CN208314560U - 一种稳控系统的数字化闭环测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种稳控系统的数字化闭环测试系统，通过所述过程层交换机通过网线分别与所述安全稳定控制系统和所述RTDS实时数字仿真系统连接；所述RTDS实时数字仿真系统包括N块GTNET板卡；所述安全稳定控制系统包括数字化接口；所述过程层交换机通过网线分别与N块所述NET板卡连接，所述过程层交换机通过网线与所述数字化接口连接。所述GTNET板卡将所述RTDS实时数字仿真系统输出的SV模拟量和GOOSE开关量信号通过所述过程层交换机传输给所述安全稳定控制系统；所述安全稳定控制系统输出的GOOSE跳闸出口信号通过所述过程层交换机传输给所述RTDS实时数字仿真系统的GTNET板卡。实现稳控测试系统的输入输出全数字化，能够验证稳控策略的有效性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统安全稳定控制技术领域，具体涉及一种稳控系统的数字化闭环测试系统及方法。
背景技术
随着电力系统安全稳定性和供电可靠性要求的提高，电力系统安全稳定控制系统(以下简称“稳控系统”)在全国各电网得到普遍应用，并成为电网日常运行不可或缺的重要组成部分。电力系统安全稳定控制系统规模庞大、装置数量众多，控制策略复杂多变，必须通过RTDS(Real Time Digital Simulator，实时数字仿真器)试验系统进行动态仿真测试，以确保系统运行的可靠性。
稳控系统RTDS仿真测试通过采集RTDS系统输出的线路、主变或发电机的电压、电流等模拟量和开关位置、跳闸信号等开关量，判断一次系统发生的故障，通过稳控系统控制策略动作后将解列、切机、切负荷等信号反馈回RTDS系统控制对应的元件，形成完整的稳控闭环测试系统。稳控系统需要同时采集多个元件的模拟量和开关量，而RTDS的I/O输出板卡特别是模拟量输出GTAO板卡每块仅能输出2个间隔的电压、电流量，对于一个较为庞大的稳控系统，经常需要配置几十块GTAO板卡；同时，GTAO板卡的输出为模拟量小信号，需要经过信号放大器才能输出与安全稳定控制系统二次回路相匹配的电压电流，接线十分复杂，试验效率不高；虽然目前已有部分厂家的安全稳定控制系统支持小信号直接与GTAO接口，但仍需要采用复杂的电缆连接匹配；GTAO、GTDI、GTDO等板卡均需要通过外部独立的开关电源供电，增加了系统设计的复杂度；由于仅支持常规电气接口的关系，目前的测试方法也不能够对大量存在的数字化变电站安全稳定控制系统进行测试研究。
目前，已有部分利用RTDS数字化接口GTNET对保护装置进行闭环测试的研究，但仅是利用单GTNET对单个间隔的保护装置的测试；对安全稳定控制系统的测试则是将GTNET输出的模拟量、开关量经合并单元和智能终端中转后再接入安全稳定控制系统，系统连线和转接关系复杂，不利于大规模稳控系统实时动态试验的开展。
实用新型内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种稳控系统的数字化闭环测试系统，能够验证稳控策略的有效性和可靠性。将稳控系统仿真试验系统从传统的电缆连接采样转变为数字化采样，且不需要合并单元或智能终端的中转，减少了RTDS外设板卡配置数量，简化了试验系统设计；同时采用了灵活的VLAN和虚端子配置方法，使得试验系统的仿真效率和可靠性大为提高。
为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供了一种稳控系统的数字化闭环测试系统，包括RTDS实时数字仿真系统、过程层交换机和安全稳定控制系统；
所述过程层交换机通过网线分别与所述安全稳定控制系统和所述RTDS实时数字仿真系统连接；
所述RTDS实时数字仿真系统包括N块GTNET板卡；其中，N大于1；
所述安全稳定控制系统包括数字化接口；
所述过程层交换机通过网线分别与N块所述NET板卡连接，所述过程层交换机通过网线与所述数字化接口连接。
在其中一个实施例中，N块并联的所述GTNET板卡集中配置在所述RTDS实时数字仿真系统的所述通用机箱中。
在其中一个实施例中，还包括M个RACK；其中，M大于1；
所述GTNET板卡通过光纤与各个所述RACK的GTWIF板卡连接。
