CN104090206A - 直流输电工程直流测量系统测试平台及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种直流输电工程直流测量系统测试平台及其测试方法，特别是一种基于实时仿真的直流输电工程直流测量系统测试平台及其测试方法。测试平台包括有实时仿真工作站、RTDS实时数字仿真器、模拟量输出板卡、光测量装置、直流测量系统、故障录波装置，实时仿真工作站与RTDS实时数字仿真器连接，RTDS实时数字仿真器与模拟量输出板卡连接，模拟量输出板卡分别与光测量装置、故障录波装置连接，光测量装置与直流测量系统连接，直流测量系统与故障录波装置连接。本发明可以应用于工程实际测量系统的精度及响应特性测试。采用本发明可以对实际直流输电系统的直流测量系统的测量精度及响应特性等进行测试，本发明的测试方法操作简单，方便实用。
Description
技术领域
本发明涉及直流输电工程独立直流测量系统测试领域的直流输电工程直流测量系统测试平台及其测试方法，具体涉及一种基于实时仿真的直流输电工程直流测量系统精度及响应特性测试的创新平台和方法，属于基于实时仿真的直流输电工程直流测量系统测试平台及其测试方法的创新技术。
背景技术
许多直流工程直流电压、直流电流等电气量二次测量环节与控制保护系统分离，成为独立的直流测量系统，而直流测量系统的精度和响应特性等对直流输电控制保护系统的可靠运行起着重要作用。
独立直流测量系统是特高压直流工程出现后才逐步引入的，如何更好测试独立的直流测量系统还没有成熟模式，基于仿真平台模拟实际直流运行工况对直流测量系统进行专门测试，目前尚未有成熟的方法和平台。
发明内容
本发明的目的在于考虑全面测试、校核直流工程二次测量系统的测量精度和响应特性，提供一种直流输电工程直流测量系统测试平台。
本发明的另一目的是针对实际直流输电工程独立直流测量系统的测试需要，提供一种基于实时仿真的直流输电工程直流测量系统的测试方法。
本发明的技术方案是：
本发明的直流输电工程直流测量系统测试平台，包括有实时仿真工作站、RTDS实时数字仿真器、模拟量输出板卡、光测量装置、直流测量系统、故障录波装置，其中实时仿真工作站与RTDS实时数字仿真器连接，RTDS实时数字仿真器与模拟量输出板卡连接，模拟量输出板卡分别与光测量装置、故障录波装置连接，光测量装置与直流测量系统连接，直流测量系统与故障录波装置连接。
本发明直流输电工程直流测量系统测试平台的测试方法，包括如下步骤：
1）搭建直流输电系统RTDS仿真模型；
2）光测量装置通过光纤直接接入故障录波装置，并在故障录波装置调节相关电气量变比；
3）在实时仿真工作站运行直流RTDS模型，分别进行直流解锁、大速率功率升降、闭锁、功率突降和突升试验、直流电流阶跃试验、直流电压阶跃试验，在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同或幅值误差小于0.1%、相位一致；
4）如果经过录波分析，确认经光测量装置的电气量与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同、相位一致，如果幅值误差、相位误差没有满足要求，则调整高精度电阻幅值，直流满足要求为止，如果满足设定的参数要求，则将需要测试的测量系统接入；
5）测量系统接入后，在故障录波装置重新调整相关电气量变比；
6）在实时仿真工作站运行直流RTDS模型，分别进行直流解锁、大速率功率升降、闭锁试验，在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置和直流测量系统的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同或幅值误差小于0.2%、相位一致，如果没有满足要求，则认为测量系统不满足要求，由直流测量系统厂家分析处理，如果满足相关参数要求，则继续测试；
7）在实时仿真工作站运行直流RTDS模型，在某直流电压或某直流电流中分别叠加一定比例的3次谐波、6次谐波、12次谐波、24次谐波进行测试,在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置和直流测量系统的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同或幅值误差小于0.2%、相位一致，如果没有满足要求，则认为测量系统不满足要求，由直流测量系统厂家分析处理，如果满足相关参数要求，则继续测试；
