CN112462737B - 一种安控装置rtds动模测试系统构建方法、测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种安控装置RTDS动模测试系统构建方法、测试方法及系统，系统构建方法包括：创建第一自定义元件，生成Connection.def文件；在Connection.def文件关联的C语言文件中编写通过参数设置生成满足安控装置RTDS动模测试环境所需的主接线模型的第一功能代码；创建第二自定义元件，生成Protection.def文件；在Protection.def文件关联的C语言文件中编写通过参数设置控制特定延时下开关分合的自由组合，实现对继电保护装置进行动作模拟的第二功能代码；将Connection.def文件及Protection.def文件植入RTDS的公共元件库，得到Connection元件和Protection元件。将用以配合安控装置进行动模测试的继电保护装置的功能集成至仿真模型中，减轻测试人员的工作量，提升了仿真模型的通用性，降低了测试错误率。
Description
技术领域
本发明涉及安控装置测试技术领域，具体涉及一种安控装置RTDS动模测试系统构建方法、测试方法及系统。
背景技术
目前，安控装置或系统(以下称安控装置)在投运前基本上都要求进行动模试验测试。与常规继电保护装置的不同之处在于，各个站的安控装置通常都是基于其实际需求进行个性化定制的，其功能策略、输入输出、应用场景等均存在较大差异。现有技术的安控装置的动模试验测试方法及试验接线分别如图1及图2所示，测试方法包括以下步骤：①收集待测安控装置所处一次系统的网架结构及元件参数信息；②根据网架结构及主接线形式，搭建包含安控装置所处变电站内部结构及外部联络环境的RTDS(实时数字仿真系统)仿真模型；③设定仿真模型中各元件参数；④在模型中完成所需输出、输入的模拟量及开关量信号设置，完成输出模拟量经GTAO板卡到功率放大器的接线，完成输出开关量信号经GTDO板卡到开关量转换装置的接线，预留稳控装置的跳闸接点经GTDI板卡开入到RTDS的接线；⑤将待测安控装置及需配合开展试验的继电保护装置与相应的模拟量、开关量输入输出端子进行连接；⑥进行传动测试，确保模拟量及开关量的输入、输出设置及接线正确；若存在问题，则返回步骤③～⑤，从模型及外部接线等方面查找原因并修正，直至模型输入输出满足预期要求；⑦开始测试。
上述方法存在以下缺点：(1)各个站的安控装置通常都是基于其实际需求进行个性化定制的，其功能策略、输入输出、应用场景等均存在较大差异。因此，其RTDS的模型通用性较差，几乎是一种装置对应一种RTDS模型，每次开展新的功能类型的安控装置测试，便要重新搭建场景模型、配置输入输出信号、接线、调试模型。大量的重复工作直接制约了建模及测试的效率，也潜在的增大了建模及改接线过程中的出错率。(2)作为电网安全运行的第三道防线，安控装置往往是在继电保护装置动作后，其动作逻辑才得以满足，因此，开展安控装置动模测试往往需要接入相关的继电保护装置予以配合，这直接提高了测试时的协调难度，增加了对功率放大器、开关量转换装置等资源的占用率，极大地复杂化了测试接线；且测试过程中还需兼顾继电保护装置的动作逻辑及定值设置，也额外增加了测试人员的工作量。
发明内容
鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种安控装置RTDS动模测试系统构建方法、安控装置RTDS动模测试方法及系统，可以简化仿真模型搭建的流程，提升仿真模型的通用性；将用以配合安控装置进行动模测试的继电保护装置的功能集成至仿真模型中，降低了对测试硬件资源的占用率及测试接线的复杂度，也降低了人为因素导致的测试错误率。
为实现上述目的，本发明提供了一种安控装置RTDS动模测试系统构建方法，包括以下步骤：
创建第一自定义元件，生成Connection.def文件；
在Connection.def文件关联的C语言文件中编写通过参数设置生成满足安控装置RTDS动模测试环境所需的主接线模型的第一功能代码；
创建第二自定义元件，生成Protection.def文件；
在Protection.def文件关联的C语言文件中编写通过参数设置控制特定延时下开关分合的自由组合，实现对继电保护装置进行动作模拟的第二功能代码；
