CN106934105A - 一种基于rtds的稳控闭环仿真系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RTDS的稳控闭环仿真系统，涉及电力系统仿真技术领域。所述稳控闭环仿真系统包括PC个人电脑、网络交换机、RTDS硬件、数据通信转换装置、稳控装置硬件主站，所述网络交换机分别与PC个人电脑、RTDS硬件、数据通信转换装置相连，通过网络实现双向通信；所述数据通信转换装置通过2M光纤与稳控装置硬件主站相连；该系统不需要实际的稳控系统硬件子站，而是将硬件子站建立在RSCAD软件中，减少了实验室开展稳控系统闭环仿真实验的占地空间和硬件仿真资源，降低了接线的复杂性、提高可扩展性及灵活性，能有效降低实验成本。

Description

一种基于RTDS的稳控闭环仿真系统

技术领域

本发明属于电力系统仿真技术领域，尤其涉及一种基于RTDS的稳控闭环仿真系统。

背景技术

实时数字仿真系统RTDS（Real-Time Digital Simulator）是一套专门用于电力系统全数字化、实时精确计算的模拟系统，它的出现为分析电力系统的技术难题提供了良好的解决方案，RTDS可以搭建各类电力系统电磁暂态仿真模型，可满足不同研究目的以及不同复杂程度和精度的电力系统仿真分析的需求，相比传统的稳定和潮流程序，RTDS仿真系统提供了更多的实时仿真结果，在开展各类控制和保护装置的闭环试验、高压直流输电系统及其控制系统的研究、电力系统暂态过程稳定性及带队电网的影响、电网故障再现等仿真研究中具有无可比拟的优势。

在开展电网安全稳定控制系统闭环仿真实验时由于硬件资源的限制往往很难实现闭环的要求，主要问题在于，要完美的构建这样的仿真系统，需复制一套完整的安稳系统硬件装置与RTDS完成闭环。一套完整的安稳系统硬件往往包括一个主站机柜和数个子站机柜且各个系统间千差万别，实验室仿真的主要目的是验证安稳策略的适应性问题，要构筑这样的仿真系统不仅投资巨大，而且接线复杂、占地空间巨大，且灵活性低，大大制约了其应用空间。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于RTDS的稳控闭环仿真系统。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种基于RTDS的稳控闭环仿真系统，包括PC个人电脑、网络交换机、RTDS硬件、数据通信转换装置、稳控装置硬件主站，所述网络交换机分别与PC个人电脑、RTDS硬件、数据通信转换装置相连，通过网络实现双向通信；所述数据通信转换装置通过2M光纤与稳控装置硬件主站相连；

所述PC个人电脑上安装有RSCAD软件，用于搭建电网仿真模型、稳控系统子站及其提供必要的仿真控制，为仿真人员提供灵活的控制集参数显示界面；

所述网络交换机，用于实现RSCAD软件上的电网仿真模型与RTDS硬件的通信和数据传输，数据通信转换装置与RTDS硬件的通信和数据传输；

所述RTDS硬件，用于实时开展仿真计算，模拟电网的实时运行状态，并实现数据的输入和输出，输入的数据可返回返回实时仿真模拟的电网系统，影响电网系统的变化；

所述数据通信转换装置，用于将RTDS硬件输出的数据转换为稳控装置硬件主站能读取的数据格式发送给稳控装置硬件主站，将稳控装置硬件主站输出的数据转换为RTDS硬件能读取的数据格式发送给RTDS硬件；

所述稳控装置硬件主站，是某个实际的稳控系统的实物主站装置，用于真实的反映实际电网稳控系统的具体功能，使仿真系统更加切合实际。

作为本发明的进一步改进，所述RTDS硬件包括GTWIF板卡和GTNET板卡，所述GTWIF板卡与网络交换机相连，并与RSCAD软件运行的电网仿真模型通信；所述GTNET板卡用于将RTDS硬件实时仿真计算输出的数据通过网络交换机发送至数据通信转换装置，再经数据通信转换装置发送给稳控装置硬件主站，同时接收稳控装置硬件主站通过数据通信转换装置发来的数据。

作为本发明的进一步改进，一种基于RTDS的稳控闭环仿真方法，包括以下几个步骤：

步骤1：在RSCAD软件中搭建好电网仿真模型、稳控系统子站模型；

步骤2：开启RTDS硬件，运行仿真程序，RSCAD软件中稳控系统子站模型采集的信息由RTDS硬件上的GTNET板卡通过网络送至数据通信转换装置，数据通信转换装置将RTDS硬件送来的数据转换成稳控装置硬件主站能识别的数据，再发送给稳控装置硬件主站；

步骤3：当电网运行条件满足稳控装置硬件主站动作，下发控制命令，通过数据通信转换装置转换成RTDS硬件能读取的数据，并送回RSCAD软件中运行的电网仿真模型或稳控系统子站模型，影响电网仿真模型，改变电网仿真实时运行状态。

