[發明專利]一種電網數字動態實時仿真系統

無效

• 申請號: 201410215780.1
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN103971557A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 朱菁;郭飛云
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司管理培訓中心
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及電網數字仿真技術領域，特別是一種電網數字動態實時仿真系統。

背景技術

電力員工在上崗前都認知電網系統，對其故障的發生，解決的方式及運行的原理都要有深刻的了解。然而，現有的上崗培訓都是通過進入變電站現在進行交流，由于變電站處于運行狀態，因此，培訓師對學員的授課都只停留在理論，最多只是讓用戶了解下，變電站的一些設備。即使現有的培訓具有一些電子文檔，但是其也無法滿足學員的教學需求。因此，提供一種具有對電網數字仿真的系統是非常有意義的。

發明內容

本發明的目的是提供一種電網數字動態實時仿真系統，能實現對電網進行數字仿真，能對電網設備進行故障、運行原理模擬；讓學員能最大程度的認知電網結構，增強培訓效果。

本發明采用以下方案實現：一種電網數字動態實時仿真系統，其特征在于包括：

設置有仿真軟件的計算機，所述的仿真軟件包括：

電網暫態仿真計算軟件；

圖形化電力系統仿真建模系統，包括全中文友好的圖形化界面、系統元件的拓撲關系以及參數輸入、系統仿真的圖形化輸出以及后臺數據庫管理等模塊；

實時仿真進程控制系統，包括實時通信、同步控制、底層硬件驅動以及信號轉換和輸入輸出處理模塊；以及DDRTS 系統輔助功能模塊，包括靜態繼電器測試模塊、信號發生及諧波測試模塊、實時回放測試模塊以及系統硬件配置模塊；

高速通信系統，用于計算機生成的仿真信號以及變電站待測設備反饋信號的高速傳輸；

信號轉換及輸入輸出系統，實現高速通信系統與變電站待測設備之間的連接通訊；包括數字量與模擬量之間的轉換以及開關量的輸入輸出，模擬、數字量的轉換。

在本發明一實施例中，所述的計算機還設置有打印軟體，該打印軟體為選擇打印區域包括三種打印選擇：１、打印整個圖頁，包括空白區域；２、當前窗口：只打印屏幕顯示的部分； ３、只打印有元件或控制模塊存在的圖頁范圍。

在本發明一實施例中，所述的高速通信系統是基于數字信號處理器（DSP）和PCI 總線技術的通訊卡，用于微機與信號轉換及輸入輸出系統之間的數據通信。

在本發明一實施例中，所述電網暫態仿真采用隱式梯形積分法和暫態等值電路對網絡進行求解；在網絡元件的處理中，對于集中參數元件，應用隱式梯形積分法將微分方程化為離散化差分方程，并得到一個等值電阻和等值電流源并聯的暫態等值計算模型；對于輸電線路這樣的分布參數元件，采用無損線的貝瑞隆模型也可導出僅包含電阻和電流源的線路暫態等值計算模型，考慮線路損耗時可采用貝瑞隆無損線路加縱向電阻的模型；這樣在任意時刻，這些集中和分布網絡元件離散化之后得到的一系列等值電阻和等值電流源構成了暫態等值計算電路；

以此暫態等值計算電路為基礎得到節點導納矩陣，形成節點方程，即：

GU = I 　　　　　　　　　　　　(1－1)

其中： G：暫態等值電路的純電阻節點導納矩陣； U：t時刻各節點電壓組成的列向量；I ：各節點注入電流組成的列向量，每一節點的注入電流為 t時刻暫態等值計算電路中與該節點相連的等值電流源以及外施電流源的代數和； 根據節點方程，對對稱的節點導納矩陣進行三角分解，通過前代和回代運算求解下一步長點 t +Δt時刻的各節點電壓；然后得到t +Δt時刻的各支路電流，重新計算 t +Δt 時刻的暫態等值計算電路，如此反復以固定的仿真步長Δt 向前在每一個步長點對系統進行求解；在此過程中，節點導納矩陣保持不變；如果在仿真過程中系統發生了故障或操作，必須修正節點導納矩陣并重新進行三角分解。

在本發明一實施例中，所述變電站待測設備的配置包括PCS-902GC線路縱聯距離保護裝置、FOX-41B 型繼電保護光纖通信接口裝置和PST-1200U變壓器電氣量保護裝置。

本發明該系統仿真直觀，響應速度快，而且能在計算機上通過圖形化電力系統仿真建模系統構建要模擬的電網架構，通過測試設備配合計算機，就能模擬整個變電站系統的工作狀態，具有較好的培訓價值。

附圖說明

圖1是本發明系統原理框圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明。