基于ADPSS自定义模型的分布式潮流控制器的闭环仿真方法
及系统
技术领域
背景技术
[0002] 分布式潮流控制器作为一种功率小、
冗余度高、投资小和功能更强大的电
力电子装置正被深入研究，目前分布式潮流控制器的数学模型研究以及离线仿真技术已经较为成熟，但是无法做到实时反映电力电子
开关状态，即无法实现实时仿真。为此，本发明提出了一种结合FPGA小步长仿真平台与ADPSS
服务器的闭环实时仿真方法。
[0003] FPGA小步长仿真平台为中国电力科学研究院开发的基于FPGA芯片技术的小步长平台。该平台通过CPU+FPGA的新型异构仿真系统将传统电磁暂态的仿真步长降低几十倍，以2us小步长准确模拟基于功率开关管的电力电子设备动态的步长。
[0004] ADPSS为中国电力科学研究院开发的电力系统全数字实时仿真装置，仿真步长为50us，具备完整的电磁暂态仿真系统，包括用于控制系统构建的用户自定义模型等。
发明内容
[0005] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
[0006] 基于ADPSS自定义模型的分布式潮流控制器的闭环仿真方法，其特征在于，包括:
[0007] 步骤1、在FPGA小步长系统中构建一个两电源三
节点被控电网系统模型，包含3个
电压节点、4条支路以及2个
变压器，其中电压节点Ⅰ通过支路Ⅰ与三相电源G1相接，电压节点Ⅱ与三相电源G2直接相连，电压节点Ⅲ接有一个对地负载Rload，Δ-Y型变压器Ⅰ与Y-Δ变压器Ⅱ接在支路Ⅲ上，支路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阻抗分别为Z1、Z2、Z3、Z4。
[0008] 步骤2、在FPGA小步长系统中构建分布式潮流控制器一次系统详细模型，其中分布式潮流控制器并联侧变流器为背靠背结构，由一个三相全桥结构与单相全桥结构通过公共直流电容级联；
串联侧变流器每相为单相全桥结构，如图3所示。将分布式潮流控制器并联侧安装在电压节点Ⅰ与变压器Ⅰ的
中性点上，串联侧安装在支路Ⅲ上，完成在FPGA小步长系统中的分布式潮流控制器一次系统安装。
[0009] 步骤3、利用
人机交互界面在ADPSS主机服务器中通过自定义模型搭建分布式潮流控制器控制系统，包括三组，分别是：
[0010] 控
制模块组别：source_crtl模块、shunt_crtl模块、serie_crtl_150Hz模块、serie_crtl_50Hz；
[0011] 测量与计算模块组别：config模块、shunt_feedback_cal模块、serie_feedback_cal模块；
[0012] 调制波生成模块组别：1phs_PWM模块、3phs_PWM模块、3rd_PWM模块。
[0013] 步骤4、将分布式潮流控制器一次系统所在的FPGA小步长仿真平台与分布式潮流控制器控制系统所在的ADPSS服务器通过光纤通讯、采用Aurora通信协议进行连接，实现数据交互。
[0014] 步骤5、在人机交互界面进行数据设置，开始闭环仿真，具体包括：
[0015] 步骤5.1、对并联侧公共直流电容进行不控整流充电；
[0016] 步骤5.2、充电完成后，设定公共直流电容电压目标值、
母线相电压目标值，同时投入分布式潮流控制器并联侧；
[0017] 步骤5.3、待公共直流电容电压及母线相电压稳定后，启动并联侧单
相变流器的控制单元，产生3次谐波
电流；
[0018] 步骤5.4、设定串联侧直流电容电压目标值，同时投入分布式潮流控制器串联侧直流电容充电模块；
[0019] 步骤5.5、当串联侧直流电容电压稳定后，设定被控线路有功功率潮流目标值、
无功功率潮流目标值，投入线路潮流
控制模块，同时维持串联侧直流电容充电模块持续工作。
[0020] 步骤5.6、对被控
信号进行录波观测，对比给定目标值，分析结果。
[0021] 本发明创造性的利用FPGA小步长仿真平台的
精度高、步长小的特点，构建分布式潮流控制器一次系统，做到实时准确模拟功率开关管，同时结合ADPSS用户自定义模型构建分布式潮流控制器控制系统，实现分布式潮流控制器实时闭环仿真。
