CN202522866U - 一种用于电网安稳控制测试研发的实时仿真试验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种用于电网安稳控制测试研发的实时仿真试验平台，由安稳装置通过接口板卡与实时仿真器连接构成。本实用新型可以在实时仿真系统上对大型交直流混联电网进行故障仿真、利用大电网实时仿真模型和参数的建立技术、多时间尺度多区域稳定控制技术综合协调技术和广域安稳系统实时仿真场景构建技术等，为大型电网安稳控制技术的研发和试验提供重要的支撑平台、实现安稳技术原理研究、安稳系统方案设计、安稳装置全面测试、控制策略综合验证和电网动态特性分析的完美结合。

Description

一种用于电网安稳控制测试研发的实时仿真试验平台

技术领域

本实用新型是一种用于电网安稳控制测试研发的实时仿真试验平台，属于电力系统安全稳定控制、实时数字仿真和试验研发的创新技术。

背景技术

现代大型电网动态特性复杂、投入运行的安全稳定控制系统种类繁多、规模庞大，安稳技术的研究与设计、安稳系统试验及控制策略验证的工作量、工作难度都很大。但是，现有安稳系统的研发、试验手段具有很大局限性。现有电网安稳控制技术的试验研究手段大致有电力系统离线数字仿真、继电保护测试仪、动模试验和录波回放测试仪等。

电力系统离线数字仿真可以较为准确地仿真电力系统各种暂态行为；可以进行大型电网的仿真分析；应用广泛，是当前电力系统稳定性研究的主要手段；建模容易，易于维护；价格便宜，使用方便。但是其主要缺点是：只能进行离线仿真，无法进行实时的仿真；元件控制器模型受到限制，无法自定义建模，仿真精度不够；只能对预想的控制逻辑进行软件实现，从而进行开环的测试，而无法进行闭环的测试；不能直接与安稳系统的硬件装置进行连接。因此，电力系统离线数字仿真软件比较适合安稳技术的原理性研究。

继电保护测试仪成本较低、规模较小、使用方便、精度较高等诸多优点，常被用作单装置的测试，例如单台装置的精度校验、装置本体的逻辑功能校验，也常被用作稳控系统的出厂验收使用与现场调试试验。

动模试验可以较真实的反映被研究系统的全动态过程，克服了继电保护测试仪的孤立无法协调的缺点，现象直观明了，物理意义明确。但由于它仿真的规模受实验室设备和场地限制，设备昂贵，占地面积大，无法模拟大型电力系统，运行方式调整不方便，试验效率较低，试验成本较大，一般仅用于稳控新产品开发时验证故障判据的试验或部分出厂验收试验。

录波回放测试仪所用数据一般为BPA、PSASP等机电暂态仿真软件，虽然与当前国内大多数安稳系统策略制定时采用的仿真软件一致，但是试验平台必然受到原机电暂态仿真软件模型和参数的限制、对直流系统的控制与保护、电力电子设备控制与保护的仿真有很大局限性。因而，一般只适合对装置的软硬件可靠性和策略匹配程序的正确性进行验证，无法起到全面测试的效果。

未来电网将大量应用轻型直流SVC-HVDC、大量电力电子技术和装置，对电磁和机电暂态实时仿真提出了更高的要求。在这样的背景下，本实用新型着眼于建立安稳系统研发和试验的实时仿真平台，可以对安稳系统研究、设计、试验和运行全生命周期进行技术支撑。

发明内容

本实用新型的目的在于为电网运行控制人员提供一种基于实时仿真系统的电网安全稳定控制系统的研究、开发和试验平台。可以在该平台上对大规模交直流混联电网进行实时数字仿真，进行预想事故模拟、实现安稳技术原理研究、安稳系统方案设计、安稳装置全面测试、控制策略综合验证和电网动态特性分析的完美结合。该实用新型使电力系统实时仿真器的运行环境能更直观更紧密地反映电力系统的实际变化过程。

