[發(fā)明專利]直流現(xiàn)場(chǎng)層模擬系統(tǒng)、數(shù)字實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)和閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010301098.6
• 申請(qǐng)日: 2010-02-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101782774A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周鵬鵬;李亞萍;王偉;馬儀成;姚致清;賀春;傅潤(rùn)煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 許昌開(kāi)普電器檢測(cè)研究院
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418;G05B23/02
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直流現(xiàn)場(chǎng)層模擬系統(tǒng)、數(shù)字實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)和閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

RTDS：全稱為實(shí)時(shí)數(shù)字仿真儀(Real?Tim?Digital?Simulator)，由加拿大曼尼托巴RTDS公司開(kāi)發(fā)制造，是一種專門(mén)設(shè)計(jì)用于研究電力系統(tǒng)中電磁暫態(tài)現(xiàn)象的裝置。

直流試驗(yàn)HVDC?dynamic?simulation?test：利用數(shù)字仿真(RTDS)或物理仿真建立電力系統(tǒng)仿真模型，開(kāi)展電力系統(tǒng)研究或控制保護(hù)試驗(yàn)。

高壓直流輸電站控系統(tǒng)的主要功能是系統(tǒng)主機(jī)向測(cè)控單元發(fā)出控制命令，測(cè)控單元將命令送到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備去執(zhí)行，并將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)返回給系統(tǒng)主機(jī)。可以看出，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和測(cè)控單元是進(jìn)行直流控制保護(hù)系統(tǒng)功能性能試驗(yàn)必不可少的重要環(huán)節(jié)。

直流換流站的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備眾多，但RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)的仿真能力有限，1個(gè)Rack僅能計(jì)算54個(gè)接點(diǎn)和56個(gè)開(kāi)關(guān)，因此只有交流系統(tǒng)、濾波器、換流變、換流閥，以及直接影響運(yùn)行方式的主要開(kāi)關(guān)能夠在RTSD上模擬，其余大量的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地刀不能模擬。

在進(jìn)行直流控制保護(hù)的功能性能試驗(yàn)時(shí)，考慮工期和成本讓全部測(cè)控裝置參加試驗(yàn)的可能性和必要性也不大，特別是在功能研發(fā)階段，由于沒(méi)有足夠的測(cè)控單元、和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，系統(tǒng)主機(jī)甚至面臨？控?zé)o可控？的局面，站控的執(zhí)行順序、連鎖邏輯等重要功能也不能得到測(cè)試

現(xiàn)有的開(kāi)展高壓直流控制保護(hù)仿真試驗(yàn)有2種途徑：

1)由于大量一次設(shè)備(如斷路器、隔離刀、接地刀等)、測(cè)控單元不能在RTDS模擬，只能通過(guò)簡(jiǎn)化站控程序，跳過(guò)對(duì)沒(méi)有模擬設(shè)備的控制。

2)所有一次設(shè)備通過(guò)物理設(shè)備模擬，所有操控單元均參加試驗(yàn)。

目前現(xiàn)有的兩種開(kāi)展高壓直流控制保護(hù)仿真試驗(yàn)的技術(shù)存在如下缺點(diǎn)：

1)通過(guò)修改站控程序完成試驗(yàn)，試驗(yàn)程序和實(shí)際工程程序不一致，試驗(yàn)作用明顯降低

2)所有一次設(shè)備通過(guò)物理設(shè)備模擬，所有操控單元均參加試驗(yàn)。此種方案投資太大、接線復(fù)雜、試驗(yàn)周期長(zhǎng)、占地面積巨大，雖然理論上是最真實(shí)的試驗(yàn)，但實(shí)際上并沒(méi)有實(shí)施過(guò)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種擁有真實(shí)、可靠的試驗(yàn)環(huán)境的直流現(xiàn)場(chǎng)層模擬系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一目的是提供一種數(shù)字實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)的仿真能力有限的問(wèn)題。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有試驗(yàn)系統(tǒng)的？控?zé)o可控？的問(wèn)題。