[0022] 在上述的基于ADPSS自定义模型的分布式潮流控制器的闭环仿真方法，自定义模块具体包括：
[0023] source_crtl模块：为电源控制模块，用于设定电源G1与G2的参数以模拟不同的电压环境，利用可设定电平的CONST元件将电源给定信号与正弦信号发生元件SINWAVE相连接，得到电源
控制信号，并将产生的信号通过OUT元件传送到电源G1与G2；
[0024] shunt_crtl模块：为并联侧变流器控制模块，该模块采用双环控制，分别对并联侧公共直流电容电压与并联侧接入点母线电压幅值进行控制，利用Πx与 元件实现比例积分，将输入的dq轴分量信号通过比例积分环节实现控制，得到对应的并联侧三相变流器的控制信号，再经过反dq变换得到ABC三相
坐标系下的控制信号，并由OUT模块输出到3phs_PWM模块中；
[0025] serie_ctrl_150Hz模块：为3次谐波控制模块，用于对串联侧直流电容充电控制，如图7所示，利用∑AX元件，将串联侧直流电容电压目标值与实际值作比较得到误差信号，再经过比例积分环节实现控制，再经过
限幅等模块，最终得到串联侧单相变流器3次谐波控制信号；
[0026] serie_ctrl_50Hz模块：为串联侧基波控制模块，用于对被控线路潮流控制，如图8所示，利用∑AX元件，将被控三相线路的潮流目标值与实际值作比较得到误差信号，再经过比例积分环节实现控制，再经过限幅等模块，最终得到串联侧单相变流器基波控制信号；
[0027] config模块：设置部分控制指令，包括时间控制以及给定量的设置，如图9所示，通过CONST元件设定目标值，并通过OUT元件传送到其他模块中；
[0028] shunt_feedback_cal模块：提供并联侧变流器控制所需的反馈量，如图10所示，利用∑AX元件比对两个单项电气节点电压差得到并联侧公共直流电容电压，同时将三相变流器交流侧电流、并联侧接入点母线电压分别通过dq变换模块进行dq变换，得到相应的d轴分量与q轴分量，再通过OUT元件将信号传送到shunt_crtl模块中；
[0029] serie_feedback_cal模块：为串联侧反馈控制模块，用于提供串联侧反馈控制计算量，该模块包含串联直流电压计算部分、线路50Hz与150Hz电流
锁相部分以及线路潮流计算部分；
[0030] 1phs_PWM模块：为单相PWM调制波的控制模块，主要控制开关管的触发脉冲，如图12所示，该模块主要有两部分，一部分是利用输入的控制信号生成串联侧单相变流器的触发信号，另一部分是设置生成对应开关管的闭锁信号；
[0031] 3phs_PWM模块：为并联侧变流桥触发信号及闭锁信号的控制模块，其主要通过step阶跃模块来实现触发状态与闭锁状态的切换，如图13所示，该模块也主要有两部分，一部分是利用输入的控制信号生成并联侧三相变流器触发信号，另一部分是设置生成开关管的闭锁信号；
[0032] 3rd_PWM模块：为并联侧单相变流器控制模块，主要控制并联侧注入变压器中性点的3次谐波，如图14所示，该模块也分为两部分，一部分利用SINWAVE模块生成3次谐波，另一部分设置生成并联侧单相变流器开关管闭锁信号。
[0033] 基于ADPSS自定义模型的分布式潮流控制器的闭环仿真系统，其特征在于，包括:
[0034] 两电源三节点被控电网系统模型构建单元：在FPGA小步长系统中构建一个两电源三节点被控电网系统模型，包含3个电压节点、4条支路以及2个变压器，其中电压节点Ⅰ通过支路Ⅰ与三相电源G1相接，电压节点Ⅱ与三相电源G2直接相连，电压节点Ⅲ接有一个对地负载Rload，Δ-Y型变压器Ⅰ与Y-Δ变压器Ⅱ接在支路Ⅲ上，支路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阻抗分别为Z1、Z2、Z3、Z4。
[0035] 分布式潮流控制器一次系统详细模型构建单元：在FPGA小步长系统中构建分布式潮流控制器一次系统详细模型，其中分布式潮流控制器并联侧变流器为背靠背结构，由一个三相全桥结构与单相全桥结构通过公共直流电容级联；串联侧变流器每相为单相全桥结构，如图3所示。将分布式潮流控制器并联侧安装在电压节点Ⅰ与变压器Ⅰ的中性点上，串联侧安装在支路Ⅲ上，完成在FPGA小步长系统中的分布式潮流控制器一次系统安装。
