[發明專利]基于RTDS和SDH的電力和通信半實物仿真系統及構建方法

有效

• 申請號: 201710303295.3
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN106970537B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 童和欽;倪明;薛禹勝;羅劍波;趙麗莉;李悅岑
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國家電網公司;南京南瑞集團公司;國網江蘇省電力公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 劉豐

本發明公開了基于RTDS和SDH的電力和通信半實物仿真系統及構建方法，屬于電力系統仿真技術領域。本發明包括電力半實物仿真環境和通信半實物仿真環境，所述電力半實物仿真環境由RTDS實時電力仿真端和電力二次設備組成，所述通信半實物仿真環境由SDH實物網絡和通信仿真端組成，所述SDH實物網絡包括SDH設備、光纖及相關的附屬設備，RTDS實時電力仿真端與電力二次設備相連，通信仿真端通過協議轉換器分別與SDH實物網絡和電力二次設備相連，電力二次設備與SDH實物網絡相連；RTDS實時電力仿真端、電力二次設備和通信仿真端均由GPS時鐘校時和同步。本發明可有效仿真強耦合的電力和通信系統，同時也為電力二次設備及相應的通信接口提供了一個有效的校驗和測試平臺。

技術領域

本發明屬于電力系統仿真技術領域，更準確地說，本發明涉及一種基于RTDS和SDH的電力和通信半實物仿真系統及構建方法。

背景技術

電力系統是最為重要的國家基礎設施之一，其安全穩定運行關系到國計民生的各個環節。隨著智能電網技術的發展以及電網的物理信息系統的發展，電力系統和通信網的結合越來越緊密，電力通信已成為現代電網的重要基礎設施，是保證電網安全穩定經濟運行的重要手段。尤其是智能電網和剛剛興起的能源互聯網，對電力通信網絡提出了更高的要求。由于電力系統對通信網的高度依賴，一旦電力系統或通信系統發生故障時，有可能會引發另一系統的連鎖故障，從而對電網的監控系統造成直接的影響，導致重大的經濟損失。

因此，研究這種電網和通信網的復雜耦合系統就有著重要的現實意義，而仿真技術是定量分析研究這種耦合網絡的關鍵技術。通常采用計算機數字仿真的方法難以模擬出實際運行的重要電力和通信設備實物的特性（如實際穩控系統中接收端只在收到3個連續的正確控制命令才確認執行控制命令），仿真的結果往往與實際運行的系統由較大的差距，結果往往與實際不符。而采用現場實驗方法，則難以對系統的所有工況進行實驗，同時實驗時還需要停運相應的電力或通信線路，從而影響電力生產。另外，由于電力仿真和通信仿真的仿真計算的速度不同，難以實現電力仿真和通信仿真的精確同步，采用計算機數字仿真技術難以實現電網和通信網演化過程的不確定性的精確仿真，并且無法準確反映電網和通信網發生連鎖故障的變化過程。因此，一般的聯合仿真方法難以同時滿足電網和通信網的復雜耦合系統仿真的效率和精確性。

發明內容

本發明的目的是：針對現有技術在電網和通信網的復雜耦合系統仿真的不足，提出一種基于RTDS和SDH的電力和通信半實物仿真系統及構建方法，目標是實現實時的電力和通信的半實物仿真，構建一種基于SDH通信網絡的輸電網安全穩定的半實物仿真系統。該系統既可以用于精確的電力和通信的仿真，模擬電網和通信網發生連鎖故障的變化過程，也可用于測試電力二次設備的性能（如測試安全穩定控置系統的控制策略、性能等），也可以測試電力二次設備的站間通信協議的可靠性和有效性。

考慮到在電力和通信發生連鎖故障的情況下，電力的仿真結果往往既要受到通信仿真結果的影響，又要影響通信的仿真結果，另外計算機仿真一般也難于考慮實際物理設備的性能。因此本發明采用實時仿真，同時采用對仿真結果影響較大的實際的電力二次設備和SDH網絡設備，更精確地仿真電力系統從采樣到控制下發，再到控制命令經過SDH通信網絡傳輸，并由另一控制設備接收并執行，最終將控制效果顯示出來的完整過程。其具體的技術方案如下：

本發明的基于RTDS和SDH的電力和通信半實物仿真系統，包括電力半實物仿真環境和通信半實物仿真環境，所述電力半實物仿真環境由RTDS實時電力仿真端和電力二次設備組成，所述通信半實物仿真環境由SDH實物網絡和通信仿真端組成，所述SDH實物網絡包括SDH設備、光纖及相關的附屬設備，RTDS實時電力仿真端與電力二次設備相連，通信仿真端通過協議轉換器分別與SDH實物網絡和電力二次設備相連，電力二次設備與SDH實物網絡相連；RTDS實時電力仿真端、電力二次設備和通信仿真端均由GPS時鐘校時和同步。

進一步而言，所述電力二次設備與SDH實物網絡通過E1通道相連。