一种仿真直流输电控制保护系统技术方案

本发明专利技术涉及一种仿真直流输电控制保护系统，该系统包括：直流控制保护仿真基础功能模块、组态软件ＮｅｗＬｉｎｋＣ、直流控制保护仿真程序模块、直流控制保护仿真模块和实时数字仿真仪ＲＴＤＳ的系统元件仿真模块，直流控制保护仿真程序模块通过在组态软件ＮｅｗＬｉｎｋＣ上对直流控制保护仿真基础功能模块的各元件进行功能组态，编写成直流控制保护仿真程序，直流控制保护仿真程序模块通过实时数字仿真仪ＲＴＤＳ的自定义元件编程及封装技术来自定义并封装为直流控制保护仿真模块，该模块与实时数字仿真仪ＲＴＤＳ的系统元件仿真模块互联形成基于实时数字仿真仪的闭环交直流仿真系统，本发明专利技术实现了一比一装置级仿真，通用性、移植性强，成本低、灵活性高、实用性强，而且接入ＲＴＤＳ仿真平台简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种仿真直流输电控制保护系统，属于电力系统领域。
技术介绍
近年来，随着我国特高压直流输电工程的国产化以及我国大量直流输电工程的陆 续投入运行，直流输电技术以及交直流大系统互联技术的仿真研究已成为电力系统研究的 前沿和热点，而作为直流输电技术的核心——直流输电控制保护系统的仿真又是这些热点 研究中的关键技术。众所周知，我国水电资源和煤炭主要在中西部，而经济发达地区主要在东部，因 此，随着电网的规模不断扩大、区域电网之间的互联和电网输送容量的不断提高，能够满足 长距离输电的高压直流输电技术成为了国内电网建设的重点，而直流控制保护系统又是直 流输电的神经中枢。如何有效的对直流输电控制保护系统进行仿真就成为了我们深入研究 直流输电技术以及交直流大系统互联技术关键。就直流输电仿真研究而言，以往的直流控 制保护系统都是根据工程需要通过制造生产大量的直流控制保护装置及屏柜来实现，这种 接入实际装置和屏柜的系统仿真主要有以下缺点1)建立一个直流控制保护系统周期长、投资大、占地面积大；2)对硬件平台的依赖性强；3)不同直流工程仿真的实用性、灵活性及通用性差；4)接入仿真系统非常复杂，接线工作量很大。而这也成为我国进行直流输电系统仿真的瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种仿真直流输电控制保护系统，以解决现有仿真直流输电 控制保护系统的建造工期长、成本高、对硬件依赖性强、实用性、灵活性和通用性差等问题。本专利技术的一种仿真直流输电控制保护系统包括直流控制保护仿真基础功能模块，用于仿真试验中需用到的各种基本元件； 组态软件NewLinkC，用于搭建直流控制保护仿真程序模块； 直流控制保护仿真程序模块，用于在组态软件NewLinkC上进行功能组态，编写直 流控制、保护仿真程序块；直流控制保护仿真模块，通过实时数字仿真仪RTDS自定义元件编程技术及封装 技术来实现完整直流控制保护仿真程序的编写及封装；实时数字仿真仪RTDS的系统元件仿真模块，用于和封装的直流控制保护仿真模 块进行互联，形成基于实时数字仿真仪的闭环交直流仿真系统；直流控制保护仿真程序模块通过在组态软件NewLinkC上对直流控制保护仿真基 础功能模块的各元件进行功能组态，编写成直流控制保护仿真程序，直流控制保护仿真程 序模块通过实时数字仿真仪RTDS的自定义元件编程技术及封装技术来自定义并封装为直流控制保护仿真模块，该模块与实时数字仿真仪RTDS的系统元件仿真模块互联形成基于 实时数字仿真仪的闭环交直流仿真系统。所述直流控制、保护仿真基础功能模块中的基本元件包括采样元件、逻辑运算元 件、比例积分控制元件、数学运算元件、延时控制元件、单稳触发元件、滤波器元件、锁相环 元件及频率跟踪元件。本专利技术的仿真直流输电控制保护系统包括直流控制保护仿真基础功能模块、 NewLinkC组态软件、直流控制保护仿真程序模块、RTDS直流控制保护仿真模块和RTDS系统 元件仿真模块，直流控制保护仿真基础功能模块用于仿真试验中需用到的各种基本元件， 保证了对直流控制保护系统的一比一装置级仿真；由于整个系统基于RTDS实时仿真平台， 而且可向EMTDS离线仿真平台移植，因此系统通用性、移植性强；本专利技术摆脱了直流输电 控制保护系统仿真对直流控制保护硬件的以来，大大降低直流输电控制保护系统仿真的成 本，并极大的提高了直流输电控制保护系统仿真的灵活性和实用性；由于本仿真系统是基 于RTDS仿真平台，大大简化甚至省去了复杂的接线过程。附图说明图1是本专利技术仿真原理示意图2是本专利技术实施例的单稳触发元件、锁相环元件、频率跟踪元件示意图； 图3是本专利技术实施例的直流线路故障重启逻辑仿真程序块。具体实施例方式本专利技术的仿真直流输电控制保护系统是通过在自主开发的组态软件NewLinkC上 搭建直流控制保护的逻辑功能程序块，并通过RTDS自定义元件编程技术及封装技术实现 与RTDS的系统模型进行互联，从而形成一个闭环网络。