8）在实时仿真工作站运行直流RTDS模型，分别进行功率突降和突升试验、直流电流阶跃试验、直流电压阶跃试验，在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置和直流测量系统的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同或幅值误差小于0.2%、相位一致，如果没有满足要求，则认为测量系统不满足要求，由直流测量系统厂家分析处理，如果满足相关参数要求，则继续测试；
9）在实时仿真工作站运行直流RTDS模型，分别模拟直流线路金属性接地故障、高压直流母线接地故障、阀短路故障、阀接地故障、换流母线单相接地故障、换流母线相间短路故障、换流母线三相故障，在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置和直流测量系统的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同或幅值误差小于0.2%、相位一致，如果没有满足要求，则认为测量系统不满足要求，如果满足相关参数要求，则该直流测量系统可以满足直流工程现场的测量要求。
本发明的基于实时仿真的直流输电工程直流测量系统测试平台可以对直流输电工程直流测量系统进行测试，结构简单，测试方便，适用直流输电工程中独立直流测量系统的测试。本发明的测试方法操作简单，方便实用。
附图说明
图1为本发明基于实时仿真的直流输电工程直流测量系统测试平台的结构示意图。
图2为光测量装置的结构示意图。
图3为直流测量系统测试流程图。
具体实施方式
为实现直流输电工程直流测量系统的精度和响应特性测试，需要建立相应的平台和详细试验方案。下面对本发明实施的平台方案及试验方法的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。
本发明基于实时仿真的直流输电工程直流测量系统测试平台的结构示意图如图1所示，包括有实时仿真工作站6、RTDS实时数字仿真器7、模拟量输出板卡8、光测量装置9、直流测量系统10、故障录波装置11，其中实时仿真工作站6与RTDS实时数字仿真器7连接，RTDS实时数字仿真器7与模拟量输出板卡8连接，模拟量输出板卡8分别与光测量装置9、故障录波装置11连接，光测量装置9与直流测量系统10连接，直流测量系统10与故障录波装置11连接，此外，故障录波装置11还连接有故障录波分析工作站12。
本实施例中，上述模拟量输出板卡8通过光纤与故障录波装置11连接。
此外，上述模拟量输出板卡8还连接有高精度分压电阻R1及R2，高精度分压电阻R1及R2通过光电信号转换传感器与直流测量系统10连接。
本发明的工作原理是：RTDS实时数字仿真器7通过模拟量输出板卡8将电流及电压小信号送至光测量装置9，光测量装置9通过光纤将电流及电压的光信号送至直流测量系统10，直流测量系统10的电流及电压信号经光纤接入故障录波装置11。另外，RTDS实时数字仿真器7产生的电流及电压信号通过模拟量输出板卡8后经光纤直流送至故障录波装置11，故障录波装置11将信号送入故障录波工作站12。在故障录波工作站12触发相关录波后，可以对不同路径的同一电流、电压信号进行对比，在确保接口板卡、光测量装置正常情况下，对直流输电工程用的直流测量系统进行精度和响应特性分析和评价。
上述实时仿真工作站6上有建立换流变阀组、直流场、直流线路、交流滤波器、直流滤波器及电力系统等值电源等仿真模型。
本发明的测试方法是直流模型建模及平台搭建完毕后，先进行光测量装置9测试和校核。在确认光测量装置9测试完毕后，重新接入测量系统，分别开展解锁、闭锁、功率升降、直流电流阶跃、直流电流叠加谐波、直流电压阶跃、直流电压叠加谐波、若干直流故障、若干交流故障试验，对直流测量系统进行测试。
本发明的具体测试方法如下：
1）搭建由实时仿真工作站6、实时数字仿真器7、模拟量输出板卡8、光测量装置9、直流测量系统10、故障录波装置11、故障录波分析工作站12组成的基于实时仿真的直流测量系统测试平台；
2）光测量装置9直接与故障录波装置11连接，并在故障录波装置11调节相关电气量变比。
3）在RTDS工作站运行直流RTDS模型，分别进行直流解锁、大速率功率升降（如999MW/min）、闭锁、功率突降和突升试验(如变化率为3000MW/s)、直流电流阶跃试验、直流电压阶跃试验，在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置9的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同（如幅值误差小于0.1%）、相位一致。
