9 基于StarSim Offline的基于電壓源換流器VSC的直流輸電實驗

1、9. 基于StarSim Offline的基于電壓源換流器(VSC)的直流輸電實驗9.1基礎(chǔ)知識回顧基于電壓源換流器的直流輸電系統(tǒng)（VSC-HVDC）工作原理為：左右兩端不同的系統(tǒng)分別通過變壓器將各自電壓變化到某個相同的電壓等級下，然后通過兩個電壓源換流器（VSC）將交流電變換為直流電進而相連，整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)功率的雙向流動，實現(xiàn)異步系統(tǒng)之間的相互連接。VSC-HVDC系統(tǒng)控制VSC-HVDC系統(tǒng)中，送端換流器（整流側(cè)換流器）較常采用直流電壓控制，使兩個VSC站間的有功功率自動保持平衡；接收端換流器（逆變側(cè)換流器）較常采用有功功率控制，控制VSC-HVDC系統(tǒng)與兩側(cè)電網(wǎng)的有功功率的流動。9.2

2、 仿真實驗仿真程序運行環(huán)境：在選用軟件環(huán)境時我們選用了LabVIEW的編程環(huán)境，原因在于LabVIEW是一款工業(yè)、教學等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，基于圖形化的編程語言便于理解，而且能夠很方便地使用很多種類的工業(yè)級硬件平臺（PXI、CompactRIO、sbRIO等等）。在選用仿真建模軟件上，我們同時比較了很多軟件最終選用了StarSim軟件，它有幾個獨特的優(yōu)勢：既支持離線仿真也支持實時仿真；能夠無縫應(yīng)用NI的軟硬件平臺，強大的可擴展性；包含多個范例和應(yīng)用，良好的展示效果。 該實驗的實現(xiàn)選用了LabVIEW與StarSim，使學生能夠接觸更前沿的產(chǎn)業(yè)、工具，并且更生動的學習專業(yè)的知識。詳細軟件環(huán)境如下：

3、1 圖像化編程仿真軟件LabVIEW；2 StarSim電磁暫態(tài)仿真軟件。實驗電路：ModelingTech針對本實驗，在StarSim中搭建了如下的基于電壓源換流器的直流輸電系統(tǒng)。其中三相串聯(lián)RLC分支可以在StarSim左側(cè)的元件庫中很方便的獲取，如下圖所示。實驗步驟：1. 在LabVIEW中可以通過函數(shù)選板的StarSim選項中載入在StarSim中已經(jīng)搭建好的電路拓撲（紅框所示），并且也可以調(diào)用ModelingTech在LabVIEW中為客戶已經(jīng)準備好的各類算法及函數(shù)（藍框所示），進而完成整個仿真程序2. 以程序的默認值啟動仿真程序，在LabVIEW界面上可以得到如下的直流母線兩側(cè)電容電壓波形、整流側(cè)變流器三相電流及功率波形、逆變側(cè)變流器三相電流及功率波形等，同時在程序前面板左側(cè)的參數(shù)設(shè)置界面里改變仿真電路中的相關(guān)參數(shù)。圖9-1 直流母線兩側(cè)電容電壓波形圖9-2整流側(cè)及逆變側(cè)變流器三相電流及功率波形ModelingTech在最新發(fā)布的StarSim電磁暫態(tài)仿真程序中，已搭建好了與本實驗相關(guān)的仿真程序（持續(xù)更新中），如下圖所示。如果想了解仿真程序的詳情，您只需在已裝有LabVIEW的PC上安裝試用版StarSim，就可以找到相關(guān)的范例程序。為了幫助電氣工程專業(yè)的學生更好的了解電力與電力電子系統(tǒng)，ModelingTech編寫有涵蓋常見電力與電力