CN106202811A - 一种基于rtds的多源异构配电网故障仿真方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于RTDS的多源异构配电网故障仿真方法,步骤1,根据多源异构配电网实际线路拓扑,在RTDS平台上模拟多源异构配电网线路潮流,即建立多源异构配电网模型;步骤2,在RTDS平台上实现变电站保护逻辑;步骤3,在RTDS平台上实现故障控制逻辑;步骤4,实现多源异构配电网模型与分布式FA交互。本发明基于RTDS的仿真平台搭建,替代了传统的验证方式,可以尽可能地模拟真实的配电网拓扑、线路潮流、运行方式、各种故障类型,相比于传统的故障模拟方法,具有更好的便捷性、灵活性和全面性,大大加速了分布式FA策略的研发和工程实施进程。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于RTDS的多源异构配电网故障仿真方法,属于电力系统及其自动化领域。
背景技术
在策略研发过程中及系统投运前,需要大量实验来验证策略在不同线路拓扑、不同配网运行方式及各类型故障情形下的可靠性、稳定性及相关性能指标。传统验证方法有:采取实际配电网验证实验和采用继电保护仪搭建测试环境。前者在真实配电网上运行策略系统进行验证,需耗费较大人力物力,且不利于电网的安全运行;后者通过继电保护仪模拟故障,但是不能反映配电网真实的运行情况,且无法全面模拟配电网复杂的故障类型。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种基于RTDS的多源异构配电网故障仿真方法。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种基于RTDS的多源异构配电网故障仿真方法,包括以下步骤,
步骤1,根据多源异构配电网实际线路拓扑,在RTDS平台上模拟多源异构配电网线路潮流,即建立多源异构配电网模型;
步骤2,在RTDS平台上实现变电站保护逻辑;
步骤3,在RTDS平台上实现故障控制逻辑;
步骤4,实现多源异构配电网模型与分布式FA交互。
建立多源异构配电网模型的过程为,
以电磁暂态计算理论为基础,采用多处理器的并行计算方法,通过任务分配和通信技术,实现多源异构配电网的实时数字仿真,在RTDS平台模拟多源异构配电网的一次设备。
多源异构配电网的一次设备包括线路拓扑结构、电源点、变压器、配电变压器、接地变压器、输电线路、电流互感器、电压互感器和开关控制逻辑。
实现变电站保护逻辑的过程为,
当检测到有故障触发信号,并且线路上有过流信号时,判定线路发生了故障,产生告警信号,经过设定的跳闸延时时间t1后跳开出口断路器;另一方面,告警信号产生后,延迟一定时间t2后进行重合闸,若重合后线路上仍有过流信号,则立即跳闸;t2>t1。
实现故障控制逻辑的过程为,
当检测到有故障触发信号,同时测定母线电压过零点,据此确定故障发生的母线电压相位,设置一次故障保持的时间以及二次故障的延迟时间,设置二次故障的保持时间,设置故障类型,设置故障位置,输出包含上述信息的故障信号。
实现多源异构配电网模型与分布式FA交互的过程为,
多源异构配电网模型通过GTWIF接口下传到RTDS平台硬件组件RACK上运行,通过PC机控制后台操作;
多源异构配电网模型运行的实时信号可以通过相应的接口与FA终端装置实时交互,具体是:模拟配网线路上的遥测信号量通过GTAO接口送至FA终端采集;多源异构配电网模型上的遥信信号通GTDO接口送至FA终端采集;FA终端的合闸、跳闸遥控信号通过GTDI接口送入RTDS平台,由RTDS平台内部板卡将信号转换成多源异构配电网模型上的控制信息。
本发明所达到的有益效果:本发明基于RTDS的仿真平台搭建,替代了传统的验证方式,可以尽可能地模拟真实的配电网拓扑、线路潮流、运行方式、各种故障类型,相比于传统的故障模拟方法,具有更好的便捷性、灵活性和全面性,大大加速了分布式FA策略的研发和工程实施进程。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明RTDS建模。
图3为变电站出口保护逻辑实现流程图。
图4为故障控制逻辑实现流程图。
图5为基于RTDS的多源异构配电网故障仿真模型与分布式FA交互系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示,一种基于RTDS的多源异构配电网故障仿真方法,包括以下步骤:
步骤1,根据多源异构配电网实际线路拓扑,在RTDS平台上模拟多源异构配电网线路潮流,即建立多源异构配电网模型.