与现有技术相比，本发明所提供的基于RTDS的稳控闭环仿真系统，不需要实际的稳控系统硬件子站，而是将硬件子站建立在RSCAD软件中，减少了实验室开展稳控系统闭环仿真实验的占地空间和硬件仿真资源，降低了接线的复杂性、提高可扩展性及灵活性，能有效降低实验成本；本发明采用的仿真系统构建思路简单明了，能够满足闭环的需要，提高了仿真结果的有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种基于RTDS的稳控闭环仿真系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本实施新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明所提供的基于RTDS的稳控闭环仿真系统，包括PC个人电脑、网络交换机、RTDS硬件、数据通信转换装置、稳控装置硬件主站，所述网络交换机分别与PC个人电脑、RTDS硬件、数据通信转换装置相连，通过网络实现双向通信；所述数据通信转换装置通过2M光纤与稳控装置硬件主站相连；

所述PC个人电脑上安装有RSCAD软件，RSCAD软件中搭建有电网仿真模型、稳控系统子站模型以及其他的仿真控制，所述RSCAD软件中搭建的稳控系统子站模型主要模拟实际稳控子站物理装置完成采样、必要的计算，通过网络通信将信息发送至稳控装置硬件主站，并接收稳控装置硬件主站下发的控制命令；

所述RTDS硬件包括GTWIF板卡和GTNET板卡，通过GTWIF板卡与PC个人电脑上运行的RSCAD软件通信，负责实现电网仿真模型的实时计算，并通过GTNET输出RSCAD软件中稳控系统子站模型发送给稳控装置硬件主站的信息并接收来着稳控装置硬件主站下发给稳控系统子站模型的控制命令；

所述数据通信转换装置，将RTDS硬件输出的数据转换为稳控装置硬件主站能读取的数据格式发送给稳控装置硬件主站，将稳控装置硬件主站输出的数据转换为RTDS硬件能读取的数据格式发送给RTDS硬件。

本发明提供的基于RTDS的稳控闭环仿真系统的工作原理为：在PC个人电脑的RSCAD软件中搭建好电网仿真模型、稳控系统子站模型，开启RTDS硬件，运行仿真程序，RSCAD软件中稳控系统子站模型采集的信息由RTDS硬件上的GTNET板卡通过网络送至数据通信转换装置，数据通信转换装置将RTDS硬件送来的数据转换成稳控装置硬件主站能识别的数据，再发送给稳控装置硬件主站；当电网运行条件满足稳控装置硬件主站动作，下发控制命令，通过数据通信转换装置转换成RTDS硬件能读取的数据，并送回RSCAD软件中运行的电网仿真模型或稳控系统子站模型，影响电网仿真模型，从而达到改变电网仿真实时运行状态，达到模拟实际电网稳控系统动作过程的目的。

本发明采用基于RTDS的稳控闭环仿真系统，不需要实际的稳控系统硬件子站，而是将硬件子站建立在RSCAD软件中，减少了实验室开展稳控系统闭环仿真实验的占地空间和硬件仿真资源，降低了系统接线的复杂性、提高可扩展性及灵活性，能有效降低实验成本；本发明采用的仿真系统构建思路简单明了，能够满足闭环的需要，提高了仿真结果的有效性。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于RTDS的稳控闭环仿真系统，其特征在于：包括PC个人电脑、网络交换机、RTDS硬件、数据通信转换装置、稳控装置硬件主站，所述网络交换机分别与PC个人电脑、RTDS硬件、数据通信转换装置相连，通过网络实现双向通信；所述数据通信转换装置通过网络与稳控装置硬件主站相连；所述PC个人电脑上安装有RSCAD软件。

2.如权利要求1所述的基于RTDS的稳控闭环仿真系统，其特征在于：所述RTDS硬件包括GTWIF板卡和GTNET板卡，所述GTWIF板卡与网络交换机相连，并与RSCAD软件运行的电网仿真模型通信；所述GTNET板卡用于将RTDS硬件实时仿真计算输出的数据通过网络交换机发送至数据通信转换装置，再经数据通信转换装置发送给稳控装置硬件主站，同时接收稳控装置硬件主站通过数据通信转换装置发来的数据。

3.一种基于RTDS的稳控闭环仿真方法，包括以下几个步骤：

步骤1：在RSCAD软件中搭建好电网仿真模型、稳控系统子站模型；

步骤2：开启RTDS硬件，运行仿真程序，RSCAD软件中稳控系统子站模型采集的信息由RTDS硬件上的GTNET板卡通过网络送至数据通信转换装置，数据通信转换装置将RTDS硬件送来的数据转换成稳控装置硬件主站能识别的数据，再发送给稳控装置硬件主站；

步骤3：当电网运行条件满足稳控装置硬件主站动作，下发控制命令，通过数据通信转换装置转换成RTDS硬件能读取的数据，并送回RSCAD软件中运行的电网仿真模型或稳控系统子站模型，影响电网仿真模型，改变电网仿真实时运行状态。