[0036] 分布式潮流控制器控制系统构建单元：利用人机交互界面在ADPSS主机服务器中通过自定义模型搭建分布式潮流控制器控制系统，包括三组，分别是：
[0037] 控制模块组别：source_crtl模块、shunt_crtl模块、serie_crtl_150Hz模块、serie_crtl_50Hz；
[0038] 测量与计算模块组别：config模块、shunt_feedback_cal模块、serie_feedback_cal模块；
[0039] 调制波生成模块组别：1phs_PWM模块、3phs_PWM模块、3rd_PWM模块。
[0040] 数据连接单元：用于将分布式潮流控制器一次系统所在的FPGA小步长仿真平台与分布式潮流控制器控制系统所在的ADPSS服务器通过光纤通讯、采用Aurora通信协议进行连接，实现数据交互。
[0041] 仿真单元：进行数据设置，开始闭环仿真，具体包括：
[0042] 充电子单元：用于对并联侧公共直流电容进行不控整流充电；
[0043] 参数设置子单元一：充电完成后，参数设置子单元设定公共直流电容电压目标值、母线相电压目标值，同时投入分布式潮流控制器并联侧；
[0044] 谐波电流发生子单元：待公共直流电容电压及母线相电压稳定后，谐波电流发生子单元启动并联侧单相变流器的控制单元，产生3次谐波电流；
[0045] 参数设置子单元二：参数设置子单元二设定串联侧直流电容电压目标值，同时投入分布式潮流控制器串联侧直流电容充电模块；
[0046] 状态维持单元：当串联侧直流电容电压稳定后，状态维持单元设定被控线路有功功率潮流目标值、无功功率潮流目标值，投入线路潮流控制模块，并同时维持串联侧直流电容充电模块持续工作。
[0047] 步骤5.6、对被控信号进行录波观测，对比给定目标值，分析结果。
[0048] 在上述的基于ADPSS自定义模型的分布式潮流控制器的闭环仿真系统，自定义模块具体包括：
[0049] source_crtl模块：为电源控制模块，用于设定电源G1与G2的参数以模拟不同的电压环境，利用可设定电平的CONST元件将电源给定信号与正弦信号发生元件SINWAVE相连接，得到电源控制信号，并将产生的信号通过OUT元件传送到电源G1与G2；
[0050] shunt_crtl模块：为并联侧变流器控制模块，该模块采用双环控制，分别对并联侧公共直流电容电压与并联侧接入点母线电压幅值进行控制，利用Πx与 元件实现比例积分，将输入的dq轴分量信号通过比例积分环节实现控制，得到对应的并联侧三相变流器的控制信号，再经过反dq变换得到ABC三相坐标系下的控制信号，并由OUT模块输出到3phs_PWM模块中；
[0051] serie_ctrl_150Hz模块：为3次谐波控制模块，用于对串联侧直流电容充电控制，如图7所示，利用∑AX元件，将串联侧直流电容电压目标值与实际值作比较得到误差信号，再经过比例积分环节实现控制，再经过限幅等模块，最终得到串联侧单相变流器3次谐波控制信号；
[0052] serie_ctrl_50Hz模块：为串联侧基波控制模块，用于对被控线路潮流控制，如图8所示，利用∑AX元件，将被控三相线路的潮流目标值与实际值作比较得到误差信号，再经过比例积分环节实现控制，再经过限幅等模块，最终得到串联侧单相变流器基波控制信号；
[0053] config模块：设置部分控制指令，包括时间控制以及给定量的设置，如图9所示，通过CONST元件设定目标值，并通过OUT元件传送到其他模块中；
[0054] shunt_feedback_cal模块：提供并联侧变流器控制所需的反馈量，如图10所示，利用∑AX元件比对两个单项电气节点电压差得到并联侧公共直流电容电压，同时将三相变流器交流侧电流、并联侧接入点母线电压分别通过dq变换模块进行dq变换，得到相应的d轴分量与q轴分量，再通过OUT元件将信号传送到shunt_crtl模块中；
