一种模块化灵活组态的直流控制保护测试系统的构建方法技术方案

本发明专利技术公开了一种模块化灵活组态的直流控制保护测试系统的构建方法，包括：根据一次系统和设备参数，通过仿真软件搭建一次系统和设备仿真模型；将待仿真测试直流控制保护系统进行逻辑划分，确定待仿真测试直流控制保护系统的各功能模块；对划分的待仿真测试直流控制保护系统的各功能模块进行建模，并利用预先构建的待仿真测试直流控制保护系统的结构拓扑图将各功能模块在一次系统和设备仿真模型中进行映射；将各功能模块预先设定具备独立功能的自定义子模块进行构建，完成待仿真测试直流控制保护系统的构建。控制保护系统的构建。控制保护系统的构建。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化灵活组态的直流控制保护测试系统的构建方法


[0001]本专利技术涉及电力设备
，并且更具体地，涉及一种模块化灵活组态的直流控制保护测试系统的构建方法。

技术介绍

[0002]特高压直流输电可实现远距离、大容量的电能传输，具有损耗小、线路造价低、调节灵活快速等优点，在西电东送、南北互供中承担着主要送电任务。控制保护系统是特高压直流输电的“大脑”，是实现和保障直流输电安全稳定运行的核心。直流输电控制保护系统的装置数量多，所用芯片绝大部分来源于国外，目前特高压直流输电控制保护系统芯片的国产化替代研究工作已取得突破性进展，但部分国产芯片的功能、性能不足，研发中采用了较多的硬件架构及算法优化策略。
[0003]直流输电控制保护系统配置复杂，具备多种形式的控制、保护装置，且控制系统一般采用冗余化设计，保护系统一般采用三重化配置，各装置之间互有通信，总线拓扑复杂。现有的控保系统仿真建模方式是在EMTDC中搭建实现控制保护功能的基本模块库，再根据工程控制保护程序逻辑，在PSCAD/EMTDC中手工搭建与工程控制保护逻辑等效的仿真模型，最后再进行测试验证。该方式不仅工作量大，消耗时间长，而且试验波形也比较粗糙，与工程实际波形误差大，难以满足用户需求，也未针对设计硬件或架构、算法变化带来的测试方法，不能对比性测试出国产芯片和进口芯片的控制保护系统差异性。
[0004]现阶段主流控保系统在电磁暂态仿真软件中搭建实现控制保护功能的基本模块库，再根据工程控制保护程序逻辑，在电磁暂态仿真软件中手工搭建与工程控制保护逻辑等效的仿真模型，最后再进行测试验证。该实现方式不仅工作量大，消耗时间长，而且试验波形也比较粗糙，与工程实际波形误差大，难以满足用户需求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种模块化灵活组态的直流控制保护测试系统的构建方法。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种模块化灵活组态的直流控制保护测试系统的构建方法，包括：
[0007]根据一次系统和设备参数，通过仿真软件搭建一次系统和设备仿真模型；
[0008]将待仿真测试直流控制保护系统进行逻辑划分，确定待仿真测试直流控制保护系统的各功能模块；
[0009]对划分的待仿真测试直流控制保护系统的各功能模块进行建模，并利用预先构建的待仿真测试直流控制保护系统的结构拓扑图将各功能模块在一次系统和设备仿真模型中进行映射；
[0010]将各功能模块预先设定具备独立功能的自定义子模块进行构建，完成待仿真测试直流控制保护系统的构建。
[0011]可选地，根据一次系统和设备参数，通过仿真软件搭建一次系统和设备仿真模型的操作，包括：
[0012]依据一次系统和设备的实际工程主接线图和主回路参数信息，使用仿真软件自带元件库对换流变压器、换流器、直流线路关键直流场设备进行仿真建模，搭建一次系统和设备初步仿真模型；
[0013]调整一次系统和设备初步仿真模型参数使其外部特性与一次系统和设备一致，并在一次系统和设备初步仿真模型上建立交流系统等值网络，搭建一次系统和设备仿真模型。
[0014]可选地，各功能模块包括：站控制层、极控制层、换流器控制保护层、阀基电子电路层。
[0015]可选地，构建的待仿真测试直流控制保护系统的结构拓扑图，包括：
[0016]通过梳理硬件中信号的数据传递所使用的总线和通信技术，确定结构拓扑图中不同控制保护模块彼此之间、控制模块输出的时间延时；
[0017]分析控制设备冗余配置方法和切换逻辑、保护三重化配置方法和三取二逻辑在直流工程中的实现方式，确定结构拓扑图中冗余系统故障检测逻辑和信号图；
[0018]构建仿真软件可直接调用的待仿真测试直流控制保护系统的各功能模块的可视化控制保护应用程序库，不同功能模块的应用程序按一定规则转换成仿真系统可识别的代码模块，根据所有的代码模块构成结构拓扑图，其中每一个代码模块对应一个特定的控制保护设备。
[0019]可选地，还包括：
[0020]对各功能模块中的单台装置灵活适配多板卡独立通信信道和多核冗余通信通道的灵活模拟或对比建模测试，实现对待仿真直流控制保护系统采用不同类型CPU的控制保护可靠性的精准模拟。
[0021]可选地，还包括：
[0022]通过对待仿真测试直流控制保护系统的各功能模块中的单台装置对应的入口函数的调用，完成待仿真测试直流控制保护系统可识别代码向控制保护自定义仿真模块的转换；