建立多源异构配电网模型的过程为:以电磁暂态计算理论为基础,采用多处理器的并行计算方法,通过任务分配和通信技术,实现多源异构配电网的实时数字仿真,在RTDS平台模拟多源异构配电网的一次设备。多源异构配电网的一次设备包括线路拓扑结构、电源点、变压器、配电变压器、接地变压器、输电线路、电流互感器、电压互感器和开关控制逻辑。
具体如图2所示,模拟一个真实的双电源联络配电网,拓扑结构由2个供电电源点、2个变电站出口断路器、8个环网柜内开关,2个柱上开关、1个联络开关以及若干分支组成的中性点经消弧线圈接地10kV配电网。G和S为电源,采用中性点接地形式,出口电压为110kV;110kV/10kV变压器容量为50MV·A,采用星型转三角形接法;10kV/0.4kV配电变压器容量为0.8MV·A,采用三角形转星型接法,10kV线路中性点经消弧线圈接地;电缆标称截面积为1×95mm2,近似外径为29mm,载流量为240A;架空线路塔高为12m,导线截面积为182mm2,导线线间距离为0.85m,导线直流电阻为0.1592Ω/km;负载为平衡负载,采用星型接法,中性点接地;BRKG和BRKS是变电站出口断路器;BRK1~10,31为线路上开关;变电站甲、乙出口断路器配备过流保护功能;BRK1~10,31均为断路器;BRK5默认为联络开关,正常情况下处于分闸状态,其余开关正常情况处于合闸状态;合闸时以黑色实心椭圆表示,分闸时以白色空心椭圆表示;BRK31组成环网柜一条分支线;BRK9、BRK10组成一条架空线支线。
步骤2,在RTDS平台上实现变电站保护逻辑。
如图2所示,当检测到有故障触发信号,并且线路上有过流信号时,判定线路发生了故障,产生告警信号,经过设定的跳闸延时时间t1(t1=0.3S)后跳开出口断路器;另一方面,告警信号产生后,延迟一定时间t2(t2=0.7S)后进行重合闸,若重合后线路上仍有过流信号,则立即跳闸;t2>t1。
步骤3,在RTDS平台上实现故障控制逻辑。
如图3所示,当检测到有故障触发信号,同时测定母线电压过零点,据此确定故障发生的母线电压相位(因为故障发生时,母线电压的相位点会影响故障电流的大小),设置一次故障保持的时间以及二次故障的延迟时间,设置二次故障的保持时间,设置故障类型,设置故障位置,输出包含上述信息的故障信号。
步骤4,实现多源异构配电网模型与分布式FA交互。
如图4所示,多源异构配电网模型通过GTWIF接口下传到RTDS平台硬件组件RACK上运行,通过PC机控制后台操作,包括进行故障触发、信号量监控、波形分析。多源异构配电网模型运行的实时信号可以通过相应的接口与FA终端装置实时交互,具体是:模拟配网线路上的遥测信号量通过GTAO接口送至FA终端采集,由于GTAO输出的电平较小(±10V),因此,需要功率放大器对遥测信号放大后送予FA终端采集;多源异构配电网模型上的遥信信号通GTDO接口送至FA终端采集;FA终端的合闸、跳闸遥控信号通过GTDI接口送入RTDS平台,由RTDS平台内部板卡将信号转换成多源异构配电网模型上的控制信息。
上述方法基于RTDS的仿真平台搭建,替代了传统的验证方式,可以尽可能地模拟真实的配电网拓扑、线路潮流、运行方式、各种故障类型,相比于传统的故障模拟方法,具有更好的便捷性、灵活性和全面性,大大加速了分布式FA策略的研发和工程实施进程。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于RTDS的多源异构配电网故障仿真方法,其特征在于:包括以下步骤,
步骤1,根据多源异构配电网实际线路拓扑,在RTDS平台上模拟多源异构配电网线路潮流,即建立多源异构配电网模型;
步骤2,在RTDS平台上实现变电站保护逻辑;
步骤3,在RTDS平台上实现故障控制逻辑;
步骤4,实现多源异构配电网模型与分布式FA交互。
2.根据权利要求1所述的一种基于RTDS的多源异构配电网故障仿真方法,其特征在于:建立多源异构配电网模型的过程为,
以电磁暂态计算理论为基础,采用多处理器的并行计算方法,通过任务分配和通信技术,实现多源异构配电网的实时数字仿真,在RTDS平台模拟多源异构配电网的一次设备。
3.根据权利要求2所述的一种基于RTDS的多源异构配电网故障仿真方法,其特征在于:多源异构配电网的一次设备包括线路拓扑结构、电源点、变压器、配电变压器、接地变压器、输电线路、电流互感器、电压互感器和开关控制逻辑。
4.根据权利要求1所述的一种基于RTDS的多源异构配电网故障仿真方法,其特征在于:实现变电站保护逻辑的过程为,
当检测到有故障触发信号,并且线路上有过流信号时,判定线路发生了故障,产生告警信号,经过设定的跳闸延时时间t1后跳开出口断路器;另一方面,告警信号产生后,延迟一定时间t2后进行重合闸,若重合后线路上仍有过流信号,则立即跳闸;t2>t1。
5.根据权利要求1所述的一种基于RTDS的多源异构配电网故障仿真方法,其特征在于:实现故障控制逻辑的过程为,
当检测到有故障触发信号,同时测定母线电压过零点,据此确定故障发生的母线电压相位,设置一次故障保持的时间以及二次故障的延迟时间,设置二次故障的保持时间,设置故障类型,设置故障位置,输出包含上述信息的故障信号。
6.根据权利要求1所述的一种基于RTDS的多源异构配电网故障仿真方法,其特征在于:实现多源异构配电网模型与分布式FA交互的过程为,
多源异构配电网模型通过GTWIF接口下传到RTDS平台硬件组件RACK上运行,通过PC机控制后台操作;
多源异构配电网模型运行的实时信号可以通过相应的接口与FA终端装置实时交互,具体是:模拟配网线路上的遥测信号量通过GTAO接口送至FA终端采集;多源异构配电网模型上的遥信信号通GTDO接口送至FA终端采集;FA终端的合闸、跳闸遥控信号通过GTDI接口送入RTDS平台,由RTDS平台内部板卡将信号转换成多源异构配电网模型上的控制信息。
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