的电压和电流波形数据。