数字电子技术实验现代电力电子技术实验装置-电子技术-上海羊羽卓进出口贸易有限公司

数字电子技术实验现代电力电子技术实验装置

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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现代电力电子技术实验装置

DBC-2 现代电力电子技术实验装置

一、概述　　DBC-2 现代电力电子技术实验装置是依据西安交通大学王兆安编著的《电力电子技术》（第五版）、《半导体变流技术》教材实验大纲的要求，吸收国内、外同类产品的优点，充分考虑了实验室的现状和发展趋势，精心研制而成。

(此图片仅作为结构参考，具体实物要根据配置而定）

二、适用范围　　现代电力电子技术实验装置涵盖了各类院校所开设的"电力电子技术"、"半导体变流技术"等专业课程所要求的实验项目。三、技术性能　　1、输入电源: 三相四线(或三相五线 380V±10％ 50HZ)　　2、工作环境: 温度-10℃－+40℃　相对湿度＜85％（25℃）　海拨＜4000m　　3、装置容量：＜1000W4、外形尺寸：1700×700×1580 mm四、装置的基本装备1、DX01电源控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板）　　（1）交流电源（带有过流保护措施）提供交流电源：三相交流电源220V/1.5A,经过380V//220V 隔离变压器输出)　　（2）高压直流电源：输出220V/0.5A，具有输出短路保护。　　（3）数字式仪表　　①．交流数字电压表：可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压，精度1.0级；　　②．真有效值交流数字电压表一只：测量范围0～500V，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，为交流调速系统提供电压指示。　　③．真有效值交流数字电流表一只：测量范围0～5A，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，为调速系统提供电流的指示；　　④．直流数字电压表一只：测量范围0～500V，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度0.5级；　　⑤．直流数字电流表一只：测量范围0～5A，三位半数显，精度0.5级，具有短路保护等功能。　　（4）带镜面的指针表：直流电压表（测量范围0～±300V，为中零式，精度为1.0级）直流电流表（测量范围0～±2A，为中零式，精度为1.0级）　　（5）三相可调电阻（90Ω×2/0.41A一个、900Ω×2/0.41A两个）　　（6）平波电抗器：提供100mH、200mH、700mH电感，在1A下保持线性。　　（7）给定：±15V可调电压输出，带数显，指示输出电压。　　（8）单相调压：提供了一只0～250V/0.5KVA单相交流自耦调压器，为相应的实验提供可调交流电源，并带短路保护。（9）三相整流滤波电路：可对单相及三相交流电源进行整流和滤波，具有输出短路保护。　　（10）变压器：提供三相芯式变压器一个（该变压器有2套副边绕组，原、副边绕组的电压为127V/63.6V/31.8V），用于三相桥式、单相桥式有源逆变电路实验。　　（11）人身安全保护体系三相隔离变压器一组：三相电源首先通过三相漏电保护器，然后经钥匙开关、接触器到隔离变压器，使主电路输出与电网隔离（浮地设计），对人身安全起到一定的保护作用。　　电流型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。实验连接线及插座：强、弱电连接及插座分开，不能混插。强电连接线及插座采用全封闭工艺，使用安全、可靠、防触电。　　（12）控制屏其它设施控制屏正面大凹槽内，设有两根钢管，可挂置实验部件，凹槽底部设3芯插座，挂件的供电由这些插座提供。控制屏两侧设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座。2、DX02实验桌　　实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固，形状似长方体结构，造形美观大方；设有两个大抽屉，用于放置工具、存放挂件及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构，便于移动和固定，有利于实验室的布局。