[發明專利]一種全數字高壓直流輸電培訓仿真系統

無效

• 申請號: 201010188792.1
• 申請日: 2010-05-24
• 公開（公告）號: CN102081867A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 林昌年;徐正清;楊選懷;魏文輝;王國平;葛賢軍;吳海宏;范玉昆
• 申請（專利權）人: 北京科東電力控制系統有限責任公司
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00
• 代理公司: 北京汲智翼成知識產權代理事務所(普通合伙) 11381
• 代理人: 陳曦

技術領域

本發明涉及一種面向電力行業的培訓仿真系統，尤其涉及一種全數字化的高壓直流輸電(High?Voltage?DC?Transmission?Systems，簡稱HVDC)培訓仿真系統，屬于電力系統仿真技術領域。

背景技術

高壓直流輸電是指將三相交流電通過換流站整流變成直流電，然后通過直流輸電線路送往另一個換流站逆變成三相交流電的輸電方式。它基本上由兩個換流站和直流輸電線組成，兩個換流站與兩端的交流系統相連接。直流輸電技術的主要優點是不增加系統的短路容量，便于實現兩大電力系統的非同期聯網運行和不同頻率電力系統的聯網。

當前，我國正在積極推進堅強智能電網的建設，發展特高壓直流輸電是實現電網智能化的堅強保障。因此，有必要加強高壓直流輸電培訓仿真技術的研究，為在2020年基本建成堅強智能電網奠定技術基礎。

針對上述的技術需求，在《電力系統自動化》2006年第18期上發表的《數模混合式高壓直流輸電仿真系統的建立》一文中，劉云、印永華等人介紹了中國電力科學研究院仿真中心的數模混合式高壓直流輸電仿真系統的開發、建設及試驗工作，闡述了如何建立適應仿真試驗需要且實用高效的數模混合式直流仿真系統的設計思想、技術措施以及系統優化和簡化方法.文中詳細論述了多種設備的配置，高壓直流輸電一次物理模型和二次部分的結構優化，控制保護系統軟硬件的調整和修改，設備間接口的設計，以及通過適當的通信系統實現直流輸電模擬仿真系統的一次模型與控制保護系統間互聯，與其他直流、交流仿真系統及其自動控制裝置的連接，并通過后臺及數據采集系統實現對系統的監控，從而建成完整的數模混合式高壓直流輸電仿真系統的工作。

在申請號為200810028456.3的中國發明專利申請中，公開了一種針對高壓直流輸電系統換流站運行和維護技術人員的培訓考核系統。這種高壓直流輸電技術智能培訓考核系統，由直流輸電仿真系統、數據庫、培訓考核系統服務器、路由器、遠程訪問服務器以及一個教員用戶終端、多個本地學員用戶終端或遠程學員用戶終端組成，能進行網上學習、培訓和考試，包括理論培訓考試和直流輸電系統實操培訓考試，能根據所設定的題型、難度自動組題、自動計時、自動判分、自動形成成績報告，可滿足對直流輸電系統運行維護初級工、中級工和高級工進行規范化、智能化培訓和考核的需要。

另外，在申請號為200810218923.9的中國發明專利申請中，公開了一種理論與實操相結合的高壓直流輸電技術培訓系統，包括離線直流輸電培訓系統、基于U3平臺的離線直流輸電培訓系統、直流輸電仿真系統、在線/離線培訓切換裝置及用戶終端，用戶終端通過在線/離線培訓切換裝置分別與離線直流輸電培訓系統、基于U3平臺的離線直流輸電培訓系統和直流輸電仿真系統連接。該培訓系統采用模塊化的設計結構，包含權限管理子系統、用戶管理子系統、直流輸電系統故障演示子系統。直流輸電仿真系統實操性強、形象逼真，能真實地仿真模擬直流輸電系統實際特性。

為了提高高壓直流輸電系統的仿真能力，在申請號為200910080301.9的中國發明專利申請中，公開了如下的技術方案：擴展單態動態相量形式為多態動態相量形式；采用開關函數表示換流閥特性，建立考慮交流基波電壓不對稱和直流電流存在紋波的非理想條件下HVDC系統的多態動態相量模型；并根據該模型的代數微分方程組，得到模型中每個變量隨時間變化的曲線；然后，經過傅立葉反變換，分別計算出完整的高壓直流輸電系統整流側直流電壓、逆變側直流電壓、直流線路電流和交流側電流隨時間變化的曲線；最后計算高壓直流輸電系統直流側和交流側的各值，實現對高壓直流輸電系統的仿真。該技術方案在仿真中對非對稱故障具有良好的適應性，同時計算效率高且不失準確性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種全數字高壓直流輸電培訓仿真系統(簡稱培訓仿真系統)。該培訓仿真系統可以建立一個全方位、全過程、全場景的高逼真度、交互式高壓交直流輸電培訓模擬環境。

為實現上述的目的，本發明采用下述的技術方案：

一種全數字高壓直流輸電培訓仿真系統，其特征在于包括：

交互式實時協同培訓仿真支撐平臺，用于提供仿真運行支撐環境；

三維仿真建模模塊，用于構建虛擬設備仿真組件庫；

交互式三維虛擬場景模塊，用于實現一、二次設備的三維重現；

面向培訓的交互式實時數字仿真模塊，用于生成交流系統模型和直流系統模型；

培訓管理與評價模塊，用于實現教案調用、學員培訓過程跟蹤、培訓進程控制、學員管理、培訓評估功能；其中，