仿真原理如图1所示，本专利技术的一 种仿真直流输电控制保护系统包括直流控制保护仿真基础功能模块，用于仿真试验中需用到的各种基本元件； 组态软件NewLinkC，用于搭建直流控制保护仿真程序模块； 直流控制保护仿真程序模块，用于在组态软件NewLinkC上进行功能组态，编写直 流控制、保护仿真程序块；直流控制保护仿真模块，通过实时数字仿真仪RTDS自定义元件编程技术及封装 技术来实现完整直流控制保护仿真程序的编写及封装；实时数字仿真仪RTDS的系统元件仿真模块，用于和封装的直流控制保护仿真模 块进行互联，形成基于实时数字仿真仪的闭环交直流仿真系统；直流控制保护仿真程序模块通过在组态软件NewLinkC上对直流控制保护仿真基 础功能模块的各元件进行功能组态，编写成直流控制保护仿真程序，直流控制保护仿真程 序模块通过实时数字仿真仪RTDS的自定义元件编程技术及封装技术来自定义并封装为直 流控制保护仿真模块，该模块与实时数字仿真仪RTDS的系统元件仿真模块互联形成基于 实时数字仿真仪的闭环交直流仿真系统。RTDS作为一个仿真平台是本专利技术的一个载体(即仿真系统是在RTDS上用各个模 块进行建模并仿真运行)，通过RTDS这个仿真平台将等值交流系统、输电线路、换流变压器、换流阀、滤波器等系统元件和直流控制保护仿真模块等控制元件组建成一个闭环的电力系 统回路和相关的控制保护回路，从而实现对实际电力系统直流控制保护的实时仿真。NewLinkC组态软件是直流控制保护逻辑程序的编写及封装平台，此组态软件的 主要作用就是通过其进行直流控制保护逻辑程序的编写纠错并将编写好的直流控制保护 逻辑程序封装生成一个能直接在RTDS仿真平台上建模并运行的直流控制保护仿真元件模 块，此生成模块在直流输电系统模型中完成了直流控制保护的功能。底层源代码级直流控制保护基本功能模块库是本专利技术的基础，所有的仿真逻辑功 能都是在这个功能模块库的基础上完成的，此功能模块库由86个基本元件构成，包括了采 样元件(Sample)、逻辑运算元件(AND、OR)、比例积分控制元件(PICH)、数学运算元件(ADD、 SUB、MUL, DIV)、延时控制元件(PDF、PDE)、单稳触发元件(M0F)、滤波器元件(IIR2、MF32)、 锁相环元件(TGSY)、频率跟踪元件(FNX)等常用基本元件。元件的外观如图2所示。1)直流控制保护仿真程序块在自主开发的NewLinkC组态软件上进行功能组态，编写直流控制保护仿真程序块。图 3为双极线路故障重启功能协调控制闭锁逻辑仿真程序块，实现了双极线路故障重启功能 之间协调的要求，实现流程如下a)闭锁逻辑1 (DCBLK_1):实现在一个极事故闭锁(含紧急停运、线路故障再启动不成 功闭锁)后，经过一定的时间延时后才允许另一极直流线路故障再启动功能。此逻辑主要由 模块 ETE_1299、NCM_1302、PDF_1300、AND3_1303、M0F_1304 来完成，其中 CC_C1. MOPDBD 是 对极发过来的解锁信号，CC_T2. MDCLF是本极直流线路故障信号，DCBLK_1是闭锁逻辑1发 出的闭锁信号。b)闭锁逻辑2(DCBLK_2):实现当一极发生直流线路故障正在重启恢复过程中，另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿真直流输电控制保护系统，其特征在于，该系统包括：直流控制保护仿真基础功能模块，用于仿真试验中需用到的各种基本元件；组态软件ＮｅｗＬｉｎｋＣ，用于搭建直流控制保护仿真程序模块；直流控制保护仿真程序模块，用于在组态软件ＮｅｗＬｉｎｋＣ上进行功能组态，编写直流控制、保护仿真程序块；直流控制保护仿真模块，通过实时数字仿真仪ＲＴＤＳ自定义元件编程技术及封装技术来实现完整直流控制保护仿真程序的编写及封装；实时数字仿真仪ＲＴＤＳ的系统元件仿真模块，用于和封装的直流控制保护仿真模块进行互联，形成基于实时数字仿真仪的闭环交直流仿真系统；直流控制保护仿真程序模块通过在组态软件ＮｅｗＬｉｎｋＣ上对直流控制保护仿真基础功能模块的各元件进行功能组态，编写成直流控制保护仿真程序，直流控制保护仿真程序模块通过实时数字仿真仪ＲＴＤＳ的自定义元件编程技术及封装技术来自定义并封装为直流控制保护仿真模块，该模块与实时数字仿真仪ＲＴＤＳ的系统元件仿真模块互联形成基于实时数字仿真仪的闭环交直流仿真系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚萍，王伟，庄良文，李树森，姚致清，周鹏鹏，胡卫东，
申请(专利权)人：许昌开普电器检测研究院，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]