3、DX03 三相可控整流电路（一）　　提供6只5A/1000V的晶闸管，每只晶闸管均设有RC吸收和保险丝保护装置，晶闸管可通过外加触发信号进行触发（留有触发脉冲输入接口），可更好的完成设计性实验。三相触发电路由KC04、KC41、KC42、4066等集成电路组成，可通过钮子开关选择双窄脉冲或宽脉冲，同时提供六路触发脉冲功放电路等。4、DK05晶闸管触发电路　　提供单结晶体管触发电路实验、单相交流调压触发电路，锯齿波同步移相触发电路实验，正弦波触发电路及TCA785集成触发电路。5、DK07直流斩波实验根据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第五版)中相关的直流斩波内容而设计的；提供组成直流斩波电路所需的元器件和采用专用的PWM控制集成电路SG3525。可完成教材中降压斩波电路（Buck Chopper）、升压斩波电路（Boost Chopper）、升降压斩波电路（Boost -Buck Chopper）、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典型实验。6、DK09新器件特性实验提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，与给定模块配套使用，可测定其特性曲线。7、DK13功率器件驱动与保护电路　　主要是为完成新器件特性实验提供电源、驱动电路及PWM波形发生器。　　（1）电源：为驱动电路提供电源，包括±5V、±15V和+20V直流电源。　　（2）驱动电路：包括 MOSFET和IGBT的驱动电路。其中IGBT的驱动电路采用专用芯片EXB841，其它的由运放、门电路及分立元件组成。　　（3）PWM波形发生器：以SG3525为核心的PWM波形发生器主要是为新器件驱动电路提供PWM驱动波形，可以通过频率调节旋钮进行频率调节；通过占空比电位器来调节PWM波的占空比。频率范围分为2挡，通过钮子开关切换，高频档是为MOSFET和IGBT驱动电路提供PWM波形，频率调节范围4KHz～10KHz；低频档是为GTR和GTO驱动电路提供PWM波形，频率调节范围400Hz～1KHz；占空比可从　0%调至100%。8、DK14单相交直交变频原理　　根据普通高等教育"九五"国家级重点教材王兆安，黄俊主编的《电力电子技术》（第四版）的内容进行开发。用于展示交直交变频原理，主要让学生了解SPWM正弦波脉宽调制信号的形成方法，了解IGBT管专用集成驱动芯片的特点及其使用，能完成如下实验项目：　　1）SPWM波形成的过程；　　2）交直交变频电路在不同负载（电阻，电感）时的工作情况和波形，并研究工作频率对电路工作波形的影响；　　3）IGBT管专用集成驱动芯片的工作特性。9、DK17双闭环H桥DC/DC变换直流脉宽调速系统通过对四个桥臂上IGBT管的触发控制，来实现对可逆直流他励电机进行调速的目的，主要由三大部分组成，即主回路部分、控制电路部分和调节部分。主回路由直流电源、四种IGBT管组成；控制回路部分由专用芯片产生PWM脉冲波，PWM波脉冲发生器产生的四路控制脉冲，分别驱动四个桥臂的IGBT管；调节部分由两个PI调节器组成，并通过速度环、电流环构成的反馈回路使电机的转速稳定运行在给定的转速下。本实验挂件可完成的实验项目有：（1）全桥DC/DC 变换电路实验（2）双闭环可逆直流脉宽调速实验。10、DK19半桥型开关稳压电源　　提供了半桥型开关稳压电源的主电路和控制电路，主电路的电力电子器件为电力MOSFET管；控制电路采用专用PWM控制集成电路SG3525，采用恒频脉宽调制控制方案。可完成"开关电路在开环与闭环下负载特性的测试"以及"电源电压波动对输出的影响"等实验内容。11、DX17实验元器件　　提供晶闸管（均设有RC吸收和保险丝保护）、压敏电阻（作为过压保护元件，内部已连成三角形接法）二极管及灯座、RC吸收电路。12、DK21斩控式交流调压电路根据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》（第五版）相关内容而设计，采用全控型器件 IGBT 管实现 “ 斩控式交流调压实验 ” 。13、DX03-1 三相可控整流电路（二）提供6只5A/1000V的晶闸管，每只晶闸管均设有RC吸收和保险丝保护装置，晶闸管可通过外加触发信号进行触发（留有触发脉冲输入接口），可更好的完成设计性实验。三相触发电路由专用晶闸管新型集成触发电路Tc787组成，体现了现代晶闸管触发技术的最新应用；同时提供六路触发脉冲功放电路等。