将Connection.def文件及Protection.def文件植入RTDS的公共元件库，得到Connection元件和Protection元件。
可选的，所述Connection.def文件可以用于设置所述第一自定义元件的图标、输入变量、输出变量、中间变量、参数以及数据类型；所述Protection.def文件可以用于设置所述第二自定义元件的图标、输入变量、输出变量、中间变量、参数以及数据类型。
可选的，所述创建第一自定义元件，生成Connection.def文件，包括：使用RSCAD的CBuilder编辑器创建所述第一自定义元件，生成Connection.def文件；所述创建第二自定义元件，生成Protection.def文件，包括：使用RSCAD的CBuilder编辑器创建所述第二自定义元件，生成Protection.def文件。
可选的，所述在Protection.def文件关联的C语言文件中编写通过参数设置控制特定延时下开关分合的自由组合，实现对继电保护装置进行动作模拟的第二功能代码中，所述动作模拟包括保护功能模拟以及故障动作模拟。
可选的，所述保护功能模拟包括母线保护模拟、变压器保护模拟、线路保护模拟、重合闸功能模拟、断路器保护模拟、失灵保护模拟。
可选的，所述故障动作模拟包括区内故障正确动作模拟、区外故障误动作模拟、保护拒动模拟、开关失灵模拟、CT饱和模拟、PT/CT断线模拟、不同方式的重合闸模拟。
本发明还提供一种安控装置RTDS动模测试方法，包括如上任意一项所述的Connection元件和Protection元件，所述方法包括以下步骤：
收集待测试安控装置所处一次系统的网架结构以及元件参数；
根据网架结构以及主接线形式，调取Connection元件和Protection元件，生成仿真模型；
对仿真模型进行元件参数设置，实现安控装置的动模测试环境模拟及继电保护装置动作模拟；
对仿真模型进行所需输出、输入的模拟量及开关量的信号设置；
将安控装置与对应的输出、输入端子相连；
进行模拟量及开关量的输入、输出，验证仿真模型设置的正确性；
验证正确后，开始测试。
可选的，根据网架结构以及主接线形式，调取Connection元件和Protection元件，生成仿真模型中，所述仿真模型为安控装置所处运行环境的RTDS仿真模型。
可选的，根据网架结构以及主接线形式，调取Connection元件和Protection元件，生成仿真模型中，所述主接线形式包括：单母线、单母带分段、双母线、双母带分段、二分之三接线、角形接线等，并可设置间隔数量、分段数量、是否有旁母、二分之三接线串数、是否为完整串等。
本发明还提供一种安控装置RTDS动模测试系统，包括RTDS、与所述RTDS相连的功率放大器、与所述功率放大器及所述RTDS相连的安控装置、连接于所述RTDS和所述安控装置之间的开关量转换装置以及与所述安控装置相连的测试计算机；所述RTDS中设置有如上任意一项所述的Connection元件和Protection元件。
由于采用了上述技术方案，本发明的安控装置RTDS动模测试系统构建方法具有如下的优点：实现了主接线模型的元件化，简化了仿真模型搭建的流程，提升了仿真模型的通用性；将用以配合安控装置进行动模测试的继电保护装置的功能集成至仿真模型中，降低了对测试硬件资源的占用率及测试接线的复杂度，减轻了测试人员的工作量，也降低了人为因素导致的测试错误率。
附图说明
图1是背景技术的安控装置的动模试验测试方法的流程图；
图2是背景技术的安控装置的动模试验测试方法的接线图；
图3是本发明实施例的安控装置RTDS动模测试方法的流程图；
图4是本发明实施例的安控装置RTDS动模测试系统的接线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
实施例一：
一种安控装置RTDS动模测试系统构建方法，包括以下步骤：
S1、创建第一自定义元件，生成Connection.def文件；
S2、在Connection.def文件关联的C语言文件中编写通过参数设置生成满足安控装置RTDS动模测试环境所需的主接线模型的第一功能代码；
S3、创建第二自定义元件，生成Protection.def文件；
S4、在Protection.def文件关联的C语言文件中编写通过参数设置控制特定延时下开关分合的自由组合，实现对继电保护装置进行动作模拟的第二功能代码；