[0055] serie_feedback_cal模块：为串联侧反馈控制模块，用于提供串联侧反馈控制计算量，该模块包含串联直流电压计算部分、线路50Hz与150Hz电流锁相部分以及线路潮流计算部分；
[0056] 1phs_PWM模块：为单相PWM调制波的控制模块，主要控制开关管的触发脉冲，如图12所示，该模块主要有两部分，一部分是利用输入的控制信号生成串联侧单相变流器的触发信号，另一部分是设置生成对应开关管的闭锁信号；
[0057] 3phs_PWM模块：为并联侧变流桥触发信号及闭锁信号的控制模块，其主要通过step阶跃模块来实现触发状态与闭锁状态的切换，如图13所示，该模块也主要有两部分，一部分是利用输入的控制信号生成并联侧三相变流器触发信号，另一部分是设置生成开关管的闭锁信号；
[0058] 3rd_PWM模块：为并联侧单相变流器控制模块，主要控制并联侧注入变压器中性点的3次谐波，如图14所示，该模块也分为两部分，一部分利用SINWAVE模块生成3次谐波，另一部分设置生成并联侧单相变流器开关管闭锁信号。
[0059] 因此，本发明具有如下优点：本发明提出了一种基于ADPSS自定义模型的分布式潮流控制器的闭环仿真方法，充分利用了FPGA小步长仿真平台的精度高、步长小的特点模拟基于功率开关管的电力电子设备，并结合ADPSS的自定义模型实现控制系统的构建，弥补了分布式潮流控制器在FPGA小步长仿真平台实时闭环仿真中的空白，为电力电子装置的闭环仿真提供了一种新的方法。
附图说明
[0060] 附图1是本发明的基于自定义模型的分布式潮流控制器闭环仿真试验结构图。
[0061] 附图2是本发明的被测试电网示意图。
[0062] 附图3a是本发明的3a是基于FPGA小步长分布式潮流控制器一次系统模型示意图(并联侧背靠背变流器)。
[0063] 附图3b是本发明的3b是基于FPGA小步长分布式潮流控制器一次系统模型示意图(串联侧单相变流器)。
[0064] 附图4是本发明的自定义模块结构示意图。
[0065] 附图5是本发明的source_crtl模块结构示意图。
[0066] 附图6是本发明的shunt_crtl模块结构示意图。
[0067] 附图7是本发明的serie_ctrl_150Hz模块结构示意图。
[0068] 附图8是本发明的serie_ctrl_50Hz模块结构示意图。
[0069] 附图9是本发明的config模块结构示意图。
[0070] 附图10是本发明的shunt_feedback_cal模块结构示意图。
[0071] 附图11a是本发明的serie_feedback_cal模块结构示意图(串联直流电压计算部分)。
[0072] 附图11b是本发明的serie_feedback_cal模块结构示意图(线路50Hz与150Hz电流锁相部分)。
[0073] 附图11c是本发明的serie_feedback_cal模块结构示意图(线路潮流计算部分)。
[0074] 附图12是本发明的1phs_PWM模块结构示意图。
[0075] 附图13是本发明的3phs_PWM模块结构示意图。
[0076] 附图14是本发明的3rd_PWM模块结构示意图。
[0077] 附图15是本发明的含分布式潮流控制器一次系统的电网模型结构示意图。
[0078] 附图16a是本发明的并联侧控制目标示意图(并联侧公共直流电容电压)。
[0079] 附图16b是本发明的并联侧控制目标示意图(母线I电压)。
[0080] 附图17是本发明的并联侧单相变流器注入中性点3次谐波电流示意图。
[0081] 附图18是本发明的串联直流电容电压示意图。
[0082] 附图19a是本发明的被控线路末端潮流示意图(线路有功功率潮流)。
[0083] 附图19b是本发明的被控线路末端潮流示意图(线路无功功率潮流)。
具体实施方式
[0084] 下面通过
实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0085] 实施例：