14、DQ07-1直流发电机（DC220V，240W）15、DQ09直流并励电动机（DC220V，185W）16、DQ03-1 固定电机导轨、测速系统及数显转速表17、实验连接线：根据不同实验项目的特点，配备两种不同的实验联接线，强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线（不存在任何触电的可能），里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线，两种导线都只能配合相应内孔的插座，这样大大提高了实验的安全及合理性。18、★配套电力电子多媒体课件适应所有的教材，内容丰富并可随意调取。合理地运用多媒体课件教学系统，可以很大程度上减轻老师讲课的工作量。(包含以下内容):第1章电力电子技术概述第2章电力电子器件概述第3章晶闸管的结构及导通关断原理第4章晶闸管的特性与主要参数第5章晶闸管的测试第6章晶闸管的导通与关断实验第7章触发电路的要求及简易触发电路第8章单结晶体管的结构、伏安特性与主要参数第9章单结晶体管触发电路第10章单相半波可控整流电路电阻性负载的结构与工作原理第11章单相半波可控整流电路电感性负载的工作原理第12章单相桥式全控整流电路电阻性负载工作原理及主要参数计算第13章单相桥式全控整流电路电感性负载工作原理及主要参数计算第14章单相桥式全控整流电路反电动势负载工作原理及主要参数计算第15章有源逆变的工作原理第16章逆变失败与逆变角的限制第17章单相桥式半控整流电路电阻性负载工作原理及主要参数计算第18章单相桥式半控整流电路电感性负载工作原理及主要参数计算第19章 SS6B电力机车牵引电动机主电路第20章双向晶闸管的结构与工作原理第21章双向晶闸管的主要参数第22章双向晶闸管的测试第23章双向晶闸管触发电路第24章单相交流调压电路第25章 GTO（可关断晶闸管）的结构与工作原理第26章 GTR（大功率晶闸管）的结构、特性与工作原理第27章 IGBT（绝缘栅极晶体管）的结构、特性与工作原理第28章 DC-DC电路（直流斩波电路）的基本工作原理及降压斩波电路第29章升压斩波电路与升降压斩波电路第30章直流斩波（开关电源）电路实验第31章感应加热的原理与发展历史及中频感应加热电源的用途第32章中频感应加热电源的组成第33章三相半波可控整流电路电阻性负载工作原理及参数计算第34章三相半波可控整流电路大电感负载工作原理及参数计算第35章三相桥式全控整流电路电阻性负载工作原理及参数计算第36章三相桥式全控整流电路大电感负载工作原理及参数计算第37章锯齿波同步触发电路的组成与工作原理第38章锯齿波同步触发电路调试第39章无源逆变电路的基本工作原理及换流方式第40章电压型和电流型逆变器电路第41章单相并联逆变电路调试第42章变频器的用途与基本结构第43章变频器主电路结构第44章单相桥式PWM逆变电路工作原理第45章三相桥式PWM变频电路的工作原理第46章 PWM变频电路的调制控制方式第47章单相正弦波脉宽调制SPWM逆变电路调试五、本装置能开设的实验项目（以上配置）（一）晶闸管触发电路实验项目1）单结晶体管触发电路2）正弦波同步移相触发电路实验3）锯齿波同步移相触发电路实验4）单相集成锯齿波触发电路实验（由 Tca785 组成）5）三相集成锯齿波触发电路实验（由 KC04/KC09 等组成）（二）晶闸管线路实验项目1）单相半波可控整流电路实验2）单相桥式半控整流电路实验3）单相桥式全控整流及有源逆变电路实验4）三相半波可控整流电路实验5）三相桥式半控整流电路实验6）三相半波有源逆变电路实验7）三相桥式全控整流及有源逆变电路实验8）单相交流调压电路实验9）三相交流调压电路实验（三）电力电子器件特性及驱动保护实验项目1）单向晶闸管（ SCR ）特性实验2）可关断晶闸管（GTO）特性实验3）功率场效应管（MOSFET）特性实验4）功率晶体管（GTR ）特性实验5）绝缘双极性晶体管（IGBT）特性实验6）可关断晶闸管（GTO）驱动与保护电路实验7）功率场效应管（MOSFET）驱动与保护电路实验8）功率晶体管（GTR）驱动与保护电路实验9）绝缘双极性晶体管（IGBT）驱动与保护电路实验（四）典型新器件线路实验1）单相正弦波脉宽调制（ SPWM ）逆变电路实验2）半桥型开关稳压电源的性能研究3）直流斩波电路的性能研究（降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波的电路、 Cuｋ斩波电路、 Sepic 斩波电路、 Zeta 斩波电路）4）斩控式交流调压电路5）DC/DC变换电路（五）直流电机的双闭环调速系统1）直流电机的开环调速系统（三相全控桥SCR）2）直流电机的双闭环可逆脉宽调速系统（PWM/IGBT）