S5、将Connection.def文件及Protection.def文件植入RTDS的公共元件库，得到Connection元件和Protection元件。
具体的，步骤S1与S3的顺序可以调换，需要同时调换步骤S2与S4，即先创建第二自定义元件，然后再创建第一自定义元件，这样的顺序调换，也在本发明的保护范围内。
S1与S3中，所述Connection.def文件可以用于设置所述第一自定义元件的图标、输入变量、输出变量、中间变量、参数以及数据类型；所述Protection.def文件可以用于设置所述第二自定义元件的图标、输入变量、输出变量、中间变量、参数以及数据类型。
可选的，所述创建第一自定义元件，生成Connection.def文件，包括：使用RSCAD的CBuilder编辑器创建所述第一自定义元件，生成Connection.def文件；所述创建第二自定义元件，生成Protection.def文件，包括：使用RSCAD的CBuilder编辑器创建所述第二自定义元件，生成Protection.def文件。
所述控制特定延时下开关分合的自由组合，实现对各种继电保护装置的动作模拟中，所述动作模拟包括保护功能模拟以及故障动作模拟。
具体的，所述保护功能模拟包括母线保护模拟、变压器保护模拟、线路保护模拟、重合闸功能模拟、断路器保护模拟、失灵保护模拟等；所述故障动作模拟包括区内故障正确动作模拟、区外故障误动作模拟、保护拒动模拟、开关失灵模拟、CT饱和模拟、PT/CT断线模拟、不同方式的重合闸模拟等。具体的，在进行安控装置RTDS动模测试系统构建时，可以通过参数设置实现特定延时下开关开闭的自由组合，从而模拟实际的继电保护装置功能，实现母线继电保护装置、变压器保护、线路保护、失灵保护等模拟。通过时序控制相应的开关开闭，完成继电保护装置故障动作模拟，包括区内故障正确动作、区外故障误动作、保护拒动、开关失灵、CT饱和、PT/CT断线、不同方式的重合闸等模拟。这样，可以实现安控装置应用场景的模块集成化及继电保护装置功能的模块化，便于模拟。
可选的，所述第一自定义元件可通过对Connection.def文件进行参数设置自动生成对应的主接线模型。从而生成满足安控装置RTDS动模测试环境所需的主接线模型，操作简单快捷。
S5中，将Connection.def文件及Protection.def文件植入RTDS的公共元件库，得到Connection元件和Protection元件。这样，可将Connection元件和Protection元件作为通用元件进行使用，在一个动模测试系统仿真实例中可以同时调用多个所述Connection元件和Protection元件，便于建模者一例多用。
实施例二：
结合图2所示，本发明还提供一种安控装置RTDS动模测试方法，包括如上任意一项所述的Connection元件和Protection元件，所述方法包括以下步骤：
S1’：收集待测试安控装置所处一次系统的网架结构以及元件参数；
S2’：根据网架结构以及主接线形式，调取Connection元件和Protection元件，生成仿真模型；
S3’：对仿真模型进行元件参数设置，实现安控装置的动模测试环境模拟及继电保护装置动作模拟；
S4’：对仿真模型进行所需输出、输入的模拟量及开关量的信号设置；
S5’：将安控装置与对应的输出、输入端子相连；
S6’：进行模拟量及开关量的输入、输出，验证仿真模型设置的正确性；
S7’：验证正确后，开始测试。
可选的，根据网架结构以及主接线形式，调取Connection元件和Protection元件，生成仿真模型中，所述仿真模型为安控装置所处运行环境的RTDS仿真模型。
进一步的，根据网架结构以及主接线形式，调取Connection元件和Protection元件，生成仿真模型中，所述主接线形式包括：单母线、单母带分段、双母线、双母带分段、二分之三接线、角形接线等，并可设置间隔数量、分段数量、是否有旁母、二分之三接线串数、是否为完整串等，完成通用主接线元件和通用保护元件的参数设置后，将自动生成所需的仿真模型。
S6’中，验证仿真模型设置的正确性，包括：验证仿真模型是否可以按照安控装置的切机切负荷等指令，对仿真时的负荷大小进行实时调整。