本發(fā)明的直流現(xiàn)場(chǎng)層模擬系統(tǒng)的技術(shù)方案如下，該系統(tǒng)包括：

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模型：用于模擬現(xiàn)場(chǎng)交直流開(kāi)關(guān)場(chǎng)、交直流濾波器、換流變壓器、SER順序事件和輔助信號(hào)；

測(cè)控裝置模型：能夠分發(fā)操作命令、返回現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)和采集模擬量；

通訊模型：設(shè)有數(shù)據(jù)采集卡和現(xiàn)場(chǎng)總線通訊卡；

讀、寫(xiě)總線通訊卡模塊：用于讀取或?qū)懭胪ㄓ嵞Ｐ偷默F(xiàn)場(chǎng)總線通訊卡中的數(shù)據(jù)；

讀、寫(xiě)采集卡模塊：用于讀取或?qū)懭胪ㄓ嵞Ｐ偷臄?shù)據(jù)采集卡中的數(shù)據(jù)；

所述現(xiàn)場(chǎng)總線通訊卡為兩塊Profibus卡，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的冗余切換功能。

本發(fā)明的數(shù)字實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的技術(shù)方案如下，該系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)數(shù)字仿真儀和直流現(xiàn)場(chǎng)層模擬系統(tǒng)，該直流現(xiàn)場(chǎng)層模擬系統(tǒng)包括：

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模型：用于模擬現(xiàn)場(chǎng)交直流開(kāi)關(guān)場(chǎng)、交直流濾波器、換流變壓器、SER順序事件和輔助信號(hào)；

測(cè)控裝置模型：能夠分發(fā)操作命令、返回現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)和采集模擬量；

通訊模型：設(shè)有數(shù)據(jù)采集卡和現(xiàn)場(chǎng)總線通訊卡；

讀、寫(xiě)總線通訊卡模塊：用于讀取或?qū)懭胪ㄓ嵞Ｐ偷默F(xiàn)場(chǎng)總線通訊卡中的數(shù)據(jù)；

讀、寫(xiě)采集卡模塊：用于讀取或?qū)懭胪ㄓ嵞Ｐ偷臄?shù)據(jù)采集卡中的數(shù)據(jù)；

所述直流現(xiàn)場(chǎng)層模擬系統(tǒng)通過(guò)通訊模型和硬連線與實(shí)時(shí)數(shù)字仿真儀相連。

本發(fā)明的閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)的技術(shù)方案如下，該系統(tǒng)包括直流輸電保護(hù)設(shè)備、實(shí)時(shí)數(shù)字仿真儀和直流現(xiàn)場(chǎng)層模擬系統(tǒng)，該直流現(xiàn)場(chǎng)層模擬系統(tǒng)包括：

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模型：用于模擬現(xiàn)場(chǎng)交直流開(kāi)關(guān)場(chǎng)、交直流濾波器、換流變壓器、SER順序事件和輔助信號(hào)；

測(cè)控裝置模型：能夠分發(fā)操作命令、返回現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)和采集模擬量；

通訊模型：設(shè)有數(shù)據(jù)采集卡和現(xiàn)場(chǎng)總線通訊卡；

讀、寫(xiě)總線通訊卡模塊：用于讀取或?qū)懭胪ㄓ嵞Ｐ偷默F(xiàn)場(chǎng)總線通訊卡中的數(shù)據(jù)；

讀、寫(xiě)采集卡模塊：用于讀取或?qū)懭胪ㄓ嵞Ｐ偷臄?shù)據(jù)采集卡中的數(shù)據(jù)；

所述直流現(xiàn)場(chǎng)層模擬系統(tǒng)中的通訊模型通過(guò)硬連線與實(shí)時(shí)數(shù)字仿真儀相連，所述直流現(xiàn)場(chǎng)層模擬系統(tǒng)中的通訊模型通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與直流輸電控制保護(hù)設(shè)備相連。