[發(fā)明專利]一種故障定位硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)設(shè)計方法

在審

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• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112487745A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜榮宇;徐靜;王力;曹文斌;劉朝陽;譚策;張智博;隋俊鵬;崔照鑫;吳迪;丁雪;紀(jì)凱源;王運健;劉麗
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司朝陽供電公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367;G06F113/04;G06F119/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

一種故障定位硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)設(shè)計方法，提供了一種利用RTDS實時數(shù)字仿真器搭建配電網(wǎng)線路物理模型，在RTDS實時數(shù)字仿真器中建立配電網(wǎng)線路模型進(jìn)行故障設(shè)計，采用GTAO程序板卡在模型界面引出需要放大和測量的故障信號，利用銅芯線在RTDS的Rack硬件板卡輸出三相數(shù)字信號；RTDS的Rack硬件程序輸出的模擬電壓信號接入到數(shù)字式功率放大器中，接入三相電壓信號輸入端或者三相電流輸入端；克服實際線路試驗需要停電，或者新架設(shè)線路帶來的巨額成本問題，以及兩者都將面臨的設(shè)備和人生安全風(fēng)險問題，還可解決虛擬信號外送過程中，無法達(dá)到實際線路信號所具有的功率和能量的問題，還能夠?qū)崿F(xiàn)仿真模型與實際物理設(shè)備之間的互動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及故障定位硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于寬頻電磁暫態(tài)傳感器的故障定位硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)設(shè)計方法。

背景技術(shù)

一直以來，傳統(tǒng)的故障定位方法主要依靠在母線側(cè)進(jìn)行波形測量和比對，或者完全根據(jù)算法進(jìn)行故障定位分析，然而在復(fù)雜的配電網(wǎng)中，這類方法很難做到精確的故障定位。在母線端通過檢測和分析故障波形、信號和阻抗的方式進(jìn)行定位一直是研究的熱點，并取得了不小的研究成果。

通過計算故障回路阻抗值確定測量點到故障點的距離，雖然原理簡單、投資少，但受路徑阻抗、負(fù)荷電流、系統(tǒng)運行等方式的影響，只適用于結(jié)構(gòu)簡單的線路，無法解決復(fù)雜配電網(wǎng)的故障定位。

注入法因其精準(zhǔn)的定位能力，曾一度得到了高度關(guān)注通過注入裝置信號調(diào)節(jié)進(jìn)行定位，結(jié)果精確，不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響，但需要昂貴的信號注入設(shè)備，投資較大，并且定位方法需在配電網(wǎng)離線下才能進(jìn)行定位，影響了配電網(wǎng)的供電可靠性。

行波法和時域反演算法測距是配電網(wǎng)故障定位的熱點，均需要利用傳感器獲取暫態(tài)信號，其傳感部分仍存在一些問題：

(i)常規(guī)的電壓互感器和電流互感器的截止頻率較低，很難滿足傳變暫態(tài)行波信號的要求，尤其是電壓互感器。

(ii)采用額外的羅氏線圈安裝于線路，雖可以有較寬的頻帶，但安裝或維護(hù)需要停電或者帶電作業(yè)。

以上方法的應(yīng)用測試還有一個缺陷，即通常需要在實際線路進(jìn)行測試或者將已有線路停電，成本較高，安全風(fēng)險較高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)提出的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種利用RTDS實時數(shù)字仿真器搭建配電網(wǎng)線路物理模型，將仿真模型中的故障信號通過RTDS專有模塊GTAO完成信號輸出，克服實際線路試驗需要停電，或者新架設(shè)線路帶來的巨額成本問題，以及兩者都將面臨的設(shè)備和人生安全風(fēng)險問題。

本發(fā)明還有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種采用數(shù)字式功率放大器可解決虛擬信號外送過程中，無法達(dá)到實際線路信號所具有的功率和能量的問題，可廣泛應(yīng)用于各種電氣設(shè)備的仿真信號輸出放大。

本發(fā)明還有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種硬件在環(huán)仿真技術(shù)，利用了寬頻電磁暫態(tài)傳感器帶寬高、測量范圍廣、靈敏度高等優(yōu)點，硬件在環(huán)仿真能夠?qū)崿F(xiàn)仿真模型與實際物理設(shè)備之間的互動。彌補(bǔ)純虛擬仿真的缺陷，提高故障定位的可信度。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種故障定位硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)設(shè)計方法，包括以下步驟：

步驟1、模型試驗

在RTDS實時數(shù)字仿真器中建立配電網(wǎng)線路模型進(jìn)行故障設(shè)計，采用GTAO程序板卡在模型界面引出需要放大和測量的故障信號，利用銅芯線在RTDS的Rack硬件板卡輸出三相數(shù)字信號；

步驟2、仿真實驗

步驟2.1、RTDS的Rack硬件程序輸出的模擬電壓信號接入到數(shù)字式功率放大器中，接入三相電壓信號輸入端或者三相電流輸入端；