智能化变电站保护装置动模仿真测试系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种智能化变电站保护装置动模仿真测试系统及方法，涉及一种可以有效应用于电力系统实时仿真分析的模型系统。利用RTDS搭建仿真模型，将智能化变电站保护装置及其相关二次设备（网络交换机、合并单元）接入，实现对智能变电站保护装置的闭环仿真测试，考察各种情况下保护装置的动作行为，从而实现对保护装置功能的检验。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种，涉及一种可以有效应用于电力系统实时仿真分析的模型系统。利用RTDS搭建仿真模型，将智能化变电站保护装置及其相关二次设备（网络交换机、合并单元）接入，实现对智能变电站保护装置的闭环仿真测试，考察各种情况下保护装置的动作行为，从而实现对保护装置功能的检验。【专利说明】
本专利技术涉及一种，属于基于RTDS的66kV智能变电站保护装置动模仿真系统的
，可以有效应用于电力系统实时仿真测试系统的搭建。
技术介绍
长期以来，人们在电力一次系统仿真方面做了大量研究，但在保护等二次系统仿真方面的研究工作则相对较少。近年来，随着特高压交直流工程不断深入推进，电网涌现了大量采用新原理、新技术的继电保护装置、新型直流控制和FACTS等装置，使系统的安全稳定控制变得十分复杂。 随着数字化变电站保护技术的推广应用，应用传统的静态实验的测试方法很难验证保护装置的功能，基于RTDS的仿真建模分析方法对电网的电磁暂态稳定问题具有相对优势。尤其是，利用RTDS与实际智能化变电站保护装置直接相连，通过外部接口实现保护装置开关量的实时闭环控制和实际模拟量的采集，能够考察出保护装置在各种情况下的动作行为，并且能够测试智能化变电站保护装置、合并单元的时钟同步策略、交换机端口的网络流量及光纤通道的延时。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术提供一种，利用RTDS搭建仿真模型，将智能化变电站保护装置及其相关二次设备(网络交换机、合并单元)接入，通过外部接口实现对智能变电站保护装置的闭环仿真测试。 技术方案:本专利技术是通过以下技术方案来实现的:一种智能化变电站保护装置动模仿真测试系统，其特征在于:是由数字实时仿真装置RTDS通过数据接口与以太网相连，数字实时仿真装置RTDS通过光纤分别连接开关量接口和模拟量接口，开关量接口和模拟量接口通过电缆连接多个合并单元，多个合并单元通过光纤传输连接到网络交换机，网络交换机通过光纤传输连接智能化变电站的保护装置；以太网另一端与计算机主机相连，通过电脑中的上位机搭建系统模型，包括一次系统模型，二次系统控制逻辑，输入、输出接口配置，作为智能化变电站保护装置的动模仿真系统平台。 所述的数字实时仿真装置RTDS是基于电磁暂态程序的全数字实时仿真装置，包括:数字仿真硬件和软件系统模型平台。 利用开关量接口设备模拟PAD给RTDS接口板卡GTDI提供+5V的开入电源，实现开关输入量的采集，同时利用GTDO板卡将开关量的实际位置信息输出至PAD，驱动其中的继电器动作，将继电器辅助触点作为开关量位置状态输出，实现二次系统开关量的实时动态闭环仿真；GPC/PB5板卡与GTDI或GTDO接口板卡通过光纤连接，用于接收或发送开关量数据，GTDI或GTDO接口板卡通过电缆与模拟PAD连接，实现开关量的接收和发送，模拟PAD与合并单元通过电缆连接，用于采集合并单元的跳闸信号，同时将开关量的位置信号发送给合并单元，合并单元、交换机及保护装置通过光纤连接，合并单元通过交换机接收保护装置发出的GOOSE报文，同时将开关的位置信息通过交换机反馈至保护装置。 利用模拟量接口设备将采样值数字量输出到模拟量输出板卡GTAO实现各间隔模拟量(电压、电流)小信号输出，通过功率放大器将其放大后接入合并单元进行组网后送到保护装置进行采集；通过设置RTDS内部模拟量输出模块和功率放大器的变比能够实现将实际一次设备对应的二次模拟量输出。 在动模仿真系统平台的基础上，构建站内过程层及间隔层设备时钟同步测试平台和网络流量测试平台，对智能变电站区域保护装置以及相关附属设备的时钟同步、其他变电站合并单元至本站保护的通道延时以及交换机各端口的网络流量进行分析及测试。 