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柔性直流输电技术是现今学术界研究热点和工程热点,其控制保护机制尚处于探索阶段,无长期稳定的工程运行经验。本文提出的一种基于RTLAB实时仿真平台的柔性直流输电控制保护系统仿真测试方案,能有效缩短控制保护系统开发时间,全面测试控制保护系统功能,保证柔性直流输电系统安全可靠地并网运行。 论文研究对象为基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统(以下缩称“MMC-HVDC”)。通过对MMC-HVDC基本原理的分析,建立了数学模型,阐述了其优缺点和应用场合。论文总结了MMC-HVDC工程常用的控制策略,介绍了国内常用的站控、换流器控制、阀控三级分层控制方法,认为站间通讯可有效提高现阶段MMC-HVDC系统可靠性与稳定性。 论文阐述了RTLAB实时仿真系统平台的基本原理,重点分析了SSN的应用和CPU与FPGA协同作用的硬件平台,解释了RTLAB平台如何做到缩短仿真时间达到实时性目的。论文比较了RTLAB平台和PSCAD软件、RTDS平台在MMC-HVDC的应用,认为RTLAB是相对成熟的MMC-HVDC仿真测试手段。 根据柔性直流输电常用的主回路图,建立了包含变压器、换流阀、直流电缆、避雷器、断路器、桥臂电抗等主回路模型,阐述了相关参数的设计方法。借助Aurora协议,实现了实际阀控系统和模拟的主回路之间的快速通讯。利用该主回路模型,完成了实际MMC-HVDC工程控制保护系统的测试,给出了STATCOM状态下,交直流并列运行条件下,孤岛运行条件下的启动、稳态运行、功率升降、功率阶跃和故障保护等工况下的测试结果,并和实际工程调试做了对比。结果表明,RTLAB平台测试结果和实际工程结果基本一致。