智能变电站一次系统与二次系统的联合仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种智能变电站一次系统与二次系统的联合仿真方法及系统，其特征在于，包括以下内容：1)采用电力系统仿真软件和通信系统仿真软件，对应构建智能变电站的一次系统仿真模型和二次系统仿真模型；2)运行电力系统仿真软件，实时采集智能变电站一次系统的模拟量信息和开关量信息；3)电力系统仿真软件生成对应的一次系统仿真输出文件；4)运行通信系统仿真软件，导入一次系统仿真输出文件，通过特定的智能电子设备生成报文并发送至保护控制单元；5)保护控制单元根据一次系统仿真模型中预先设置的故障次数，对接收的报文进行解析得到模拟量信息和开关量信息，确定一次系统的实际故障切除时间，本发明专利技术可广泛用于智能变电站领域中。

【技术实现步骤摘要】
智能变电站一次系统与二次系统的联合仿真方法及系统
本专利技术是关于一种智能变电站一次系统与二次系统的联合仿真方法及系统，属于智能变电站领域。
技术介绍
目前电力系统仿真已经比较成熟，可以采用RTDS、EMTDC/PSCAD、PSASP、MATLAB/Simulink等软件能实现电力系统各种暂态仿真及分析，通信网络系统的仿真同样比较成熟，采用OPNETModeler、NetworkSimulator、GloMoSim等软件能为网络仿真提供有力的支持。但是，传统电力系统分析与信息系统分析是相互割裂的，没有完全适合电力一次系统和二次系统混合仿真的“电力系统+通信网络”仿真平台，因此，在现有电力系统仿真与信息系统仿真相互独立的框架下，难以深入研究电力二次系统信息网络化传输对电力系统运行与控制的影响和约束边界。智能变电站实现了能量流和信息流高度融合，能量流在一次系统内传输，并将运行情况通过信息采集以信息流的方式反映到二次系统中；信息流在二次系统通讯网络内传输并进行决策，从而将信息反馈到一次系统中，来控制一次设备的动作状态变化。目前，虽然有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.智能变电站一次系统与二次系统的联合仿真方法，其特征在于，包括以下内容：/n1)选定某一结构布局的智能变电站，按照该智能变电站中一次系统和二次系统的拓扑结构和连接方式，采用电力系统仿真软件和通信系统仿真软件，对应构建智能变电站的一次系统仿真模型和二次系统仿真模型；/n2)运行电力系统仿真软件，实时采集一次系统仿真模型的模拟量信息和开关量信息，设置采样频率，并将每一采样时间点均视为一个时标进行顺序标号；/n3)电力系统仿真软件根据一次系统仿真模型中预先设置的故障次数、实时采集的模拟量信息和开关量信息以及时标的标号，生成对应的一次系统仿真输出文件；/n4)运行通信系统仿真软件，导入一次系统仿真输...

【技术特征摘要】
1.智能变电站一次系统与二次系统的联合仿真方法，其特征在于，包括以下内容：
1)选定某一结构布局的智能变电站，按照该智能变电站中一次系统和二次系统的拓扑结构和连接方式，采用电力系统仿真软件和通信系统仿真软件，对应构建智能变电站的一次系统仿真模型和二次系统仿真模型；
2)运行电力系统仿真软件，实时采集一次系统仿真模型的模拟量信息和开关量信息，设置采样频率，并将每一采样时间点均视为一个时标进行顺序标号；
3)电力系统仿真软件根据一次系统仿真模型中预先设置的故障次数、实时采集的模拟量信息和开关量信息以及时标的标号，生成对应的一次系统仿真输出文件；
4)运行通信系统仿真软件，导入一次系统仿真输出文件，通过智能电子设备生成对应的SV报文、GOOSE报文或MMS报文，并按照时标的标号先后顺序发送至二次系统仿真模型的保护控制单元；
5)保护控制单元根据一次系统仿真模型中预先设置的故障次数，按照对应的报文协议标准，对接收的报文进行解析得到模拟量信息和开关量信息，并根据模拟量信息和开关量信息实施自身设定的保护控制算法，从而确定智能变电站一次系统的实际故障切除时间。


2.如权利要求1所述的智能变电站一次系统与二次系统的联合仿真方法，其特征在于，所述步骤3)的具体过程为：
3.1)如果一次系统仿真模型中没有设置故障次数，则在预先设定的仿真总时长到达后，按照设置的采样频率，生成一次系统仿真输出文件，其中，一次系统仿真输出文件为包括模拟量信息和开关量信息；
3.2)如果一次系统仿真模型中设置有1次故障，则对一次系统进行状态划分，将一次系统的状态离散化，分别生成故障跳闸前系统状态和故障跳闸后系统状态的一次系统仿真输出文件，并按照时标的标号先后顺序排列；
3.2)如果一次系统仿真模型中设置有n次故障，则根据故障跳闸前系统状态和故障跳闸后系统状态，生成n+1个一次系统仿真输出文件，并按照时标的标号先后顺序排列。


3.如权利要求1所述的智能变电站一次系统与二次系统的联合仿真方法，其特征在于，所述步骤4)的具体过程为：
4.1)运行通信系统仿真软件，当通信系统仿真软件设置与一次系统仿真相同的采样频率时，无需再次进行采样；当通信系统仿真软件设置与一次系统仿真不同的采样频率时，则通信系统仿真软件采集一次系统仿真输出文件中的模拟量信息和开关量信息；
4.2)通信系统仿真软件采用外部模块访问接口导入第1个一次系统仿真输出文件，并根据智能变电站的协议标准，通过智能电子设备按照所述步骤4.1)中设置的采样频率生成相应的SV报文、GOOSE报文或MMS报文；
4.3)特定的智能电子设备根据时标的标号先后顺序，按照SV报文、GOOSE报文或MMS报文的发送规律，将SV报文、GOOSE报文或MMS报文发送至保护控制单元。


4.如权利要求3所述的智能变电站一次系统与二次系统的联合仿真方法，其特征在于，所述步骤4.3)中发送至保护控制单元的SV报文按照采样频率依次发送；
当没有故障事件发生时，发送至保护控制单元的GOOSE报文为GOOSE心跳报文；
当有故障事件发生时，发送至保护控制单元的GOOSE报文为按照GOOSE报文的变化频率发送；
发送至保护控制单元的MMS报文按照预先设定的触发条件发送。


5.如权利要求1所述的智能变电站一次系统与二次系统的联合仿真方法，其特征在于，所述步骤5)的具体过程为：
5.1)如果一次系统仿真模型中没有设置故障次数，则保护控制单元无需触发跳闸，直接发送GOOSE心跳报文至智能电子设备，表示继电保护不需要动作跳闸，结束二次系统仿真；
5.2)如果一次系统仿真模型中设置有1次故障，则：
5.2.1)保护控制单元按照对应的报文协议标准，对接收的报文进行解析得到模拟量信息和开关量信息；
5.2.2)当故障发生后，保护控制单元采用自身的保护控制算法，根据解析得到的模拟量信息和开关量信息，触发智能变电站的保护动作，生成并发送GOOSE跳闸报文至智能电子设备；
5....

【专利技术属性】
技术研发人员：肖智宏，闫培丽，韩柳，冯腾，申洪明，王紫琪，张锐，陈炜，何瑞文，
申请(专利权)人：国网经济技术研究院有限公司，广东工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11