[0023]根据实际工程控制保护装置的通信连接关系将待仿真测试直流控制保护系统中各个最小功能模块组成控制保护模块，再将各个控制保护模块组合成一个完整的直流输电控制保护系统，实现对待仿真测试直流控制保护系统控制保护功能的精准模拟。
[0024]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种模块化灵活组态的直流控制保护测试系统的构建装置，包括：
[0025]搭建模块，用于根据一次系统和设备参数，通过仿真软件搭建一次系统和设备仿真模型；
[0026]确定模块，用于将待仿真测试直流控制保护系统进行逻辑划分，确定待仿真测试直流控制保护系统的各功能模块；
[0027]映射模块，用于对划分的待仿真测试直流控制保护系统的各功能模块进行建模，并利用预先构建的待仿真测试直流控制保护系统的结构拓扑图将各功能模块在一次系统和设备仿真模型中进行映射；
[0028]构建模块，用于将各功能模块预先设定具备独立功能的自定义子模块进行构建，完成待仿真测试直流控制保护系统的构建。
[0029]根据本专利技术的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本专利技术上述任一方面所述的方法。
[0030]根据本专利技术的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本专利技术上述任一方面所述的方法。
[0031]从而，本专利技术提出模块化灵活组态的直流控制保护测试方法，对直流控制保护系统精准建模，并能结合硬件的变化特征、算法优化特性，对比仿真测试效果优劣，并通过标准化接口和封装、模型化算法，实现模型模块化且能灵活根据应用需求进行各种形态的组合应用，提升了直流控制保护仿真测试的效率、效果的可观可测性。。
附图说明
[0032]通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：
[0033]图1是本专利技术一示例性实施例提供的模块化灵活组态的直流控制保护测试系统的构建方法的流程示意图；
[0034]图2是本专利技术一示例性实施例提供的直流控制保护系统逻辑结构示意图；
[0035]图3是本专利技术一示例性实施例提供的控制保护装置的仿真模型示意图；
[0036]图4是本专利技术一示例性实施例提供的换相失败预测逻辑功能模块示意图；
[0037]图5是本专利技术一示例性实施例提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化灵活组态的直流控制保护测试系统的构建方法，其特征在于，包括：根据一次系统和设备参数，通过仿真软件搭建一次系统和设备仿真模型；将待仿真测试直流控制保护系统进行逻辑划分，确定所述待仿真测试直流控制保护系统的各功能模块；对划分的所述待仿真测试直流控制保护系统的各功能模块进行建模，并利用预先构建的所述待仿真测试直流控制保护系统的结构拓扑图将所述各功能模块在所述一次系统和设备仿真模型中进行映射；将所述各功能模块预先设定具备独立功能的自定义子模块进行构建，完成所述待仿真测试直流控制保护系统的构建。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据一次系统和设备参数，通过仿真软件搭建一次系统和设备仿真模型的操作，包括：依据所述一次系统和设备的实际工程主接线图和主回路参数信息，使用所述仿真软件自带元件库对换流变压器、换流器、直流线路关键直流场设备进行仿真建模，搭建一次系统和设备初步仿真模型；调整所述一次系统和设备初步仿真模型参数使其外部特性与所述一次系统和设备一致，并在所述一次系统和设备初步仿真模型上建立交流系统等值网络，搭建所述一次系统和设备仿真模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各功能模块包括：站控制层、极控制层、换流器控制保护层、阀基电子电路层。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建的所述待仿真测试直流控制保护系统的结构拓扑图，包括：通过梳理硬件中信号的数据传递所使用的总线和通信技术，确定所述结构拓扑图中不同控制保护模块彼此之间、控制模块输出的时间延时；分析控制设备冗余配置方法和切换逻辑、保护三重化配置方法和三取二逻辑在直流工程中的实现方式，确定所述结构拓扑图中冗余系统故障检测逻辑和信号图；构建仿真软件可直接调用的所述待仿真测试直流控制保护系统的各功能模块的可视化控制保护应用程序库，不同功能模块的应用程序按一定规则转换成仿真系统可识别的代码模块，根据所有的所述代码模块构成所述结构拓扑图，其中每一个所述代码模块对应一个特定的控制保护设备。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：对所述各功能模块中的单台装置灵活适配多板卡独立通信信道和多核冗余通信通道的灵活模拟或对比建模测试，实现对所述待仿真直流控制保护系统采用不同类型...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，梁英，王惠平，徐凯，张晓莉，阮思烨，郝俊芳，刘威鹏，药韬，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：