[0086] 本发明提出一种基于电力系统全数字实时仿真装置(ADPSS)自定义模型的分布式潮流控制器的闭环仿真方法，如图1所示，将分布式潮流控制器控制系统放在ADPSS主服务器中，分布式潮流控制器一次系统放在FPGA小步长仿真平台中，控制系统与一次系统通过光纤
接口进行通讯，同时借助人机交互界面用以实现对ADPSS主服务器与FPGA小步长仿真平台的操作。用以研究并验证分布式潮流控制器的对被控电网的潮流调控特性和调节能力。
[0087] 本发明提出了闭环试验方法具体包括：
[0088] 步骤1、在FPGA小步长系统中构建一个两电源三节点被控电网系统模型，，如图2所示，包含3个电压节点、4条支路以及2个变压器，其中电压节点Ⅰ通过支路Ⅰ与三相电源G1相接，电压节点Ⅱ与三相电源G2直接相连，电压节点Ⅲ接有一个对地负载Rload，Δ-Y型变压器Ⅰ与Y-Δ变压器Ⅱ接在支路Ⅲ上，支路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阻抗分别为Z1、Z2、Z3、Z4。
[0089] 步骤2、在FPGA小步长系统中构建分布式潮流控制器一次系统详细模型，其中分布式潮流控制器并联侧变流器为背靠背结构，由一个三相全桥结构与单相全桥结构通过公共直流电容级联；串联侧变流器每相为单相全桥结构，如图3所示。将分布式潮流控制器并联侧安装在电压节点Ⅰ与变压器Ⅰ的中性点上，串联侧安装在支路Ⅲ上，完成在FPGA小步长系统中的分布式潮流控制器一次系统安装。
[0090] 步骤3、利用人机交互界面在ADPSS主机服务器中通过自定义模型搭建分布式潮流控制器控制系统。
[0091] 本发明提出的自定义模型由10个自定义模块组成，如图4所示，可划分为以下三类：
[0092] (1)控制模块组别：source_crtl、shunt_crtl、serie_crtl_150Hz、serie_crtl_50Hz；
[0093] (2)测量与计算模块组别：config、shunt_feedback_cal、serie_feedback_cal；
[0094] (3)调制波生成模块组别：1phs_PWM、3phs_PWM、3rd_PWM。
[0095] 其中，
[0096] 1)source_crtl为电源控制模块，用于设定电源G1与G2的参数以模拟不同的电压环境，如图5所示，利用可设定电平的CONST元件将电源给定信号与正弦信号发生元件SINWAVE相连接，得到电源控制信号，并将产生的信号通过OUT元件传送到电源G1与G2；
[0097] 2)shunt_crtl模块为并联侧变流器控制模块，该模块采用双环控制，分别对并联侧公共直流电容电压与并联侧接入点母线电压幅值进行控制，如图6所示，利用Πx与 元件实现比例积分，将输入的dq轴分量信号通过比例积分环节实现控制，得到对应的并联侧三相变流器的控制信号，再经过反dq变换得到ABC三相坐标系下的控制信号，并由OUT模块输出到3phs_PWM模块中；
[0098] 3)serie_ctrl_150Hz为3次谐波控制模块，用于对串联侧直流电容充电控制，如图7所示，利用∑AX元件，将串联侧直流电容电压目标值与实际值作比较得到误差信号，再经过比例积分环节实现控制，再经过限幅等模块，最终得到串联侧单相变流器3次谐波控制信号；
[0099] 4)serie_ctrl_50Hz为串联侧基波控制模块，用于对被控线路潮流控制，如图8所示，利用∑AX元件，将被控三相线路的潮流目标值与实际值作比较得到误差信号，再经过比例积分环节实现控制，再经过限幅等模块，最终得到串联侧单相变流器基波控制信号；
[0100] 5)config模块主要设置部分控制指令，包括时间控制以及给定量的设置，如图9所示，通过CONST元件设定目标值，并通过OUT元件传送到其他模块中；
[0101] 6)shunt_feedback_cal模块主要提供并联侧变流器控制所需的反馈量，如图10所示，利用∑AX元件比对两个单项电气节点电压差得到并联侧公共直流电容电压，同时将三相变流器交流侧电流、并联侧接入点母线电压分别通过dq变换模块进行dq变换，得到相应的d轴分量与q轴分量，再通过OUT元件将信号传送到shunt_crtl模块中；
