[發(fā)明專利]一種變電站信息物理融合半實(shí)物仿真系統(tǒng)和仿真方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210717422.5
• 申請(qǐng)日: 2022-06-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115145169A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金璐;龔鋼軍;韓磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京華電云博科技有限公司
• 主分類號(hào): G05B17/02
• 分類號(hào): G05B17/02
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 林佳純

本發(fā)明公開(kāi)一種變電站信息物理融合半實(shí)物仿真系統(tǒng)和仿真方法，包括一次設(shè)備行為數(shù)字仿真系統(tǒng)和二次控制保護(hù)系統(tǒng)，所述一次設(shè)備行為數(shù)字仿真系統(tǒng)包括數(shù)字仿真模塊、實(shí)時(shí)故障分析模塊、仿真計(jì)算模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述二次控制保護(hù)系統(tǒng)包括智能終端模塊、合并控制模塊和采集反饋模塊；本發(fā)明解決了智能變電站在不同的運(yùn)行方式下一次設(shè)備運(yùn)行行為的過(guò)程數(shù)據(jù)仿真、狀態(tài)驅(qū)動(dòng)仿真及狀態(tài)數(shù)據(jù)仿真的問(wèn)題，結(jié)合真實(shí)的變電站二次保護(hù)設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備，構(gòu)成變電站信息物理融合半實(shí)物仿真系統(tǒng)，同時(shí)避免純物理仿真的局限性和純數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)的理想化的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能變電站仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變電站信息物理融合半實(shí)物仿真系統(tǒng)和仿真方法。

背景技術(shù)

在當(dāng)前信息化與工業(yè)化高度融合背景下，智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展具備了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，智能電網(wǎng)采用去中心化的方式，使得電網(wǎng)變得更加安全、清潔，但仍存在由于自然災(zāi)害、工作人員誤操作、設(shè)備老化、設(shè)備不合格等因素導(dǎo)致的電力系統(tǒng)故障，對(duì)電網(wǎng)安全造成較大的威脅，因而對(duì)變電站保護(hù)控制設(shè)備有較高的要求；

智能變電站是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的核心內(nèi)容，是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，也是智能電網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)變壓和分流，對(duì)于智能電網(wǎng)的投建、運(yùn)行、維護(hù)有著關(guān)鍵的作用；

傳統(tǒng)的智能變電站保護(hù)控制設(shè)備在復(fù)雜運(yùn)行方式下相關(guān)測(cè)試造價(jià)很高，不利于大規(guī)模仿真，且系統(tǒng)封閉，對(duì)于普通學(xué)者而言性價(jià)比不高，入門(mén)難度較大，會(huì)造成測(cè)試?yán)щy，因此，本發(fā)明提出一種變電站信息物理融合半實(shí)物仿真系統(tǒng)和仿真方法以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提出一種變電站信息物理融合半實(shí)物仿真系統(tǒng)和仿真方法，該變電站信息物理融合半實(shí)物仿真系統(tǒng)和仿真方法解決了智能變電站在不同的運(yùn)行方式下一次設(shè)備運(yùn)行行為的過(guò)程數(shù)據(jù)仿真、狀態(tài)驅(qū)動(dòng)仿真及狀態(tài)數(shù)據(jù)仿真的問(wèn)題，結(jié)合真實(shí)的變電站二次保護(hù)設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備，構(gòu)成變電站信息物理融合半實(shí)物仿真系統(tǒng)，同時(shí)避免純物理仿真的局限性和純數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)的理想化的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種變電站信息物理融合半實(shí)物仿真系統(tǒng)和仿真方法，包括一次設(shè)備行為數(shù)字仿真系統(tǒng)和二次控制保護(hù)系統(tǒng)，所述一次設(shè)備行為數(shù)字仿真系統(tǒng)包括數(shù)字仿真模塊、實(shí)時(shí)故障分析模塊、仿真計(jì)算模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)字仿真模塊用于對(duì)一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和故障異常進(jìn)行單體和復(fù)合仿真，同時(shí)對(duì)一次開(kāi)關(guān)設(shè)備驅(qū)動(dòng)進(jìn)行仿真，所述實(shí)時(shí)故障分析模塊用于對(duì)一次設(shè)備實(shí)時(shí)的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，所述仿真計(jì)算模塊用于根據(jù)變電站接線結(jié)構(gòu)、元件參數(shù)對(duì)變電站一次設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行精確建模及準(zhǔn)確計(jì)算，所述數(shù)據(jù)處理模塊用于將仿真計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)設(shè)備接收的信息數(shù)據(jù)；

所述二次控制保護(hù)系統(tǒng)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(qū)動(dòng)變電站仿真開(kāi)關(guān)設(shè)備動(dòng)作同時(shí)采集仿真開(kāi)關(guān)設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，所述合并控制模塊用于接收數(shù)據(jù)處理模塊轉(zhuǎn)換的信息數(shù)據(jù)并發(fā)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(shí)際變電站設(shè)備的控制信號(hào)并反饋至數(shù)字仿真模塊。

進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述數(shù)字仿真模塊包含自動(dòng)調(diào)整子模塊，所述自動(dòng)調(diào)整子模塊用于根據(jù)接收到的采集反饋模塊的反饋信息對(duì)數(shù)字仿真模塊仿真的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，所述數(shù)字仿真模塊進(jìn)行一次開(kāi)關(guān)設(shè)備驅(qū)動(dòng)仿真時(shí)采用了功率放大器和模擬斷路器組實(shí)現(xiàn)的。

進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述仿真計(jì)算模塊包含顯示器，所述顯示器用于實(shí)時(shí)顯示經(jīng)建模計(jì)算的變電站相同的電壓電流波形，并由用戶根據(jù)圖形界面對(duì)電網(wǎng)元件參數(shù)進(jìn)行修改實(shí)現(xiàn)仿真模擬的控制。

進(jìn)一步改進(jìn)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(jù)轉(zhuǎn)換的信息數(shù)據(jù)并結(jié)合變電站設(shè)計(jì)的控制流程生成設(shè)備的控制指令并進(jìn)行發(fā)送，所述采集反饋模塊采集的實(shí)際變電站設(shè)備控制信號(hào)包括設(shè)備輸出的開(kāi)關(guān)操作、跳閘保護(hù)和重合跳閘的控制信號(hào)。