CN111060756B - 一种智能变电站暂态仿真测试方法 - Google Patents

Abstract

针对现有技术中的暂态仿真测试算法复杂，计算量大的问题，本发明提供一种智能变电站暂态仿真测试方法，包括以下步骤：1)通过网络拓扑结构，生成节点导纳矩阵；2)生成网络拓扑结构和节点导纳矩阵，并输出故障态的电压电流；3)根据开关位置重新计算各母线电压，各间隔电流，在接收到跳闸报文之后将同时发送对应间隔的开关位置以及开关跳开之后的对应间隔的电压电流，通过开关位置和电压电流值判断是否需要进行重合闸，测试结束。本发明所述的方法流程简单，基于工频量与全站模拟的整组保护测试软件，解决二次系统测试中的复杂逻辑功能的保护测试，及站域保护的保护测试的问题，将大大简化二次系统测试流程，提高暂态测试效率。

Description

一种智能变电站暂态仿真测试方法

技术领域

本发明属于变电站调试领域，尤其涉及一种智能变电站暂态仿真测试方法。

背景技术

围绕智能变电站二次设备调试技术，相关单位都开展了相关研究，但主要围绕将暂态仿真测试应用于现场调试或出厂联调，如把暂态测试装置小型化、分布化，但这些技术目前并没有真正在现场被采用，主要原因如下：1)现场调试不需要考虑电磁暂态；2)对用户而言，应用复杂，难以掌握；3)暂态仿真算法复杂，目前也只有少量厂家或科研单位具有相应开发能力。暂态仿真计算量大，且闭环测试要求实时计算，对硬件要求高，目前一般是采用多处理器并行计算，且仿真规模越大，要求处理器数量越多。

发明内容

针对现有技术中的暂态仿真测试算法复杂，计算量大的问题，本发明提供一种智能变电站暂态仿真测试方法。

本发明解决上述技术问题的技术手段在于：一种智能变电站暂态仿真测试方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过主接线的各开关的开关状态，生成主接线的网络拓扑结构；通过该网络拓扑结构，生成节点导纳矩阵；

2)将当前激活故障点的测试项添加到测试任务中；根据节点导纳矩阵，获得各节点电压，各支路电流，然后将各节点电压，各支路电流对应到主接线中的母线电压，各间隔电流；然后经过给定的时间，主线从正常态进入故障态，重新生成网络拓扑结构和节点导纳矩阵，并输出故障态的电压电流；

3)根据开关位置重新计算各母线电压，各间隔电流，在接收到跳闸报文之后将同时发送对应间隔的开关位置以及开关跳开之后的对应间隔的电压电流，通过开关位置和电压电流值判断是否需要进行重合闸，测试结束。

其中，步骤3)中，如果开关位置断开，电压电流值是正常态电压电流，则闭合相应间隔开关位置，重新计算各母线电压，各间隔电流；如果配置的测试项为瞬时故障，闭合开关之后发送正常态电压电流值，保护模块重合闸成功，经过一定的延时进入下一个测试项；如果配置的测试项为永久性故障，重合闸之后，将发送故障态电压电流值，断开故障间隔；如果保护模块重合闸失败，经过一定的延时重新进行上述步骤。

有益效果：本发明所述的方法流程简单，基于工频量与全站模拟的整组保护测试软件，解决二次系统测试中的复杂逻辑功能的保护测试，及站域保护的保护测试的问题，将大大简化二次系统测试流程，提高暂态测试效率。

附图说明

图1为本发明流程图。

图2为测试软件流程图。

图3为变电站拓扑电气图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的说明。

本发明所述的方法中包括测试模块和保护模块；所述的用于输出电压电流的测试模块内设置有测试软件，该软件用于应用本发明所述方法，用于接收开关闭合、计算网络拓扑结构、故障信息等文件并做出决策，保护模块用于合闸等动作。

如图1，本发明通过主接线的各开关的开关状态，生成主接线的网络拓扑结构，该网络拓扑结构可以根据主接线中的开关位置程序会自动更新。通过网络拓扑结构，可以自动生成节点导纳矩阵。并且节点导纳矩阵根据网络拓扑结构实时更新。

点击开始按钮开始测试，测试软件将当前激活故障点的测试项添加到测试任务中。测试开始之后，开始第一个测试任务，根据主接线的网络拓扑结构，生成节点导纳矩阵，并计算出各节点电压，各支路电流，然后将各节点电压，各支路电流对应到主接线中的母线电压，各间隔电流，通过测试模块输出所测试间隔正常态的电压电流，测试间隔的开关状态，经过所给定的时间，测试将从正常态进入故障态，测试模块将重新计算网络拓扑结构，重新计算节点导纳矩阵，测试模块将输出故障态的电压电流。