[0102] 7)serie_feedback_cal模块为串联侧反馈控制模块，用于提供串联侧反馈控制计算量，该模块包含串联直流电压计算部分、线路50Hz与150Hz电流锁相部分以及线路潮流计算部分，如图11所示，图11(a)为利用∑AX元件计算串联侧直流电容电压，图11(b)中利用PLL元件对电流进行锁相，图11(c)中利用∑AX元件与Πx元件实现潮流的计算功能，同时利用DFT元件，对输入的母线电压、线电流进行傅里叶分析，得到其相
角与有效值，再通过OUT元件将信号传送出去；
[0103] 8)1phs_PWM模块为单相PWM调制波的控制模块，主要控制开关管的触发脉冲，如图12所示，该模块主要有两部分，一部分是利用输入的控制信号生成串联侧单相变流器的触发信号，另一部分是设置生成对应开关管的闭锁信号；
[0104] 9)3phs_PWM模块为并联侧变流桥触发信号及闭锁信号的控制模块，其主要通过step阶跃模块来实现触发状态与闭锁状态的切换，如图13所示，该模块也主要有两部分，一部分是利用输入的控制信号生成并联侧三相变流器触发信号，另一部分是设置生成开关管的闭锁信号；
[0105] 10)3rd_PWM模块为并联侧单相变流器控制模块，主要控制并联侧注入变压器中性点的3次谐波，如图14所示，该模块也分为两部分，一部分利用SINWAVE模块生成3次谐波，另一部分设置生成并联侧单相变流器开关管闭锁信号。
[0107] 步骤4、将分布式潮流控制器一次系统所在的FPGA小步长仿真平台与分布式潮流控制器控制系统所在的ADPSS服务器通过光纤通讯、采用Aurora通信协议进行连接，实现数据交互。
[0108] 步骤5、在人机交互界面进行数据设置，开始闭环仿真。本发明提出的具体试验操作如下：
[0109] 1)对并联侧公共直流电容进行不控整流充电；
[0110] 2)充电完成后，设定公共直流电容电压目标值、母线相电压目标值，同时投入分布式潮流控制器并联侧；
[0111] 3)待公共直流电容电压及母线相电压稳定后，启动并联侧单相变流器的控制单元，产生3次谐波电流；
[0112] 4)设定串联侧直流电容电压目标值，同时投入分布式潮流控制器串联侧直流电容充电模块；
[0113] 5)当串联侧直流电容电压稳定后，设定被控线路有功功率潮流目标值、无功功率潮流目标值，投入线路潮流控制模块，同时维持串联侧直流电容充电模块持续工作。
[0114] 6)对被控信号进行录波观测，对比给定目标值，分析结果。
[0115] 本发明有益效果在于：
[0116] 本发明提出了一种基于ADPSS自定义模型的分布式潮流控制器的闭环仿真方法，充分利用了FPGA小步长仿真平台的精度高、步长小的特点模拟基于功率开关管的电力电子设备，并结合ADPSS的自定义模型实现控制系统的构建，弥补了分布式潮流控制器在FPGA小步长仿真平台实时闭环仿真中的空白，为电力电子装置的闭环仿真提供了一种新的思路。
[0117] 下面结合实例，对本发明作详细说明：
[0118] (1)在FPGA小步长仿真平台中构建两源三节点被控电网模型，如图15所示。其中，系统基准电压为0.38kV，两个0.38kV的三相交流电源分别安装在节点I与节点II，两个电源的电压相角差为11.4317°；系统各线路阻抗分别设置为Z1＝0.001+j0.314Ω，Z2＝0.001+j0.072Ω，Z3＝0.004+j0.047Ω，Z4＝0.001+j0.072Ω；系统的可调节
电力负荷安装于节点III，用接地
电阻Rload表示，在本试验中该电阻的值取为2.8Ω；变压器Ⅰ与变压器Ⅱ额定容量均为0.6MVA，变比为0.38/0.38kV，
短路比为10％。线路I—II的每相初始有功功率潮流为0.056MW，无功功率潮流为-0.01MVar，母线I的初始相电压为0.2202kV。
[0119] (2)在FPGA小步长仿真平台中构建分布式潮流控制器开关管模型，并将分布式潮流控制器并联侧两端分别接于节点I与变压器I的Y侧中性点上；串联侧单元安装在线路I—II上；