本实用新型的技术方案是：

一个用于电网安全稳定控制的实时仿真试验平台，包括安稳装置、实时仿真器、接口板卡，安稳装置通过接口板卡与实时仿真器连接，高压直流控制保护系统通过接口板卡与实时仿真器连接，安稳装置与高压直流控制保护系统连接。

所述实时仿真试验平台还包括网络交换机、第一人机交互装置及维护装置；所述第一人机交互装置及维护装置通过网络交换机与安稳装置连接。

所述实时仿真试验平台还包括第二人机交互装置，第二人机交互装置通过网络交换机与实时仿真器连接。

所述接口板卡由GTAO/GTAI模拟输出输入板卡和GTDO/GTDI数字输出输入板卡组成。

所述实时仿真试验平台还包括主时钟，所述主时钟与网络交换机连接。

本实用新型为一个电网安全稳定控制技术的实时仿真试验研究平台。它需要搭建用于某个电网安全稳定控制系统试验研究的实时仿真模型。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

具体实施方式

图1为本实用新型的结构图；包括安稳装置1、接口板卡2、实时仿真器3、高压直流控制和保护系统4，其中安稳装置1通过接口板卡2与实时仿真器3，高压直流控制和保护系统4通过接口板卡2与实时仿真器3；安稳装置1与高压直流控制和保护系统4连接。该平台的第一人机交互装置6及维护装置7分别通过网络交换机5与安稳装置1连接；第二人机交互装置8通过网络交换机5与实时仿真器3连接；主时钟9与网络交换机5连接。

其中接口板卡2由GTAO/GTAI模拟输出输入板卡21和GTDO/GTDI数字输出输入板卡22组成。

本实用新型所述实时仿真试验平台能够实现多时间尺度多区域稳定控制综合协调技术。这一平台可进行多时间尺度多区域安稳系统的协调，将微秒级的HVDC控制保护、FACTS控制；毫秒级的直流频率限制控制FLC；百毫秒级的基于事件检测快速暂态控制如切机切负荷控制；秒级至分钟级的连续控制如基于广域信息的多直流协调控制和广域功率振荡源定位和解列等，在本实用新型上集成、研究和测试，提高多种时间尺度稳定控制策略的协调性。

本实用新型可以构建广域安稳系统实时仿真场景，包括模拟基于三相瞬变的电力系统物理量、模拟控制系统通信延时、模拟广域多区域连锁故障和模拟多种模式强迫扰动振荡等。

Claims (5)

1.一个用于电网安稳控制测试研发的实时仿真试验平台，其特征在于包括安稳装置（1）、接口板卡（2）、实时仿真器（3）、高压直流控制和保护系统（4），所述安稳装置（1）通过接口板卡（2）与实时仿真器（3），高压直流控制和保护系统（4）通过接口板卡（2）与实时仿真器（3）；安稳装置（1）与高压直流控制和保护系统（4）连接。

2.根据权利要求1所述用于电网安稳控制测试研发的实时仿真试验平台，其特征在于所述实时仿真试验平台还包括网络交换机（5）、第一人机交互装置（6）及维护装置（7）；所述第一人机交互装置（6）及维护装置（7）通过网络交换机（5）与安稳装置（1）连接。

3.根据权利要求2所述用于电网安稳控制测试研发的实时仿真试验平台，其特征在于所述实时仿真试验平台还包括第二人机交互装置（8），第二人机交互装置（8）通过网络交换机（5）与实时仿真器（3）连接。

4.根据权利要求1所述用于电网安稳控制测试研发的实时仿真试验平台，其特征在于所述接口板卡（2）由GTAO/GTAI模拟输出输入板卡（21）和GTDO/GTDI数字输出输入板卡（22）组成。

5.根据权利要求1所述用于电网安稳控制测试研发的实时仿真试验平台，其特征在于所述实时仿真试验平台还包括主时钟（9），所述主时钟（9）与网络交换机（5）连接。

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