【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统三维仿真领域，特别涉及应用于高压输电网的虚拟线路保护装置。
技术介绍
1、线路保护可快速识别被保护输电线路的单相接地、三相短路等故障，并且可快速切除故障，防止故障扩大。对其定期进行全面调试、校验，是其正常运行的重要保证。随着电网规模的不断扩大以及新型线路保护装置不断投入使用，保护人员的设备调试任务和技能学习任务越加繁重，各地都在积极探索一种新的“数字化培训”模式，满足广大继电保护人员岗位技能“快速学习、深度学习”的需要。
2、目前市场上的虚拟线路保护装置，只包含面板的按键、功能菜单、液晶屏、指示灯操作过程仿真以及接线端子的仿真，仅能够满足运维技能培训的需要，但不能满足任意设置故障，不能满足学员对“实际线路保护装置”故障诊断技能培训的需要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，所述虚拟线路保护装置包括扫描拍照单元、数据处理单元、三维建模单元和电气特性全仿真单元；
3、所述扫描拍照单元用于线路保护装置的扫描和拍照，所述拍照的特征包括传感器和测量机构特征、数据处理单元特征、触发结构特征、通信接口特征和人机界面特征；
4、所述数据处理单元用于扫描拍照单元数据的处理，进行图片的收集、整理和存储，并将整理好的数据发送至三维建模单元处；
5、所述三维建模单元
6、所述电气特性全仿真单元通过线路保护装置及二次回路的电气特性，创建回路状态特性方程，并通过状态量初值设定和状态特性方程求解，进行正常和故障状态下，线路保护装置电气特性的全仿真。
7、优选的，所述三维建模的特征包括线路保护装置面板的按键、液晶屏、指示灯操作过程以及装置背后端子排。
8、优选的，所述电气特性全仿真单元利用线路保护装置的保护功能，包括差动保护和距离保护，通过仿真算法设计，仿真线路保护装置在各种故障电流电压信号作用下的动作行为。
9、优选的，所述数据处理单元进行图片的整理包括以下几个步骤；
10、第一步，进行图片数据的统一，将拍摄和扫描导入的图片汇总到一个中心位置；
11、第二步，进行图片数据的缩减，删除模糊、重复、低质量和无关的图片；
12、第三步，建立文件夹，根据项目、日期、主题和拍摄位置创建文件夹，并根据拍摄部件名称进行文件夹命名；
13、第四步，对图片数据加注标签，利用图片的exif信息，以获取拍摄日期和相机型号，并进行图片标签添加；
14、第五步，进行图片数据编辑，使用图像编辑软件进行裁剪、调整颜色和修复瑕疵；
15、第六步，进行图片数据的存储备份，通过云存储进行数据的存储和备份。
16、优选的，所述回路状态特性方程包括电流互感器特性方程、电压互感器特性方程和功率测量方程，所述电流互感器特性方程用于测量线路电流，所述电压互感器特性方程用于测量线路电压。
17、优选的，所述电流互感器特性方程表示为；
18、i_secondary＝i_primary*(np/ns) (1)；
19、其中，i_secondary表示二次侧电流，i_primary表示一次侧电流，np表示一次侧绕组匝数，ns表示二次侧绕组匝数。
20、优选的，所述电压互感器特性方程表示为：
21、v_secondary＝v_primary*(np/ns) (2)；
22、其中，v_secondary表示二次侧电压，v_primary表示一次侧电压，np表示一次侧绕组匝数，ns表示二次侧绕组匝数。
23、优选的，所述功率测量方程表示为；
24、p＝v*i*cos(θ) (3)；
25、其中，p表示功率，v表示电压，i表示电流，θ表示相位差。
26、优选的，所述线路保护装置通过设置任意故障，且基于解析特性方程进行动态特性仿真，所述解析特性方程表示为；
27、yj＝f(x1,x2,…xn) (4)；
28、其中，x1，x2，...xn表示输入的变量，f＝(x1,x2…xn)表示线路保护装置针对各变量的逻辑和算法。
29、优选的，所述线路保护装置的特性算法包括过流保护特性算法、过电流保护特性算法、零序电流保护特性算法、负序电流保护特性算法、阻抗保护特性算法、超差保护特性算法和地故障保护特性算法。
30、本专利技术的技术效果和优点：
31、本虚拟线路保护装置通过扫描拍照单元、数据处理单元、三维建模单元和电气特性全仿真单元配合进行模拟仿真，然后利用构建装置的状态特性方程，再进行解析计算，有效地解决了实际线路保护装置及外部二次回路的动态特性仿真问题，从而可很好地满足学员对线路保护装置故障诊断技能培训的需要。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，其特征在于，所述虚拟线路保护装置包括扫描拍照单元、数据处理单元、三维建模单元和电气特性全仿真单元；
2.根据权利要求1所述的应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，其特征在于，所述三维建模的特征包括线路保护装置面板的按键、液晶屏、指示灯操作过程以及装置背后端子排。
3.根据权利要求1所述的应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，其特征在于，所述电气特性全仿真单元利用线路保护装置的保护功能，包括差动保护和距离保护，通过仿真算法设计，仿真线路保护装置在各种故障电流电压信号作用下的动作行为。
4.根据权利要求1所述的应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，其特征在于，所述数据处理单元进行图片的整理包括以下几个步骤；
5.根据权利要求1所述的应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，其特征在于，所述回路状态特性方程包括电流互感器特性方程、电压互感器特性方程和功率测量方程，所述电流互感器特性方程用于测量线路电流，所述电压互感器特性方程用于测量线路电压。
6.根据权利要求5所述的应用于高压输电网的虚拟线路保护装
7.根据权利要求5所述的应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，其特征在于，所述电压互感器特性方程表示为：
8.根据权利要求5所述的应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，其特征在于，所述功率测量方程表示为；
9.根据权利要求1所述的应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，其特征在于，所述线路保护装置通过设置任意故障，且基于解析特性方程进行动态特性仿真，所述解析特性方程表示为；
10.根据权利要求1所述的应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，其特征在于，所述线路保护装置的特性算法包括过流保护特性算法、过电流保护特性算法、零序电流保护特性算法、负序电流保护特性算法、阻抗保护特性算法、超差保护特性算法和地故障保护特性算法。
...【技术特征摘要】
1.应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，其特征在于，所述虚拟线路保护装置包括扫描拍照单元、数据处理单元、三维建模单元和电气特性全仿真单元；
2.根据权利要求1所述的应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，其特征在于，所述三维建模的特征包括线路保护装置面板的按键、液晶屏、指示灯操作过程以及装置背后端子排。
3.根据权利要求1所述的应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，其特征在于，所述电气特性全仿真单元利用线路保护装置的保护功能，包括差动保护和距离保护，通过仿真算法设计，仿真线路保护装置在各种故障电流电压信号作用下的动作行为。
4.根据权利要求1所述的应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，其特征在于，所述数据处理单元进行图片的整理包括以下几个步骤；
5.根据权利要求1所述的应用于高压输电网的虚拟线路保护装置，其特征在于，所述回路状态特性方程包括电流互感器特性方程、电压互感器特性方程和功率测量方程，所述电流...
【专利技术属性】
技术研发人员：张天龙，范继锋，张艺，张伟，张磊，王柯，陈鹏，陈杰，王群，李中为，李智，何世雄，杨坤，张智文，王平，张彦斌，杨建中，苗春，经权，苏日娜，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司乌海超高压供电分公司，
类型：发明
国别省市：
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