4）对录波进行对照分析，确认经光测量装置9的电气量与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同、相位一致，如果幅值误差、相位误差没有满足要求，则调整高精度电阻幅值，直流满足要求为止，如果满足设定的参数要求，则参照图1将需要测试的测量系统接入。
5）测量系统接入后，在故障录波装置11重新调整相关电气量变比。
6）在RTDS工作站运行直流RTDS模型，分别进行直流解锁、大速率功率升降（如999MW/min）、闭锁试验，在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置9和直流测量系统10的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同（如幅值误差小于0.2%）、相位一致，如果没有满足要求，则认为测量系统不满足要求，由直流测量系统厂家分析处理，如果满足相关参数要求，则继续测试。
7）在RTDS工作站运行直流RTDS模型，在某直流电压或某直流电流中分别叠加一定比例的3次谐波、6次谐波、12次谐波、24次谐波进行测试,在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置（9）和直流测量系统（10）的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同（如幅值误差小于0.2%）、相位一致，如果没有满足要求，则认为测量系统不满足要求，由直流测量系统厂家分析处理，如果满足相关参数要求，则继续测试。
8）在RTDS工作站运行直流RTDS模型，分别进行功率突降和突升试验(如变化率为3000MW/s)、直流电流阶跃试验、直流电压阶跃试验，在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置9和直流测量系统10的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同（如幅值误差小于0.2%）、相位一致，如果没有满足要求，则认为测量系统不满足要求，由直流测量系统厂家分析处理，如果满足相关参数要求，则继续测试。
9）在RTDS工作站运行直流RTDS模型，分别模拟直流线路金属性接地故障、高压直流母线接地故障、阀短路故障、阀接地故障、换流母线单相接地故障、换流母线相间短路故障、换流母线三相故障，在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置9和直流测量系统10的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同（如幅值误差小于0.2%）、相位一致，如果没有满足要求，则认为测量系统不满足要求，如果满足相关参数要求，则该直流测量系统可以满足直流工程现场的测量要求。
本实施例中，上述步骤3）在实时仿真工作站（6）运行直流RTDS模型，分别进行直流解锁、大速率功率升降为999MW/min，闭锁、功率突降和突升试验的变化率为3000MW/s。
本实施例中，上述步骤6）在实时仿真工作站（6）运行直流RTDS模型，分别进行直流解锁、大速率功率升降为999MW/min。
本实施例中，上述步骤8）在实时仿真工作站（6）运行直流RTDS模型，分别进行功率突降和突升试验的变化率为3000MW/s。
Claims (8)
1.一种直流输电工程直流测量系统测试平台，其特征在于包括有实时仿真工作站（6）、RTDS实时数字仿真器（7）、模拟量输出板卡（8）、光测量装置（9）、直流测量系统（10）、故障录波装置（11），其中实时仿真工作站（6）与RTDS实时数字仿真器（7）连接，RTDS实时数字仿真器（7）与模拟量输出板卡（8）连接，模拟量输出板卡（8）分别与光测量装置（9）、故障录波装置（11）连接，光测量装置（9）与直流测量系统（10）连接，直流测量系统（10）与故障录波装置（11）连接。
2.根据权利要求1所述的直流输电工程直流测量系统测试平台，其特征在于上述故障录波装置（11）还连接有故障录波分析工作站（12）。
3.根据权利要求1所述的直流输电工程直流测量系统测试平台，其特征在于上述模拟量输出板卡（8）通过光纤与故障录波装置（11）连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的直流输电工程直流测量系统测试平台，其特征在于上述模拟量输出板卡（8）还连接有高精度分压电阻R1及R2，高精度分压电阻R1及R2通过光电信号转换传感器与直流测量系统（10）连接。