来源：https://www.aiav.com.cn/dldz/DBC-2.html

许继电气公司技术团队提出一种特高压直流全数字仿真建模方法

许继电气股份有限公司的申帅华、李泰、肖龙、荆雪记、杜少林在《电气技术》上撰文，介绍一种基于RT-LAB的特高压直流全数字仿真建模方法，通过在Simulink中创建自定义元件，调用实际工程程序代码，实现全数字模型的精确仿真；通过分核运行和多步长分时传数据的方法，实现实时运行。与实际物模仿真试验结果的对比验证了全数字模型的准确性，表明模型既可在Simulink中离线（非实时）运行，也可在RT-LAB上实时运行，应用场景广泛。

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随着我国新能源发电的蓬勃发展，越来越多新能源场站接入高压/特高压直流输电系统的送端交流电网，为研究其稳定性，必须对新能源场站及直流输电系统进行电磁暂态建模，其中直流输电系统模型的准确性尤为重要。本文介绍一种基于RT-LAB仿真器的特高压直流仿真建模方法，所建模型基于实际工程程序开发，准确性高。

在直流输电仿真建模中，常用的电磁暂态仿真软件主要有实时数字仿真器（real time digital simulator, RTDS）、全数字电力系统仿真器（advanced digital power system simulator, ADPSS）、PSCAD（power system computer aided design）、HYPERSIM、RT-LAB等。基于上述仿真软件，配置实际的控制保护装置，可以实现直流输电系统的精确仿真，但是受限于实际控制保护装置系统复杂、搭建周期长、占地面积大等多种不利因素，该模式一般用于控制保护厂家试验测试。

文献在上述仿真软件中设计内部控制系统，但逻辑比较简单，与实际工程程序逻辑相差甚大，不能准确反映实际工程特性。文献介绍了基于PSCAD的特高压直流实际控制保护建模方法，并与运行人员操作系统互联，但模型无法实时运行。因此，为了完整地实现控制保护系统的全部功能、准确反映实际工程的特性、有效降低仿真成本，基于实际工程控制保护程序开发电磁暂态全数字仿真模型就变得极为重要。

RT-LAB是由加拿大Opal-RT公司基于Matlab/ Simulink开发的实时仿真器。与RTDS等仿真软件相比，用户在RT-LAB中可以直接将Simulink模型转换成可识别的模型，且模型既可在Simulink中离线运行，也可在RT-LAB下位机上实时运行，具有使用便捷、应用场景广泛等优点。

本文以锡盟—泰州特高压直流输电工程为例，在Simulink中搭建一次电路模型，利用Simulink中自定义模块S-function调用转化后的工程程序，实现基于实际工程控制保护程序的全数字仿真模型的建立。通过与实际物模仿真波形进行对比，验证所搭建仿真模型的准确性。

1 仿真建模简介

1.1 仿真建模方案

本文介绍的仿真建模方案基于许继公司自主开发的HCM3000直流控制保护平台，将控制保护平台配套的ViGET程序进行改造、裁剪、转化生成可调用的C代码；分别在Matlab/Simulink和RT-LAB下位机中将转化后的工程程序C代码封装成库文件；通过创建接口函数，利用Simulink中自定义模块S-function来调用封装后的库文件，最终实现实际工程控制保护程序在RT-LAB中的仿真建模。RT-LAB建模流程如图1所示。

1.2 程序接口改造

控制保护模块之间涉及的通信方式主要有时分复用（time division multiplexing, TDM）通信、高速控制总线集成闪存控制器（integrated flash controller, IFC）通信、局域网（local area network, LAN）通信、现场总线等。在搭建全数字仿真模型之前需要对这些通信的接口模块进行修改。

1）TDM通信

工程程序中涉及TDM通信功能块的配置信息基本无需修改，但当整个机箱中2块能耗调控单元（energy processing unit, EPU）板卡产生脉冲时，需要修改TDM通信功能块的引脚，此时该EPU的任务调度变为定时器模式。

2）IFC通信

IFC通信主要用于机箱之间的通信，使用该通信协议的功能块的设置无须改变，仅需对这些功能块的ACD/PTR引脚手动设置不同的数值，以代表不同的数据目的地或源头。

3）LAN通信

LAN通信的信号大都是控制系统与后台之间、控制保护系统之间、站间交互的慢速信号。在全数字仿真模型中，不考虑控制保护系统上传给后台的信号；运行方式、各种参考值指令和开关命令等信号通过输入引脚直接读入控制保护系统。

4）现场总线通信

在一次系统模型中，不需要分合命令，仅需要开关的分合状态。DCSIM装置是许继公司自主开发的开关模拟装置，在实际工程中，DCSIM装置接收控制保护的分合命令，将开关的分合状态送给RT-LAB。为了减少对程序的修改，仿真模型仍使用DCSIM装置对开关进行模拟。在实际阀控系统中，旁路开关的分合命令通过现场总线和硬接线两种方式送给DCSIM装置。保护系统只通过开关量直接输入/输出控制开关。