本发明的安控装置RTDS动模测试方法，实现了主接线模型的元件化，简化了仿真模型的搭建流程，提升了仿真模型的通用性；将用以配合安控装置进行动模测试的继电保护装置的功能集成至仿真模型中，降低了对测试硬件资源的占用率及测试接线的复杂度，减轻了测试人员的工作量，也降低了人为因素导致的测试错误率。
实施例三：
结合图3所示，本发明还提供一种安控装置RTDS动模测试系统，包括RTDS、与所述RTDS相连的功率放大器、与所述功率放大器及所述RTDS相连的安控装置、连接于所述RTDS和所述安控装置之间的开关量转换装置以及与所述安控装置相连的测试计算机；所述RTDS中设置有如上任意一项所述的Connection元件和Protection元件。RTDS仿真模型中输入输出信号已经通过GTAO、GTDO、GTDI等方式与所述开关量转换装置固定连接，因此，无需再更改外部硬接线，只需在仿真模型中根据需要选择所需输出、输入的模拟量及开关量信号即可。
实施例四：
A地220kV变电站A的主变压器N-2过载切负荷安控装置RTDS动模测试方法：
A地的220kV变电站A分别通过双回线路与500kV变电站A1、220kV变电站A2、220kV变电站A3联络，220kV变电站A的最高电压等级是220kV，经变压器转换后，将220kV变换成110kV及10kV，共有三台主变压器，其中220kV及110kV侧主接线形式均为双母接线带旁母，10kV侧为单母分段接线。主变压器N-2过载切负荷安控装置旨在解决当发生220kV母线故障或两台主变压器故障后，剩余一台主变压器可能潮流过载的问题，发生故障后，根据剩余一台主变压器运行潮流情况选择切除对应的负荷。因此，需要完整搭建变电站A内220kV、110kV侧主接线模型，并需要220kV母线继电保护装置及两套主变压器继电保护装置配合开展测试。
正常情况下测试方法为：根据220kV变电站A内主接线形式及变电站A外部联络情况，搭建RTDS仿真模型，其中500kV变电站A1、220kV变电站A2、220kV变电站A3均采用戴维南法进行等值。以220kV侧为例，需搭建3条三相母线，11个断路器，22个刀闸，三台三绕组变压器；可见RTDS仿真模型搭建工作量巨大，且不利于维护及试验运行。此外，为配合测试，需接入一套母线继电保护装置及两套主变压器继电保护装置。
对于220kV变电站A，采用本发明技术方案测试方法如下：
步骤1、接入Connection元件，设置其220kV主接线方式为双母线接线，设置是否带旁母为“是”，设置进线间隔数为8，设置主变压器间隔数为3；110kV、10kV侧也仿照此法设置；
步骤2、搭建500kV变电站A1、220kV变电站A2、220kV变电站A3的等值仿真模型，并与变电站A的输入节点相连；
步骤3、接入Protection元件，分别按照母线继电保护及主变压器继电保护的动作延时及需要断开的开关，对该Protection元件参数进行设置；
步骤4、选择要接出、接入的模拟量及开关量，并在仿真模型中完成设置；
步骤5、将安控装置接入RTDS；
步骤6、开始测试。
实施例六：
某地500kV变电站B联切5022开关安控装置RTDS动模测试方法：
500kV变电站B分别通过双回线路与500kV变电站B1、变电站B2、变电站B3、变电站B4联络，共有两台主变压器，其500kV侧主接线形式为二分之三接线，共有7串，其中3个完整串，4个不完整串。本安控装置旨在解决变电站B500kV第2串、第3串出串后的暂态失稳风险及第2串出串后的主变压器过载问题，因此需完整搭建出500kV侧主接线模型，并需要500kV两套母线继电保护装置、一套线路继电保护装置、一套主变压器继电保护装置配合开展测试。
正常情况下测试方法为：根据500kV变电站B内主接线形式及站外联络情况，搭建RTDS仿真模型，其中对500kV变电站B1、变电站B2、变电站B3、变电站B4均采用戴维南法进行等值。以500kV侧为例，需搭建3个完整串，4个不完整串，共计17个断路器，22个刀闸；可见RTDS仿真模型搭建工作量巨大，且不利于维护及运行。此外，为配合测试，需接入一套母线继电保护装置、一套线路继电保护装置及一套主变压器继电保护装置。
对于500kV变电站B，采用本发明技术方案测试方法如下：
1、接入Connection元件，设置其500kV主接线方式为二分之三接线，设置完整串3串，不完整串4串；
2、搭建500kV变电站B1、变电站B2、变电站B3、变电站B4的等值仿真模型，并与变电站B的输入节点相连；
