[發(fā)明專利]一種繼電保護教學(xué)實驗仿真平臺及其仿真方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711377859.4
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107845304A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝正航;黃紹書;陳卓
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所52100
• 代理人: 吳無懼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護半實物仿真教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種繼電保護教學(xué)實驗仿真平臺及其仿真方法。

背景技術(shù)

近年來，我國電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，涉及的范圍和影響越來越廣，電力系統(tǒng)安全運行顯得越來越重要。在自然或者人為因素條件下電力系統(tǒng)中某一點或者某幾點將處于故障或者不正常的運行狀態(tài)，在此種情況下如果繼電保護裝置能夠迅速地監(jiān)測到電力系統(tǒng)中發(fā)生的微弱變化，并能夠正常動作，這樣將減少故障位置對整個電力系統(tǒng)的影響，從而保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時隨著直流輸電、新能源發(fā)電方式接入電網(wǎng)，新的電網(wǎng)架構(gòu)形式對繼電保護的選擇性、速動性、靈敏性、可靠性提出了新的要求。

目前電力系統(tǒng)主要使用計算機進行繼電保護整定計算工作，近年來，整定計算軟件不斷完善，對于繼電保護整定計算有極大地幫助。但是隨著新能源發(fā)電方式的接入，各種整定計算程序又存在著一定的局限性，某些情況下，整定計算軟件給出的定值可能不夠合理，這樣對于電力系統(tǒng)來說增大了安全隱患，另一方面考慮到電力工業(yè)在整個國家經(jīng)濟中的重要地位，避免給系統(tǒng)運行造成不應(yīng)有的危害，不可能在真實系統(tǒng)中進行實驗，因此在進行繼電保護整定后有必要搭建電力系統(tǒng)模型進行仿真驗證。

目前利用MATLAB進行純軟件仿真或者采用繼電保護綜合實驗平臺是國內(nèi)繼電保護實驗教學(xué)的常用方法。對于使用MATLAB的純軟件仿真來說，學(xué)生能夠理解基本的繼電保護原理和整定方法，但是對于繼電保護設(shè)置和連線缺乏主觀的認(rèn)識，在遇到實際繼電保護裝置時仍然無從下手；而對于采用繼電保護綜合實驗平臺來說，繼電保護實驗平臺一般采用封閉式結(jié)構(gòu)，在實驗教學(xué)時學(xué)生只需要按照實驗平臺固有模板接線，并對應(yīng)進行參數(shù)設(shè)置，實驗人員卻無法了解實驗平臺系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保護動作序列及信號處理流程。上述兩種方式學(xué)生無法將一次、二次回路接線及作用有效結(jié)合起來，因此實驗效果有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種繼電保護教學(xué)實驗仿真平臺及其仿真方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種繼電保護教學(xué)實驗仿真平臺，包括模型仿真和數(shù)據(jù)監(jiān)控上位機、通用實時仿真器UREP、以太網(wǎng)交換機、繼電保護裝置和功率機箱，上位機通過以太網(wǎng)交換機連接到通用實時仿真器UREP，通用實時仿真器UREP的AO口連接到功率機箱，功率機箱和通用實時仿真器UREP的DI口連接到繼電保護裝置。

上位機1和繼電保護裝置3安放在實驗臺上，通用實時仿真器5、以太網(wǎng)交換機4、功率機箱6均安裝在機柜中，機柜中還安裝有I/O板卡7。

I/O板卡包括AI/AO板卡和DI/DO板卡。

一種繼電保護教學(xué)實驗仿真平臺的仿真方法，該方法為；上位機通過以太網(wǎng)交換機與實時仿真器進行數(shù)據(jù)通信，實驗人員在上位機中搭建電力系統(tǒng)一次電路，設(shè)置斷路器、故障位置與故障類型，仿真模擬電力系統(tǒng)多種故障狀態(tài)，實驗過程中上位機將實驗?zāi)Ｐ秃蛿?shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示器進行顯示。

電力系統(tǒng)建模仿真采用MATLAB/Simulink圖形化建模界面，用戶根據(jù)自身需要選擇對應(yīng)組件實現(xiàn)功能，并能夠完成離線仿真，驗證實驗原理的正確性。

本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明繼電保護教學(xué)實驗仿真平臺避免了單純的軟件仿真，同時又減少了教學(xué)實驗成本，而且在教學(xué)實驗過程中還能夠讓實驗人員參與開發(fā)和利用繼電保護裝置，對實驗人員知識應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)有極大地幫助。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實物接線圖；

圖2是本發(fā)明的信號流向示意圖；

圖3是本發(fā)明的電力系統(tǒng)建模界面；

圖4是本發(fā)明電力系統(tǒng)建模用例；

圖5是本發(fā)明電力系統(tǒng)繼電保護建模用例。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進行進一步介紹。

實施例1：如圖1-圖5所示，一種繼電保護教學(xué)實驗仿真平臺，包括模型仿真和數(shù)據(jù)監(jiān)控上位機、通用實時仿真器UREP、以太網(wǎng)交換機、繼電保護裝置和功率機箱，上位機通過以太網(wǎng)交換機連接到通用實時仿真器UREP，通用實時仿真器UREP的AO口連接到功率機箱，功率機箱和通用實時仿真器UREP的DI口連接到繼電保護裝置。

上位機1、與上位機相連的顯示器2和繼電保護裝置3安放在實驗臺上，通用實時仿真器5、以太網(wǎng)交換機4、功率機箱6均安裝在機柜中，機柜中還安裝有I/O板卡。

I/O板卡包括AI/AO板卡7和DI/DO板卡8。