2 仿真模型建立

2.1 仿真模型结构

锡盟—泰州特高压直流输电工程起于内蒙古锡盟换流站，止于江苏省泰州换流站，直流线路长度1 618km，双极直流线路1回，每极2个12脉动换流器串联，额定电压±800kV，直流输电容量10 000MW，直流额定电流6 250A。以此实际工程为例，基于RT-LAB平台搭建如图2所示的控制保护仿真模型。

图2展示了锡泰直流控制保护全数字仿真模型结构，模型分为一次主电路模型和二次控制保护系统。

一次主电路模型使用Simulink元件库中的元件及Opal-RT公司开发的适用于RT-LAB的元件库中的元件搭建而成。

二次控制保护系统包括测量系统、交直流站控、极控、极保护、阀控、阀保护，整流站和逆变站的控制保护系统完全对称。

一次主电路模型需要进行分核处理，在RT-LAB中通过ARTEMIS求解器来实现[19]；一次主电路模型和二次控制保护系统之间需要交互数据，在RT-LAB中通过OpComm模块来实现。

2.2 自定义功能块

通过编写接口程序，可以在Simulink中实现利用自定义模块S-function调用转化后的工程程序。自定义功能块分为主函数模块和通用模块，其中主函数模块调用的是工程程序，在一个仿真模型中，一个控制保护程序的主函数模块只能出现一次；通用模块是为了实现主函数模块间跨核数据通信而开发的，在一个仿真模型中可出现多次。

图3为锡盟站极控程序自定义功能块，该模块是一个主函数模块，通过调用极控程序编译生成的库文件，可以实现极控的全部功能。该模块左侧为输入信号，右侧两个分别为输出信号和调试信号，其中调试信号用于监视功能块内部某些变量值，仅在调试期间使用。

图4为两个通用功能块，其中XT_Adr2Arr用在控制保护模块后，使用该模块将地址转换为数组（double型），然后将数组中的数据进行跨核传输；XT_Arr2Adr用在控制保护模块前，接收到跨核传输的数据后，使用该模块将数组转换为地址，然后作为控制保护模块的输入。

使用图4所示两个功能块是因为主函数功能块的输入和输出都是指针的首地址，数据存储在开辟的指针空间中；而RT-LAB实时运行时必须对模型进行分核处理，核间通信的数据必须是double型。鉴于此，不同的主函数之间交互数据时，需要进行数据转化。

数据跨核传输方式如图5所示，极控主函数的输出信号，在极控所在的核1里，先由指针首地址转化成一个double型数组，然后对数据进行跨核传输，到阀控所在的核2后，再由double型数组转化成指针首地址，作为阀控主函数的输入信号。

2.3 实时运行方案

电磁暂态仿真模型典型仿真步长为50s，当模型在1个仿真步长内处理不完全部程序时，就会出现超时问题。为了实现实时运行，需要对模型进行拆分，使用2台OP5600机箱和2台OP5607机箱进行仿真。联合仿真模型拆分方案如图6所示。

OP5600机箱总共32核，主频2.3GHz，OP5607机箱主要用于在2台OP5600机箱联合仿真中传输数据。进行联合仿真时，两台OP5607机箱之间需要两根光纤连接，一根用于同步，一根用于交互数据；OP5600机箱和OP5607机箱之间需要用PCIe（peripheral component interconnect express）线连接。

2.4 分时数据传输

由于RT-LAB的运行机制为多核处理器并行处理，这就要求数据传输必须在一个仿真步长里完成。当传输的数据长度很大时，可能在一个仿真步长里无法完成全部的数据传输。在RT-LAB的运行机制中，为了完成仿真，实际的仿真步长会变长，从而出现非实时运行，即步长溢出问题。

考虑到工程实际中控制保护程序通信所用时间远大于50s，为了提高全数字模型的仿真速度，降低单个步长的通信负荷，提出一种多步长分时传数据方法。首先根据不同的通信方式确定数据长度（size），然后根据主函数的实际执行周期和模型的仿真步长确定完成数据发送所需的仿真步长个数（nSeg），最后根据数据长度和仿真步长个数确定单个仿真步长需要传输的数据个数，即OpComm模块传递的数组维数。

