(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211193245.1 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 南方电网科 学研究院有限责任公司 地址 510663 广东省广州市萝岗区科 学城 科翔路11号J1栋3、 4、 5楼及J3 栋3楼 (72)发明人 郭琦　林雪华　陈钦磊　廖梦君　 李书勇　黄立滨　曾冠铭　刘志江　 陈德扬　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 李伟贤 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/36(2006.01) H02J 3/00(2006.01) (54)发明名称 海上风电经柔性直流并网硬件在环测试装 置、 方法及设备 (57)摘要 本申请涉及一种海上风电经柔性直流并网 硬件在环测试装置、 方法及设备， 该装置包括第 一模型构建模块用于构建风电场精细实时仿真 模型； 第二模 型构建模块用于构建的直流耗能精 细实时仿真模 型； 第三模型构建模块用于构建柔 性直流精细实时仿真模型； 第四模 型构建模块用 于构建电气量实时仿真模型； 第一模 型构建模块 采用分类风机容量倍乘方式确定构建风电场精 细实时仿真模 型的风电场风机总容量。 该装置通 过风电场精细实时仿真模型、 直流耗能精细实时 仿真模型、 柔性直流精细实时仿真模 型和电气量 实时仿真模型能够精确详细 的模拟海上风电场 大量风机群、 柔性直流模块化多电平换流器、 直 流耗能装置等设备的运行特性， 完整模拟整个系 统的控制信号传输链路。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 115473274 A 2022.12.13 CN 115473274 A 1.一种海上风电经柔性直流并网硬件在环测试装置， 其特征在于， 包括第一模型构建 模块、 第二模型构建模块、 第三模型构建模块和第四模型构建模块； 所述第一模型构建模块， 用于构建海上风电柔性直流输电的风电场精细实时仿真模 型； 所述第二模型构建模块， 用于构建海上风电柔性直流输电的直流耗能精细实时仿真模 型； 所述第三模型构建模块， 用于构建海上风电柔性直流输电的柔性直流精细实时仿真模 型； 所述第四模型构建模块， 用于构建海上风电柔 性直流输电的电气量实时仿真模型； 其中， 所述第 一模型构建模块还用于采用分类风机容量倍乘方式确定构建所述风电场 精细实时仿真模型的风电场风机总容 量。 2.根据权利要求1所述的海上风电经柔性直流并网硬件在环测试装置， 其特征在于， 所 述第一模 型构建模块用于通过风电场风机总容量、 仿 真IO接口设备和实际变流器控制保护 装置构建风电场精细实时仿 真模型， 所述仿 真IO接口设备与所述 实际变流器控制保护装置 连接。 3.根据权利要求1所述的海上风电经柔性直流并网硬件在环测试装置， 其特征在于， 所 述第二模型构建模块用于采用FPGA硬件实时仿真器构建海上风电柔性直流输电的直流耗 能精细实时仿真模型， 所述直流耗能精细实时仿真模型上设置有仿真接口模块， 所述仿真 接口模块用于与直 流耗能控制保护设备 连接。 4.根据权利要求1所述的海上风电经柔性直流并网硬件在环测试装置， 其特征在于， 所 述第三模型构建模块用于采用FPGA硬件实时仿真器构建海上风电柔性直流输电中柔性直 流模块化多电平换流器的柔性直流精细实时仿 真模型， 所述柔性直流精细实时仿真模型上 设置有换流阀控制接口模块， 所述换流阀控制接口模块用于与换流阀控制保护设备 连接。 5.根据权利要求1所述的海上风电经柔性直流并网硬件在环测试装置， 其特征在于， 所 述第四模型构建模块用于通过海上风电柔性直流输电的海底直流电缆、 换流变、 交流电网 和开关刀闸在实时仿真器上构建海上风电柔性直流输电的电气量 实时仿真模型， 所述电气 量实时仿真模型用于模拟海上风电柔性直流输电运行 的电气量、 开关或刀闸的分合状态、 换流器分接开关档位状态和接收控制指令 。 6.根据权利要求1所述的海上风电经柔性直流并网硬件在环测试装置， 其特征在于， 所 述电气量实时仿真模型上设置有数字量IO接口模块、 光测量IO接口模块、 电子测量IO接口 模块和测量模块， 所述IO接口模块和所述测量模块均与柔性直流控制保护设备连接， 所述 光测量IO接口模块和所述电子测量 IO接口模块均 与所述测量模块连接 。 7.一种海上风电经柔性直流并网硬件在环测试方法， 其特征在于， 应用于如权利要求 1‑6任意一项所述海上风电经柔性直流并网硬件在环测试装置上， 该柔性直流并网硬件在 环测试方法包括以下步骤： 构建海上风电柔性直流输电的风电场精细实时仿真模型、 直流耗能精细实时仿真模 型、 柔性直流精细实时仿真模型和电气量实时仿真模型； 根据所述风电场精细实时仿真模型、 所述直流耗能精细实时仿真模型、 所述柔性直流 精细实时仿真模型和所述电气量实时仿真模型对海上风电经柔性直流输电系统进行并网权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115473274 A 2硬件在环测试； 其中， 构建海上风电柔性直流输电的风电场精细实时仿真模型过程中包括： 采用分类 风机容量倍乘方式确定构建所述 风电场精细实时仿真模型的风电场风机总容 量。 8.根据权利要求7所述的海上风电经柔性直流并网硬件在环测试方法， 其特征在于， 构 建海上风电柔性直流输电的风电场精细实时仿真模型、 直流耗能精细实时仿真模型、 柔性 直流精细实时仿真模型和电气量实时仿真模型包括： 通过风电场 风机总容量、 仿真IO接口设备和实际变流器控制保护 装置构建风电场精细 实时仿真模型； 采用FPGA硬件实时仿真器构建海上风电柔 性直流输电的直 流耗能精细实时仿真模型； 采用FPGA硬件实时仿真器构建海上风电柔性直流输电中柔性直流模块化多电平换流 器的柔性直流精细实时仿真模型； 通过海上风电柔性直流输电的海底直流电缆、 换流变、 交流电网和开关刀闸在实时仿 真器上构建海上风电柔 性直流输电的电气量实时仿真模型。 9.根据权利要求7所述的海上风电经柔性直流并网硬件在环测试方法， 其特征在于， 所 述电气量 实时仿真模型用于模拟海上风电柔性直流输电运行的电气量、 开关或刀闸的分合 状态、 换流器分接开关档位状态和接 收控制指令， 所述电气量实时仿真模型上设置有数字 量IO接口模块、 光测量IO接口模块、 电子测量IO接口模块和测量模块， 所述IO接口模块和所 述测量模块均与柔性直流控制保护设备连接， 所述光测量IO接口模块和所述电子测量IO接 口模块均 与所述测量模块连接 。 10.一种终端设备， 其特 征在于， 包括处 理器和存 储器； 所述存储器， 用于存 储程序代码， 并将所述 程序代码传输给 所述处理器； 所述处理器， 用于根据所述程序代码中的指令执行如权利要求7所述的海上风电经柔 性直流并网硬件在环测试 方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115473274 A 3