伦敦帝国理工学院的快速控制原型设计助力新型换流器拓扑结构和高压直流输电网络控制系统的开发

该公司

伦敦帝国理工学院是一所世界领先的科学、技术、工程、医学和商科（STEMB）领域大学。该校成立于1907年，以致力于通过科学研究探索宇宙奥秘、改善人类生活而闻名。

伦敦帝国理工学院的“控制与电力”研究小组致力于开发相关技术，以支持未来电力网络的发展，其中包括多端高压直流输电系统。

面临的挑战

• 复杂换流器控制：与前几代电压源换流器相比，MMC 和 AAC 换流器拓扑结构对控制复杂度的要求显著更高，且所需的 I/O 通道数量也更多换流器 。
• 可重复使用的研究平台：转换器原型机和控制器必须保持可用性，并能适应未来的研究项目。
• 硬件验证要求：仅靠仿真 可能无法捕捉噪声和测量误差等实际影响，因此硬件验证至关重要。

OPAL-RT 解决方案

• 快速控制原型设计：OPAL-RT OP5600 系统可控制模块化多电平变流器验证平台，并支持快速实现新的控制策略。
• 仿真 的实验验证：利用OP5600 HIL系统和RT-LAB，可将控制算法从MATLAB/Simulink/SimPowerSystems模型转移到硬件原型机上进行测试。
• 实验室规模的多端高压直流输电网络：通过硬件仿真将换流器原型机相互连接，以支持高压直流输电网络的研究，包括直流侧故障分析及网络控制研究。

结果

• 新型控制系统的硬件验证：构建了实验室规模的模块化多电平换流器 ，用于验证新型控制算法和换流器拓扑结构。
• 从仿真 到硬件的快速过渡：OPAL-RT 实现了从软件仿真 到硬件演示的快速过渡。
• 多端高压直流输电网络研究：一个按比例缩小的四端直流网络为正在进行的换流器相互作用和网络控制研究提供了支持。
• 高压直流输电（HVDC）的未来发展：该平台支持对高压直流换流器拓扑结构、电网以及可再生能源并网的持续研究。

阅读全文