3、接入Protection元件，分别按照母线继电保护、主变压器继电保护、线路保护、断路器保护的动作延时及需要断开的开关，对Protection元件参数进行设置；
4、选择要接出、接入的模拟量及开关量，并在仿真模型中完成设置；
5、将安控装置接入RTDS；
6、开始测试。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种安控装置RTDS动模测试系统构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
创建第一自定义元件，生成Connection.def文件；
在Connection.def文件关联的C语言文件中编写通过参数设置生成满足安控装置RTDS动模测试环境所需的主接线模型的第一功能代码；
创建第二自定义元件，生成Protection.def文件；
在Protection.def文件关联的C语言文件中编写通过参数设置控制特定延时下开关分合的自由组合，实现对继电保护装置进行动作模拟的第二功能代码，所述动作模拟包括保护功能模拟以及故障动作模拟，所述故障动作模拟包括区内故障正确动作模拟、区外故障误动作模拟、保护拒动模拟、开关失灵模拟、CT饱和模拟、PT/CT断线模拟、不同方式的重合闸模拟；
将Connection.def文件及Protection.def文件植入RTDS的公共元件库，得到Connection元件和Protection元件。
2.如权利要求1所述的安控装置RTDS动模测试系统构建方法，其特征在于，所述Connection.def文件可以用于设置所述第一自定义元件的图标、输入变量、输出变量、中间变量、参数以及数据类型；所述Protection.def文件可以用于设置所述第二自定义元件的图标、输入变量、输出变量、中间变量、参数以及数据类型。
3.如权利要求1所述的安控装置RTDS动模测试系统构建方法，其特征在于，所述创建第一自定义元件，生成Connection.def文件，包括：使用RSCAD的CBuilder编辑器创建所述第一自定义元件，生成Connection.def文件；所述创建第二自定义元件，生成Protection.def文件，包括：使用RSCAD的CBuilder编辑器创建所述第二自定义元件，生成Protection.def文件。
4.如权利要求1所述的安控装置RTDS动模测试系统构建方法，其特征在于，所述保护功能模拟包括母线保护模拟、变压器保护模拟、线路保护模拟、重合闸功能模拟、断路器保护模拟、失灵保护模拟。
5.一种安控装置RTDS动模测试方法，其特征在于，包括如权利要求1至4任意一项所述的Connection元件和Protection元件，所述方法包括以下步骤：
收集待测试安控装置所处一次系统的网架结构以及元件参数；
根据网架结构以及主接线形式，调取Connection元件和Protection元件，生成仿真模型；
对仿真模型进行元件参数设置，实现安控装置的动模测试环境模拟及继电保护装置动作模拟；
对仿真模型进行所需输出、输入的模拟量及开关量的信号设置；
将安控装置与对应的输出、输入端子相连；
进行模拟量及开关量的输入、输出，验证仿真模型设置的正确性；
验证正确后，开始测试。
6.如权利要求5所述的安控装置RTDS动模测试方法，其特征在于，根据网架结构以及主接线形式，调取Connection元件和Protection元件，生成仿真模型中，所述仿真模型为安控装置所处运行环境的RTDS仿真模型。
7.如权利要求5所述的安控装置RTDS动模测试方法，其特征在于，根据网架结构以及主接线形式，调取Connection元件和Protection元件，生成仿真模型中，所述主接线形式包括：单母线、单母带分段、双母线、双母带分段、二分之三接线、角形接线，并可设置间隔数量、分段数量、是否有旁母、二分之三接线串数、是否为完整串。
8.一种安控装置RTDS动模测试系统，其特征在于，包括RTDS、与所述RTDS相连的功率放大器、与所述功率放大器及所述RTDS相连的安控装置、连接于所述RTDS和所述安控装置之间的开关量转换装置以及与所述安控装置相连的测试计算机；所述RTDS中设置有如权利要求1至4任意一项所述的Connection元件和Protection元件。
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