一种如上所述智能化变电站保护装置动模仿真测试系统的测试方法，其特征在于:该方法步骤如下:(1)利用仿真计算机进行系统建模，包括一次系统模型及二次控制系统模型，将实际的线路参数、变压器参数、系统阻抗、电压等级参数按照实际情况输入，根据模型文件对控制系统进行组态；(2)进行动模测试仿真系统平台的搭建:进行仿真系统平台的搭建，进行交换机网络流量测试系统的搭建，进行保护装置与合并单元时钟同步测试系统的搭建；(3)利用所搭建的动模测试仿真系统平台对保护装置的功能、合并单元同步对时策略以及交换机端口的网络流量进行仿真测试。 优点及效果:本专利技术提供的这种，具有以下优点:(I)通过动模实验可以发现装置存在的缺陷及安全隐患，在实验过程中同步进行智能变电站保护装置软件及虚端子配置的修改和完善，减少设备投运后发生问题的概率，降低了由于设备问题造成停电检修所带来的损失。 (2)利用动模实验的手段可以对整个智能变电站的二次系统进行测试，而利用传统静态调试的方法智能对单一的设备进行调试，无法考察整个二次系统的暂态动作行为，因此，通过动模实验可以对智能变电站的保护装置进行更加全面、系统的测试。 【专利附图】【附图说明】 图1为开关量传输闭环系统连接示意图；图2为模拟量采集系统连接示意图；图3本专利技术测试系统结构图；图4为网络流量测试平台系统图；图5为合并单元同步对时策略测试系统图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术做进一步的说明:本专利技术这种智能化变电站保护装置动模仿真测试系统，如图3所示，是由数字实时仿真装置RTDS通过数据接口与以太网相连，数字实时仿真装置RTDS通过光纤分别连接开关量接口和模拟量接口，开关量接口和模拟量接口通过电缆连接多个合并单元，多个合并单元通过光纤传输连接到网络交换机，网络交换机通过光纤传输连接智能化变电站的保护装置；以太网另一端与计算机主机相连，通过电脑中的上位机搭建系统模型，包括一次系统模型，二次系统控制逻辑(包括开关分合闸、故障触发等)，输入、输出接口配置，作为智能化变电站保护装置的动模仿真系统平台。 所述的数字实时仿真装置RTDS是基于电磁暂态程序的全数字实时仿真装置，包括:数字仿真硬件和软件系统模型平台。 利用开关量接口设备模拟PAD给RTDS接口板卡GTDI提供+5V的开入电源，实现开关输入量的采集，同时利用GTDO板卡将开关量的实际位置信息输出至PAD，驱动其中的继电器动作，将继电器辅助触点作为开关量位置状态输出，实现二次系统开关量的实时动态闭环仿真；GPC/PB5板卡与GTDI或GTDO接口板卡通过光纤连接，用于接收或发送开关量数据，GTDI或GTDO接口板卡通过电缆与模拟PAD连接，实现开关量的接收和发送，模拟PAD与合并单元通过电缆连接，用于采集合并单元的跳闸信号，同时将开关量的位置信号发送给合并单元，合并单元、交换机及保护装置通过光纤连接，合并单元通过交换机接收保护装置发出的GOOSE报文，同时将开关的位置信息通过交换机反馈至保护装置。 利用模拟量接口设备将采样值数字量输出到模拟量输出板卡GTAO实现各间隔模拟量(电压、电流)小信号输出，通过功率放大器将其放大后接入合并单元进行组网后送到保护装置进行采集；通过设置RTDS内部模拟量输出模块和功率放大器的变比能够实现将实际一次设备对应的二次模拟量输出。 在动模仿真系统平台的基础上，构建站内过程层及间隔层设备时钟同步测试平台和网络流量测试平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能化变电站保护装置动模仿真测试系统，其特征在于：是由数字实时仿真装置RTDS 通过数据接口与以太网相连，数字实时仿真装置RTDS通过光纤分别连接开关量接口和模拟量接口，开关量接口和模拟量接口通过电缆连接多个合并单元，多个合并单元通过光纤传输连接到网络交换机，网络交换机通过光纤传输连接智能化变电站的保护装置；以太网另一端与计算机主机相连，通过电脑中的上位机搭建系统模型，包括一次系统模型，二次系统控制逻辑，输入、输出接口配置，作为智能化变电站保护装置的动模仿真系统平台。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，金世鑫，卢岩，杨东升，宋保泉，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁东科电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11