当nSeg为1时，不采用多步长分时传数据方法，此时的信号传递过程如图7所示。

当nSeg大于1时，采用多步长分时传数据方法，此时的信号传递过程如图8所示。

RT-LAB和HYPERSIM皆由加拿大Opal-RT公司开发，但运行机制有所不同。在HYPERSIM中，可以使用共享内存来分发数据，降低了数据传输占用的资源，无需进行模型拆分和分时数据传输等操作；而在RT-LAB中，为了实现实时运行，需要进行模型拆分和分时数据传输等操作。因此，在搭建全数字仿真模型时，RT-LAB模型需要占用更多的硬件资源。

3 仿真试验验证

全数字仿真模型建模完成后，为了验证其功能的完整性，参考实际工程中的仿真试验出厂试验报告，进行稳态参数校核试验、解闭锁试验、功率升降试验、阶跃试验、无功控制试验、交流系统故障试验、直流线路故障试验等。

同时，为了验证仿真结果的准确性，与基于HYPERSIM的实际控制保护装置的物模仿真平台试验波形进行对比，分别进行解锁、阶跃响应、阀组投退、交流系统单相接地等试验。在试验波形中，从上到下分别是直流电压（kV）、直流电流（A）、触发角（°），详述如下。

1）解锁试验

功率正送极Ⅱ低端换流器运行，解锁试验。极Ⅱ低端换流器解锁试验波形如图9所示。

图9中深色线为物模仿真试验波形，浅色线为本文搭建的全数字仿真模型的波形。在物模试验中，直流电流最高值到1 515A，在全数字仿真试验中，直流电流最高值到1 495A。全数字仿真试验波形中的直流电压、直流电流和触发角调节与物模波形基本一致。

2）阶跃响应试验

功率正送极Ⅰ低端换流器运行，电流阶跃试验。极Ⅰ电流阶跃试验波形如图10所示。

图10中深色线为物模仿真试验波形，浅色线为本文搭建的全数字仿真模型的波形。试验工况为功率正送，极Ⅰ电流阶跃，阶跃量为500A，阶跃时间为500ms。

在物模试验中，上阶跃响应超调量为4.32%，响应时间为180ms；恢复响应超调量为14.13%，响应时间为127.5ms。在全数字仿真试验中，上阶跃响应超调量为4.82%，响应时间为190ms；恢复响应超调量为17.5%，响应时间为136ms。全数字仿真试验波形中的直流电压、直流电流和触发角调节与物模波形基本一致。

3）阀组退出试验

功率正送极Ⅰ双换流器运行，低端阀组退出试验。极Ⅰ低端阀组退出试验波形如图11所示。

图11中深色线为物模仿真试验波形，浅色线为本文搭建的全数字仿真模型的波形。在物模试验中，锡盟站直流电流最大值为1 345A，直流电压最低值为348kV。在全数字仿真试验中，锡盟站直流电流最大值为1 219A，直流电压最低值为366kV。全数字仿真试验波形中的直流电压、直流电流和触发角调节与物模波形基本一致。

4）交流系统单相接地试验

功率反送极Ⅱ高端换流器运行，锡盟换流站极Ⅱ交流系统单相接地试验。交流系统单相接地试验波形如图12所示。

图12中深色线为物模仿真试验波形，浅色线为本文搭建的全数字仿真模型的波形。根据波形分析，功率反送，锡盟站交流系统发生单相接地故障时，全数字仿真试验波形中的直流电压、直流电流和触发角调节与物模波形保持较高的一致性。

综上所述，在上述几种试验工况下，全数字仿真模型与物模系统仿真试验结果保持较高的一致性，证明了全数字仿真模型的准确性。

4 结论

本文提出了一种在RT-LAB仿真器中搭建特高压直流工程全数字仿真模型的方法，由于采用实际工程程序转代码，继而在RT-LAB平台上生成动态链接库的形式，因此在保护了控制保护厂家知识产权的同时，实现了与实际工程高度一致的全数字仿真模型开发，仿真准确性大大提高。

本文解决了特高压直流工程全数字仿真模型在RT-LAB仿真器中实时化运行的问题。模型既可在Simulink中离线（非实时）运行，也可在RT-LAB上实时运行，因而其应用范围广泛。

本工作成果发表在《电气技术》，论文标题为“基于RT-LAB的锡泰工程控制保护系统全数字建模与仿真”，作者为申帅华、李泰、肖龙、荆雪记、杜少林

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许继电气公司技术团队提出一种特高压直流全数字仿真建模方法

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