[發(fā)明專利]超高壓直流輸電仿真培訓方法及裝置

無效

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• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103680267A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 黃利軍;樊克林;申艷紅;饒國輝
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發(fā)明屬于電力仿真培訓技術領域，涉及一種超高壓直流輸電仿真培訓方法及裝置。

背景技術

HVDC-DTS仿真培訓系統(tǒng)對直流換流變電站的一次、二次部分做仿真。它模擬運行人員對換流站正常的運行監(jiān)視和操作指令；模擬故障或異常工況的監(jiān)視和處理；以及事件順序記錄和事件報警，實現(xiàn)嚴格的培訓功能。

目前國內(nèi)已有的HVDC-DTS仿真培訓系統(tǒng)產(chǎn)品以清華仿真培訓系統(tǒng)為代表（下稱清華仿真系統(tǒng)），它的電力系統(tǒng)模型是自主研發(fā)的模型，通過模型生成部分保護的閉鎖邏輯，設計思想比較先進，但是由于受限于人力、資金投入和技術水平的限制，模型不夠成熟，缺陷比較多、數(shù)據(jù)實時性和準確度差，容錯不好，尤其在閉鎖邏輯方面，由于直流輸電運行人員操作系統(tǒng)的復雜性，在輔助邏輯方面比較龐雜，這方面清華仿真系統(tǒng)不能提供一個較好的解決方案，其系統(tǒng)對現(xiàn)場問題的處理反饋慢，難以達到用戶的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種實時性強、準確度高的超高壓直流輸電仿真培訓方法及裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的超高壓直流輸電仿真培訓方法技術方案如下：仿真培訓服務模塊獲取SCADA實時數(shù)據(jù)并保存；仿真培訓服務模塊接收到下發(fā)的操作命令后，將操作命令及測點實時數(shù)據(jù)通過相應的訪問接口分別發(fā)送到采用Matlab的相應工具構(gòu)建的電力系統(tǒng)實時模型和控制保護模型，所述電力系統(tǒng)實時模型運行于XPC實時操作系統(tǒng)；控制保護模型和電力系統(tǒng)實時模型動態(tài)運行并將結(jié)果分別通過訪問接口輸出到仿真培訓服務模塊進行上送。

所述電力系統(tǒng)實時模型包括在Matlab環(huán)境下進行超高壓直流輸電系統(tǒng)的建模步驟、將電力模型編譯成XPC目標實時系統(tǒng)的二進制程序的步驟和將可執(zhí)行模型程序下裝到工控機XPC環(huán)境并運行的步驟。

本發(fā)明的超高壓直流輸電仿真培訓裝置，包括分別連入仿真培訓網(wǎng)的教員工作站和學員工作站，所述教員工作站中設有仿真培訓服務模塊，教員工作站還連入SCADA網(wǎng)中，還包括連入仿真培訓網(wǎng)的模型工控機，該模型工控機中設有電力系統(tǒng)實時模型，所述教員工作站中還設有控制保護模型，所述仿真培訓服務模塊分別通過訪問接口與電力系統(tǒng)實時模型和控制保護模型通訊連接，所述電力系統(tǒng)實時模型和控制保護模型均采用Matlab的相應工具構(gòu)建，電力系統(tǒng)實時模型運行于XPC實時操作系統(tǒng)。

所述電力系統(tǒng)實時模型包括在Matlab環(huán)境下進行超高壓直流輸電系統(tǒng)的建模步驟模塊、將電力模型編譯成XPC目標實時系統(tǒng)的二進制程序的步驟模塊和將可執(zhí)行模型程序下裝到工控機XPC環(huán)境并運行的步驟模塊。

所述教員工作站設有至少兩個網(wǎng)卡。

所述模型工控機由教員工作站虛擬機實現(xiàn)。

本發(fā)明的超高壓直流輸電仿真培訓方法及裝置的有益效果如下：

（1）實時性：電力系統(tǒng)模型運行在xPC實時操作系統(tǒng)環(huán)境RTOS,能夠以足夠快的速度運行模型程序，在規(guī)定的時間之內(nèi)快速響應，因而，具有及時響應和高可靠性，保證計算結(jié)果與現(xiàn)場實際運行系統(tǒng)數(shù)據(jù)在時間空間上的高度一致性；而國內(nèi)已有的仿真系統(tǒng)一般是通過程序控制延時實現(xiàn)類似的實時效果，不是真正意義上的實時應用；

（2）訪問接口：由于采用matlab軟件工具實現(xiàn)的兩種類型電力模型運行環(huán)境不同，實時電力系統(tǒng)模型運行在實時操作系統(tǒng)環(huán)境，閉鎖邏輯模型運行在PC環(huán)境，需要增加兩種接口，實現(xiàn)高效數(shù)據(jù)訪問；

（3）開發(fā)效率：由于采用國際公認的電力軟件作為開發(fā)工具，在保證系統(tǒng)功能的同時，減少了自主開發(fā)電力設備模型的工作量和成本，提高了開發(fā)效率，縮短了開發(fā)周期。

附圖說明

圖1是超高壓直流輸電仿真培訓裝置實施例的硬件組網(wǎng)圖；

圖2是HVDC-DTS仿真培訓系統(tǒng)原理圖；

圖3是數(shù)據(jù)關聯(lián)對話框示意圖；

圖4是閉鎖邏輯塊圖；

圖5是閉鎖邏輯具體實現(xiàn)邏輯圖；

圖6是數(shù)據(jù)流圖；

圖7是P1G1直流場備用狀態(tài)圖；

圖8是P1G1直流場閉鎖狀態(tài)圖；

圖9是定義功率控制參數(shù)圖；

圖10是功率控制升過程圖。

具體實施方式

超高壓直流輸電仿真培訓系統(tǒng)HVDC-DTS硬件組網(wǎng)如圖1所示，系統(tǒng)配置一臺教員工作站(或服務器)和至少一臺學員工作站。