CN113467273A - 一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真方法及系统，涉及二次回路仿真建模技术领域，具体步骤如下：读取待仿真二次回路，确定各个元件的属性信息；根据各个元件的属性信息建立元件数学模型；从元件数学模型中调用相应元件，按照待仿真二次回路进行逻辑组态，构建虚拟二次回路；若元件数学模型中没有相应元件，则创建新的用户自定义控件并添加到元件数学模型中；在Labview仿真平台上建立控制程序并将虚拟二次回路下载到板卡上，完成待仿真二次回路在仿真系统的映射。本发明实现了对二次回路的准确仿真和优化，在构建实际的电路之前，对设计进行仿真验证，可以大大地提高设计效率，节省设计成本。

Description

一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真方法及系统

技术领域

本发明涉及二次回路仿真建模技术领域，更具体的说是涉及一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真方法及系统。

背景技术

二次设备是用于对电力系统及一次设备的工况进行监测、控制、测量、调节和保护的低压电器设备，包括测量仪表、一次设备的控制、运行情况监视信号以及自动化监控系统、继电保护和安全自动装置、通信设备等。二次设备之间按一定的功能要求连接在一起所构成的电气回路统称为二次接线或称为二次回路，它是确保电力系统安全生产、经济运行和可靠供电不可缺少的重要组成部分。二次回路接线复杂，环节多，涉及面广，综合各种因素，二次回路中存在的缺陷隐蔽性强，有些隐患只有在遇到设备故障或大的系统故障冲击时才被发现，危害极大，往往影响继电保护装置的正确动作，造成设备损坏或电网瓦解等重大事故。在构建实际的电路之前，对设计进行仿真验证，可以大大地提高设计效率。所以，对变电站二次回路进行仿真对本领域技术人员来说是非常重要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真方法及系统，实现对变电站二次回路的仿真，并在仿真完成后进行性能计算，保证了仿真的准确性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一方面，提供一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真方法，具体步骤包括如下：

读取待仿真二次回路，确定各个元件的属性信息；

根据各个所述元件的属性信息建立元件数学模型；

从所述元件数学模型中调用相应元件，按照所述待仿真二次回路进行逻辑组态，构建虚拟二次回路；若所述元件数学模型中没有所述相应元件，则创建新的用户自定义控件并添加到所述元件数学模型中；

在Labview仿真平台上建立控制程序并将所述虚拟二次回路下载到板卡上，完成所述待仿真二次回路在仿真系统的映射。

优选的，各个所述元件的属性信息包括虚拟继电器、独立元件、用户自定义控件的数量与性质。

优选的，所述建立元件数学模型的步骤为：

根据所述待仿真二次回路的元件物理特性进行元件分类，分为三级模型；

根据所述待仿真二次回路的拓扑特性、电气特性、动作逻辑建立所述元件数学模型。

优选的，所述三级模型包括：第一级模型根据所述待仿真二次回路的元件之间的关联分为独立元件和关联元件；第二级模型从所述第一级模型派生，包括端子类、触点类、电阻类、二极管、继电器类、开关类、导线；第三级模型从所述第二级模型派生，具体到元件个体。

优选的，还包括对所述待仿真二次回路的仿真结果进行性能计算，判断所述仿真结果是否符合预设的参数值，若符合，则作为最终仿真结果进行输出。

优选的，所述性能计算包括群时延的线性失真仿真和群时延的抛物线失真仿真。

另一方面，提供一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真系统，包括数据采集模块、模型建立模块、电路仿真模块、性能计算模块；

所述数据采集模块，用于读取待仿真二次回路，确定各个元件的属性信息；

所述模型建立模块，用于根据各个所述元件的属性信息建立元件数学模型；

所述电路仿真模块，用于从所述元件数学模型中调用相应元件，按照所述待仿真二次回路进行逻辑组态，构建虚拟二次回路；在Labview仿真平台上建立控制程序并将所述虚拟二次回路下载到板卡上，完成所述待仿真二次回路在仿真系统的映射；

所述性能计算模块，用于对仿真结果进行性能计算，判断所述仿真结果是否符合预设的参数值，若符合，则作为最终仿真结果进行输出。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真方法及系统，首先分析待仿真二次回路，确定各个元件的属性信息；根据各个元件的属性信息建立元件数学模型；然后，从元件数学模型中调用相应元件，按照待仿真二次回路进行逻辑组态，构建虚拟二次回路；最后在Labview仿真平台上建立控制程序并将虚拟二次回路下载到板卡上，完成待仿真二次回路在仿真系统的映射，实现了对二次回路的准确仿真和优化，在构建实际的电路之前，对设计进行仿真验证，可以大大地提高设计效率，节省设计成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的方法流程示意图；

图2附图为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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做出创造性劳动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。

本发明实施例一方面公开提供了一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真方法，如图1所示，具体步骤包括如下：

