[發明專利]一種直流孤島運行機網協調特性研究實時仿真平臺

在審

• 申請號: 201410291091.9
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104049543A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 袁藝;郭琦;李偉;李書勇;關紅兵;黃立濱;歐開健
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 李永慶

技術領域

本發明是一種直流孤島運行機網協調特性研究實時仿真平臺，是一種分析直流孤島運行機網協調特性的電力系統實時仿真平臺的創新技術。?

背景技術??

為了滿足日益增長的電力需求，同時節約輸電走廊資源、提高輸電資源的利用率，直流輸電工程以其獨特的優勢得到迅猛發展，實現了遠距離、大容量的電力輸送。但是，隨著直流輸電功率的提升，直流一旦發生單極、雙極閉鎖故障，功率潮流將大幅度轉移到交流輸電系統，必然會給電網帶來巨大沖擊。因此，工程設計中一般將孤島方式作為直流常規運行方式。

當直流孤島運行時，由于送端系統較弱、有效短路比低，孤島系統將面臨嚴重的過電壓和頻率失穩問題。且送端機組勵磁調速控制特性與直流控制保護特性配合是否合理，將直接關系到系統的安全穩定運行。目前，我國對于直流孤島運行缺乏經驗，對直流孤島運行機網協調特性的研究亦缺乏有效手段。傳統BPA建模機組勵磁調速的建模過于簡化，不能滿足直流孤島運行方式下機網協調特性研究的需求。

發明內容

本發明的目的是考慮上述問題而提供一種直流孤島運行機網協調特性研究實時仿真平臺，基于該平臺，可以真實地模擬直流孤島運行時機網協調控制特性，為機組勵磁調速控制裝置的改進與研究提供仿真相應仿真結果，研究直流孤島運行方式下機網協調控制的穩定性。

本發明考慮上述問題采用的技術方案為：本發明為一種直流孤島運行機網協調特性研究實時仿真平臺，用于研究直流孤島運行系統的穩定特性。包括發電機勵磁調節控制系統、發電機調速控制系統，電廠監控系統，發電機水輪機實時仿真裝置，RTDS建模工作站，RTDS處理器板卡GPC/PB5，RTDS模擬量輸出板卡GTAO，RTDS模擬量輸入板卡GTAI，RTDS數字量輸出板卡GTDO，RTDS數字量輸入板卡GTDI，功率放大器。發電機勵磁調節控制系統與電廠監控系統連接，發電機調速控制系統與電廠監控系統連接，發電機水輪機實時仿真裝置與發電機調速控制系統連接，RTDS建模工作站與RTDS處理器板卡GPC/PB5連接，RTDS處理器板卡GPC/PB5通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO、功率放大器將相關電壓電流等控制信號送至發電機勵磁調節控制系統、發電機調速控制系統、電廠監控系統、發電機水輪機實時仿真裝置，RTDS處理器板卡GPC/PB5通過RTDS數字量輸出板卡GTDO將相關數字量信號送至發電機勵磁調節控制系統、發電機調速控制系統、電廠監控系統、發電機水輪機實時仿真裝置，發電機勵磁調節控制系統、發電機調速控制系統、電廠監控系統、發電機水輪機實時仿真裝置通過RTDS模擬量輸入板卡GTAI將相關控制信號送至RTDS處理器板卡GPC/PB5，發電機勵磁調節控制系統、電廠監控系統通過RTDS數字量輸入板卡GTDI將相關控制信號送至RTDS處理器板卡GPC/PB5。

上述電廠監控系統向發電機勵磁調節控制系統發送增減磁信號，發電機勵磁調節控制系統向電廠監控系統反饋勵磁調節器狀態信號。

上述電廠監控系統向發電機調速控制系統發送增減有功指令，發電機調速控制系統向電廠監控系統反饋調速器相關狀態量。

上述RTDS處理器板卡GPC/PB5通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO向發電機水輪機實時仿真裝置發送機組頻率信號，發電機調速控制系統向發電機水輪機實時仿真裝置發送控制開度信號，發電機水輪機實時仿真裝置通過RTDS模擬量輸入板卡GTAI向RTDS處理器板卡GPC/PB5發送發電機轉矩信號。

上述RTDS處理器板卡GPC/PB5通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO、功率放大器向發電機勵磁調節控制系統發送發電機機端電壓、定子電流、同步電壓信號、勵磁電壓電流信號；RTDS處理器板卡GPC/PB5通過RTDS數字量輸出板卡GTDO向發電機勵磁調節控制系統發送機端斷路器狀態、孤島、聯網、直流停運等信號；發電機勵磁調節控制系統通過RTDS模擬量輸入板卡GTAI向RTDS處理器板卡GPC/PB5送入勵磁控制電壓；發電機勵磁調節控制系統通過RTDS數字量輸入板卡GTDI向RTDS處理器板卡GPC/PB5送入整流橋觸發脈沖信號。

上述RTDS處理器板卡GPC/PB5通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO、功率放大器向發電機調速控制系統發送發電機機端電壓、定子電流、電站母線電壓、導葉行程信號；RTDS處理器板卡GPC/PB5通過RTDS數字量輸出板卡GTDO向發電機調速控制系統發送機端斷路器狀態、孤島、聯網、直流停運等信號；發電機調速控制系統通過模擬量輸入板卡GTAI向RTDS處理器板卡GPC/PB5送入控制開度信號。