[0120] (3)将具有分布式潮流控制器控制系统的ADPSS主机服务器与具有分布式潮流控制器一次系统的FPGA小步长仿真平台通过光纤通讯进行连接，开始闭环仿真；
[0121] (4)0-2s时，对并联侧公共直流电容进行不控整流充电；
[0122] (5)2s时，设置并联侧公共直流电容电压为0.9kV，母线相电压0.22kV，分布式潮流控制器并联侧投入工作；
[0123] (6)3s时，启动并联侧单相变流器的控制单元，使其产生3次谐波电流；
[0124] (7)6s时，设置串联侧直流电容电压目标值为0.4kV，投入分布式潮流控制器串联侧直流电容充电模块；
[0125] (8)7s时，在维持串联侧直流电容充电模块工作的情况下，设置被控线路有功功率潮流目标值为0.07MW，无功功率潮流目标值为-0.02MVar，投入线路潮流控制模块。
[0126] (9)由图16(a)可见，2s前，并联侧三相变流器不控整流电压为0.53kV，在2s投入并联侧三相变流器控制器后，并联侧公共直流电容电压在约2.05s时刻达到给定值0.9kV，为并联侧单相变流器逆变提供有功功率
支撑；由图16(b)可知，母线电压初始值为0.2202kV，暂态过程中最大偏离电压幅值为0.003kV(1.37％)，但在约2.05s时刻达到给定值0.22kV，实现对被控母线电压的控制。
[0127] 由图17可见，3s前，3次谐波电流为0kA，在3s并联侧单相变流器控制模块后，并联侧单相变流器开始向变压器中性点注入的3次谐波电流，在约3.05s时刻达到稳定状态，电流有效值约为0.141kA，此时，并联侧公共直流电容电压仍然保持不变，并联侧单相变流器相当于串、并联侧间的
能量交换通道的电源。
[0128] 3次谐波注入线路后，为避免因3次谐波电流相角锁相不准造成充电失败，需一定时间保证串联电容控制器的精准锁相。因此，本试验在3次谐波注入线路3s后(即6s时)对串联侧直流电容充电。由图18可见，6s时，串联侧变流器直流电容充电模块启动，这是对串联侧变流器的3次谐波电压的控制，串联侧电容由0kV开始充电，在约6.2s时刻A、B、C三相的串联侧变流器分别达到给定值0.4kV，并一直恒定于0.4kV；而在7s时，串联侧开始对线路潮流进行控制，串联侧所需逆变的基波电压与3次谐波电压也相应增大，因此串联侧直流电容电压的纹波开始变大，开始产生2倍频与6倍频脉动量，但依然维持在0.4kV。由此表明，串联侧不仅同时对基波与3次谐波电压进行控制，而且还能有效实现基波功率与3次谐波有功功率间的转换，保证串联侧可有效逆变出幅值
相位可变的基波电压，进而调节线路潮流。
[0129] 由图19(a)可见，7s时，启动线路潮流控制模块后，串联侧变流器瞬间响应，线路A、B、C三相有功功率潮流从初始值0.056MW开始光滑上升，在约7.7s时刻达到调控需求给定值0.07MW；同时，由图19(b)可见，线路A、B、C三相无功功率潮流从初始值-0.01MVar开始光滑下降，在约7.2s时刻达到给定值-0.02MVar。
[0130] 从上面的仿真结果可以看到分布式潮流控制器的母线电压控制模块在接收控制指令后，用时约50ms被控母线电压达到目标值；分布式潮流控制器的并联侧公共直流电容电压约50ms到达目标值；串联侧直流电容电压约200ms到达目标值；向分布式潮流控制器并联侧单相变流器控制器发出控制指令后，分布式潮流控制器并联侧单相变流器立即向变压器中性点注入3次谐波电流，用时20ms达到稳定；启动分布式潮流控制器的串联侧潮流控制模块后，分布式潮流控制器瞬间响应潮流调控指令进行线路潮流
跟踪；约700ms，分布式潮流控制器能将被控线路的有功功率潮流稳定至目标值；约200ms，被控线路的无功功率潮流能稳定到控制目标值。
[0131] 除去超调，上述试验结果
波动均在合理范围以内，与理论值保持基本一致，证明该闭环仿真方法正确可行。
[0132] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的
修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附
权利要求书所定义的范围。