5.一种直流输电工程直流测量系统测试平台的测试方法，其特征在于包括如下步骤：
1）搭建直流输电系统RTDS仿真模型；
2）光测量装置（9）通过光纤直接接入故障录波装置（11），并在故障录波装置（11）调节相关电气量变比；
3）在实时仿真工作站（6）运行直流RTDS模型，分别进行直流解锁、大速率功率升降、闭锁、功率突降和突升试验、直流电流阶跃试验、直流电压阶跃试验，在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置（9）的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同或幅值误差小于0.1%、相位一致；
4）如果经过录波分析，确认经光测量装置（9）的电气量与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同、相位一致，如果幅值误差、相位误差没有满足要求，则调整高精度电阻幅值，直流满足要求为止，如果满足设定的参数要求，则将需要测试的测量系统接入；
5）测量系统接入后，在故障录波装置（11）重新调整相关电气量变比；
6）在实时仿真工作站（6）运行直流RTDS模型，分别进行直流解锁、大速率功率升降、闭锁试验，在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置（9）和直流测量系统（10）的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同或幅值误差小于0.2%、相位一致，如果没有满足要求，则认为测量系统不满足要求，由直流测量系统厂家分析处理，如果满足相关参数要求，则继续测试；
7）在实时仿真工作站（6）运行直流RTDS模型，在某直流电压或某直流电流中分别叠加一定比例的3次谐波、6次谐波、12次谐波、24次谐波进行测试,在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置（9）和直流测量系统（10）的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同或幅值误差小于0.2%、相位一致，如果没有满足要求，则认为测量系统不满足要求，由直流测量系统厂家分析处理，如果满足相关参数要求，则继续测试；
8）在实时仿真工作站（6）运行直流RTDS模型，分别进行功率突降和突升试验、直流电流阶跃试验、直流电压阶跃试验，在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置（9）和直流测量系统（10）的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同或幅值误差小于0.2%、相位一致，如果没有满足要求，则认为测量系统不满足要求，由直流测量系统厂家分析处理，如果满足相关参数要求，则继续测试；
9）在实时仿真工作站（6）运行直流RTDS模型，分别模拟直流线路金属性接地故障、高压直流母线接地故障、阀短路故障、阀接地故障、换流母线单相接地故障、换流母线相间短路故障、换流母线三相故障，在录波工作站分析离线录波，确认经光测量装置（9）和直流测量系统（10）的直流电压、直流电流与经模拟量输出板卡直接输入录波装置的同一电气量是否幅值相同或幅值误差小于0.2%、相位一致，如果没有满足要求，则认为测量系统不满足要求，如果满足相关参数要求，则该直流测量系统可以满足直流工程现场的测量要求。
6.根据权利要求5所述的基于实时仿真的直流输电工程直流测量系统测试平台的测试方法，其特征在于上述步骤3）在实时仿真工作站（6）运行直流RTDS模型，分别进行直流解锁、大速率功率升降为999MW/min，闭锁、功率突降和突升试验的变化率为3000MW/s。
7.根据权利要求5所述的基于实时仿真的直流输电工程直流测量系统测试平台的测试方法，其特征在于上述步骤6）在实时仿真工作站（6）运行直流RTDS模型，分别进行直流解锁、大速率功率升降为999MW/min。
8.根据权利要求5所述的基于实时仿真的直流输电工程直流测量系统测试平台的测试方法，其特征在于上述步骤8）在实时仿真工作站（6）运行直流RTDS模型，分别进行功率突降和突升试验的变化率为3000MW/s。
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Legal Events
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