步骤一：读取待仿真二次回路，确定各个元件的属性信息；

各个元件的属性信息包括虚拟继电器、独立元件、用户自定义控件的数量与性质。

步骤二：根据各个元件的属性信息建立元件数学模型；

需要说明的是，建立元件数学模型的步骤为：

根据待仿真二次回路的元件物理特性进行元件分类，分为三级模型；

根据待仿真二次回路的拓扑特性、电气特性、动作逻辑建立元件数学模型。

三级模型包括：第一级模型根据待仿真二次回路的元件之间的关联分为独立元件和关联元件；独立元件是元件本身的状态，动作逻辑由自身决定或由外部扰动决定，元件状态不直接影响其他元件状态；关联元件与独立元件存在很大区别，关联元件的状态或动作逻辑受其他元件影响或直接影响其他元件的状态；第二级模型从第一级模型派生，包括端子类、触点类、电阻类、二极管、继电器类、开关类、导线；第三级模型从第二级模型派生，具体到元件个体。

步骤三：从元件数学模型中调用相应元件，按照待仿真二次回路进行逻辑组态，构建虚拟二次回路；若元件数学模型中没有相应元件，则创建新的用户自定义控件并添加到元件数学模型中；

步骤四：在Labview仿真平台上建立控制程序并将虚拟二次回路下载到板卡上，完成待仿真二次回路在仿真系统的映射。

进一步的，还包括对待仿真二次回路的仿真结果进行性能计算，判断仿真结果是否符合预设的参数值，若符合，则作为最终仿真结果进行输出。若不符合，则对仿真结果进行调试。

信号经过媒质传输路径或设备中的线性元件时，其各个频谱分量的相速不同，元器件对各频谱分量的响应也不一样，这都会引起到达接收端的信号因各频率分量的相移或时延不同而产生相位关系的紊乱，即相位失真。相位失真将导致调频信号串噪声增大图像信号扭曲或产生码间干扰。群时延是通信系统和网络中一项重要传输特性，它表征系统和网络的线性失真。所以，性能计算包括群时延的线性失真仿真和群时延的抛物线失真仿真。

另一方面，提供一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真系统，如图2所示，包括数据采集模块、模型建立模块、电路仿真模块、性能计算模块；

数据采集模块，用于读取待仿真二次回路，确定各个元件的属性信息；

模型建立模块，用于根据各个元件的属性信息建立元件数学模型；

电路仿真模块，用于从元件数学模型中调用相应元件，按照待仿真二次回路进行逻辑组态，构建虚拟二次回路；在Labview仿真平台上建立控制程序并将虚拟二次回路下载到板卡上，完成待仿真二次回路在仿真系统的映射；

性能计算模块，用于对仿真结果进行性能计算，判断仿真结果是否符合预设的参数值，若符合，则作为最终仿真结果进行输出。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真方法，其特征在于，具体步骤包括如下：

读取待仿真二次回路，确定各个元件的属性信息；

根据各个所述元件的属性信息建立元件数学模型；

从所述元件数学模型中调用相应元件，按照所述待仿真二次回路进行逻辑组态，构建虚拟二次回路；若所述元件数学模型中没有所述相应元件，则创建新的用户自定义控件并添加到所述元件数学模型中；

在Labview仿真平台上建立控制程序并将所述虚拟二次回路下载到板卡上，完成所述待仿真二次回路在仿真系统的映射。

2.根据权利要求1所述的一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真方法，其特征在于，各个所述元件的属性信息包括虚拟继电器、独立元件、用户自定义控件的数量与性质。

3.根据权利要求1所述的一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真方法，其特征在于，所述建立元件数学模型的步骤为：

根据所述待仿真二次回路的元件物理特性进行元件分类，分为三级模型；

根据所述待仿真二次回路的拓扑特性、电气特性、动作逻辑建立所述元件数学模型。

4.根据权利要求3所述的一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真方法，其特征在于，所述三级模型包括：第一级模型根据所述待仿真二次回路的元件之间的关联分为独立元件和关联元件；第二级模型从所述第一级模型派生，包括端子类、触点类、电阻类、二极管、继电器类、开关类、导线；第三级模型从所述第二级模型派生，具体到元件个体。

5.根据权利要求1所述的一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真方法，其特征在于，还包括对所述待仿真二次回路的仿真结果进行性能计算，判断所述仿真结果是否符合预设的参数值，若符合，则作为最终仿真结果进行输出。

6.根据权利要求5所述的一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真方法，其特征在于，所述性能计算包括群时延的线性失真仿真和群时延的抛物线失真仿真。

7.一种变电站二次回路多仿真工具协同仿真系统，其特征在于，包括数据采集模块、模型建立模块、电路仿真模块、性能计算模块；

所述数据采集模块，用于读取待仿真二次回路，确定各个元件的属性信息；

所述模型建立模块，用于根据各个所述元件的属性信息建立元件数学模型；

所述电路仿真模块，用于从所述元件数学模型中调用相应元件，按照所述待仿真二次回路进行逻辑组态，构建虚拟二次回路；在Labview仿真平台上建立控制程序并将所述虚拟二次回路下载到板卡上，完成所述待仿真二次回路在仿真系统的映射；

所述性能计算模块，用于对仿真结果进行性能计算，判断所述仿真结果是否符合预设的参数值，若符合，则作为最终仿真结果进行输出。

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