[發明專利]一種變電站信息物理融合半實物仿真系統和仿真方法

在審

• 申請號: 202210717422.5
• 申請日: 2022-06-17
• 公開（公告）號: CN115145169A
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 金璐;龔鋼軍;韓磊
• 申請（專利權）人: 北京華電云博科技有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 林佳純

1.一種變電站信息物理融合半實物仿真系統，其特征在于：包括一次設備行為數字仿真系統和二次控制保護系統，所述一次設備行為數字仿真系統包括數字仿真模塊、實時故障分析模塊、仿真計算模塊和數據處理模塊，所述數字仿真模塊用于對一次設備運行狀態和故障異常進行單體和復合仿真，同時對一次開關設備驅動進行仿真，所述實時故障分析模塊用于對一次設備實時的故障數據進行采集分析，所述仿真計算模塊用于根據變電站接線結構、元件參數對變電站一次設備的運行情況進行精確建模及準確計算，所述數據處理模塊用于將仿真計算模塊的計算結果轉換成對應設備接收的信息數據；

所述二次控制保護系統包括智能終端模塊、合并控制模塊和采集反饋模塊，所述智能終端模塊用于驅動變電站仿真開關設備動作同時采集仿真開關設備的狀態數據進行上傳，所述合并控制模塊用于接收數據處理模塊轉換的信息數據并發送控制指令給智能終端模塊，所述采集反饋模塊用于采集實際變電站設備的控制信號并反饋至數字仿真模塊。

2.根據權利要求1所述的一種變電站信息物理融合半實物仿真系統，其特征在于：所述數字仿真模塊包含自動調整子模塊，所述自動調整子模塊用于根據接收到的采集反饋模塊的反饋信息對數字仿真模塊仿真的拓撲結構和運行參數進行自動調整，所述數字仿真模塊進行一次開關設備驅動仿真時采用了功率放大器和模擬斷路器組實現的。

3.根據權利要求1所述的一種變電站信息物理融合半實物仿真系統，其特征在于：所述仿真計算模塊包含顯示器，所述顯示器用于實時顯示經建模計算的變電站相同的電壓電流波形，并由用戶根據圖形界面對電網元件參數進行修改實現仿真模擬的控制。

4.根據權利要求1所述的一種變電站信息物理融合半實物仿真系統，其特征在于：所述合并控制模塊包含指令生成子模塊，所述指令生成子模塊用于根據轉換的信息數據并結合變電站設計的控制流程生成設備的控制指令并進行發送，所述采集反饋模塊采集的實際變電站設備控制信號包括設備輸出的開關操作、跳閘保護和重合跳閘的控制信號。

5.根據權利要求1所述的一種變電站信息物理融合半實物仿真系統，其特征在于：所述一次設備行為數字仿真系統內部模塊之間通過TCP/IP協議進行數據與控制命令的傳輸，所述智能終端模塊和合并控制模塊與采集反饋模塊之間采用電氣連接，所述采集反饋模塊與一次設備行為數字仿真系統之間也采用電氣連接。

6.根據權利要求1所述的一種變電站信息物理融合半實物仿真系統的仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、通過數字仿真模塊對一次設備運行狀態、故障異常和依次開關設備驅動進行仿真模擬，并通過實時故障分析模塊對仿真模擬故障數據進行采集分析；

步驟二、通過仿真計算模塊根據變電站接線結構、元件參數對變電站一次設備的運行情況進行精確建模及準確計算，獲得建模和計算數據；

步驟三、通過數據處理模塊對建模和計算數據進行轉化，轉變合并控制模塊接收的信息數據發送至合并控制模塊，并由合并控制模塊輸出控制指令；

步驟四、通過采集反饋模塊采集實際變電站設備輸出的開關操作、跳閘保護和重合跳閘的控制信號以及通過智能終端模塊采集狀態數據，并將控制信號和狀態數據上傳反饋至數字仿真模塊；

步驟五、再由數字仿真模塊中的自動調整模塊根據合并控制模塊輸出的控制指令結合采集反饋模塊反饋的控制信號和狀態數據對仿真的拓撲結構和運行參數進行自動調整，完成實時閉環回路仿真模擬。

7.根據權利要求6所述的一種變電站信息物理融合半實物仿真系統的仿真方法，其特征在于：所述數字仿真模塊、實時故障分析模塊、仿真計算模塊和數據處理模塊之間通過TCP/IP協議進行數據與控制命令的傳輸。