保护模块将发出跳闸报文，测试模块收到跳闸报文之后分析跳闸报文，断开跳闸报文中相应的开关，测试软件将根据开关位置重新计算各母线电压，各间隔电流，测试模块收到跳闸报文之后将同时发送对应间隔的开关位置以及开关跳开之后的对应间隔的电压电流，保护模块根据断路器的开关位置和测试模块所给的电压电流值判断是否需要进行重合闸。

如果开关位置断开，电压电流值是正常态电压电流，保护模块将发送重合闸报文，软件根据重合闸报文，闭合相应间隔开关位置，重新计算各母线电压，各间隔电流。

如果配置的测试项为瞬时故障，闭合开关之后测试模块将发送正常态电压电流值，保护模块重合闸成功，软件经过一定的延时自动进入下一个测试项，重新进行上述步骤。

如果配置的测试项为永久性故障，重合闸之后，测试模块将发送故障态电压电流值，保护模块将重新发送跳闸报文，断开故障间隔，保护模块重合闸失败，软件经过一定的延时自动进入下一个测试项，重新进行上述步骤。

上述具体实时方式中，测试软件的流程图如图2所示，测试软件以定格式标么值数据源文件形成、导纳矩阵的生成、以及基于导纳矩阵的短路计算为核心。基于导纳矩阵的短路计算依据计算公式编程实现，不依赖专业人员。数据源的形成来于三个方面：拓扑电气图、电气信息及参数、故障设置。

拓扑电气图用于直观的显示变电站一次设备的拓扑结构，软件按照间隔图元模块拼接的模式实现绘图，用户输入表1所示的变电站的结构参数，依此生成变电站的拓扑电气图，如图3所示，支持用户在图上设置故障点。

表1变电站结构参数

为了简化流程，短路计算结果首先输出定格式的标么值数据文件，程序根据该文件和有名值数据源文件生成需要的结果输出形式。结果输出由三部分组成：其一是最常见的EXCEL表格输出；其二是在人工布局的电气接线图上输出结果；其三是实验仪器对被测装置的模拟量及开关量输出。

所述的测试软件能够根据情况进行主接线图编辑、主接线图上进行二次设备与一次设备映射、故障点设置以及测试模式设置。

1.主接线图编辑

建立电网图元和间隔模板库可以大大简化编辑过程。主接线图绘制完成之后，为满足整组测试的需求，主接线图形中还可添加电源和故障点，形成一个适用于整组测试的主接线图。

2、支持在主接线图上进行二次设备与一次设备映射

二次设备中相应的通道关联对应的一次设备，将IED中的相应通道拖放到一次主接线中的一次设备，实现设备与间隔的映射，通道与一次设备的映射。二次设备与一次设备的完整映射关系，可通过主接线中的网络拓扑结构查看。

3、故障点设置

支持通过设置故障列表信息的方式来设置测试过程中的测试任务，并由故障列表查看该故障测试过程中的测试任务信息；可设置同一故障的不同故障类型进行不同的测试任务。

4、测试模式设置

可以设置测试模式类型，测试模型分为带开关模式和不带开关模式，不同测试模型影响其光口分配。测试套别分为A套和B套，不同套别影响被测对象。通过测试模式配置，自动选择测试对象。

以上所述，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，可轻易变化或替换，都属于本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种智能变电站暂态仿真测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过主接线的各开关的开关状态，生成主接线的网络拓扑结构；通过该网络拓扑结构，生成节点导纳矩阵；

2)将当前激活故障点的测试项添加到测试任务中；根据节点导纳矩阵，获得各节点电压、各支路电流；然后，将各节点电压、各支路电流对应到主接线中的母线电压、各间隔电流；然后经过给定的时间，主接线从正常态进入故障态，重新生成网络拓扑结构和节点导纳矩阵，并输出故障态的电压电流；

3)根据开关位置重新计算各母线电压、各间隔电流，在接收到跳闸报文之后将同时发送对应间隔的开关位置以及开关跳开之后的对应间隔的电压电流，通过开关位置和电压电流值判断是否需要进行重合闸，测试结束。

2.根据权利要求1所述的一种智能变电站暂态仿真测试方法，其特征在于，步骤3)中，如果开关位置断开，电压电流值是正常态电压电流，则闭合相应间隔开关位置，重新计算各母线电压，各间隔电流。

3.根据权利要求1所述的一种智能变电站暂态仿真测试方法，其特征在于，步骤3)中，如果配置的测试项为瞬时故障，闭合开关之后发送正常态电压电流值，保护装置重合闸成功，经过一定的延时进入下一个测试项。

4.根据权利要求1所述的一种智能变电站暂态仿真测试方法，其特征在于，步骤3)中，如果配置的测试项为永久性故障，重合闸之后，将发送故障态电压电流值，断开故障间隔；

如果保护装置重合闸失败，经过一定的延时自动进入下一个测试项。

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