在其中一个实施例中，所述GTNET板卡的SV控制块提供安全稳定控制系统至少6个间隔的三相电压、三相电流SV输入。在其中一个实施例中，所述GTNET板卡的GOOSE控制块发送GOOSE输出信号到安全稳定控制系统或接收安全稳定控制系统的GOOSE跳闸信号。在其中一个实施例中，所述N块GTNET板卡为互相并联的GTNET板卡。
在其中一个实施例中，所述GTNET板卡可独立插拔。
实施本实用新型实施例，与背景技术相比所产生的有益效果：所述RTDS实时数字仿真系统包括N块并联的GTNET板卡；所述过程层交换机通过网线分别与所述安全稳定控制系统和所述N块并联的所述GTNET板卡连接；所述GTNET板卡将所述RTDS实时数字仿真系统输出的SV模拟量和GOOSE开关量信号通过所述过程层交换机传输给所述安全稳定控制系统；其中，N大于1；所述安全稳定控制系统输出的GOOSE跳闸出口信号通过所述过程层交换机传输给所述RTDS实时数字仿真系统的GTNET板卡。通过路由器的VLAN设置和数字化接口通信配置文件实现稳控系统的模拟量、开关量采集和跳闸信号出口，形成完整的稳控系统数字化闭环测试系统，实现稳控测试系统的输入输出全数字化，能够验证稳控策略的有效性和可靠性。将稳控系统仿真试验系统从传统的电缆连接采样转变为数字化采样，且不需要合并单元或智能终端的中转，减少了RTDS外设板卡配置数量，简化了试验系统设计；同时采用了灵活的VLAN和虚端子配置方法，使得试验系统的仿真效率和可靠性大为提高。
附图说明
图1是本实用新型提供了一种稳控系统的数字化闭环测试系统结构示意图；
图2是本实用新型提供的另一种稳控系统的数字化闭环测试系统结构示意图；
图3是本实用新型提供的一种稳控系统的数字化闭环测试系统SV传输方法示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
请参阅图1，本发明实施例提供了一种稳控系统的数字化闭环测试系统，包括RTDS实时数字仿真系统10、过程层交换机20和安全稳定控制系统30；
所述过程层交换机20通过网线分别与所述安全稳定控制系统30和所述RTDS实时数字仿真系统10连接；
所述RTDS实时数字仿真系统10包括N块GTNET板卡；其中，N大于1；
所述安全稳定控制系统30包括数字化接口；
所述过程层交换机20通过网线分别与N块所述GTNET板卡连接，所述过程层交换机20通过网线与所述数字化接口连接。
在其中一个实施例中，N块并联的所述GTNET板卡集中配置在所述RTDS实时数字仿真系统的所述通用机箱中。
在其中一个实施例中，还包括M个RACK；其中，M大于1；
所述GTNET板卡通过光纤与各个所述RACK的GTWIF板卡连接。
其中，所述安全稳定控制系统可为多个，所述安全稳定控制系统可以包括多个稳控装置，本实用新型对此不作具体限定。
在其中一个实施例中，所述GTNET板卡的SV控制块提供安全稳定控制系统至少6个间隔的三相电压、三相电流SV输入。在其中一个实施例中，所述GTNET板卡的GOOSE控制块发送GOOSE输出信号到安全稳定控制系统或接收安全稳定控制系统的GOOSE跳闸信号。在其中一个实施例中，所述N块GTNET板卡为互相并联的GTNET板卡。
在其中一个实施例中，所述GTNET板卡可独立插拔。
需要说明的是，GTNET板卡(Giga transceiver network)是RTDS系统与外设通信的新型数字式接口；GTNETx2是RTDS系统与外设通信的数字化接口板卡型号，输入输出能力是GTNET的2倍；GTWIF(Giga transceiver Workstation Interface)是RTDS的总线和工作站接口卡；GTAO是RTDS的模拟量信号输出接口卡；GTDI是RTDS的开关量信号输入接口卡；GTDO是RTDS的开关量信号输出接口卡。
需要说明的是，所述安全稳定控制系统30可以包括多个，本发明对此不作具体限定。
需要说明的是，所述GOOSE是面向通用对象的变电站事件，是IEC6180标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的一种机制；所述GOOSE传输开入(智能终端的常规开入等)，开出(跳闸，遥控，启动失灵，联锁，自检信息等)，以及实时性要求不高的模拟量(环境湿温度，直流量)。
需要说明的是，SV是周期性采样信号，保证传输的实时性和快速性。
具体的，参见图2，所述RTDS系统中包括四个GTNET板卡，四个所述GTNET板卡通过网线与所述过程层交换机连接，三个所述安全稳定控制系统通过网线与所述过程层交换机连接，以实现将RTDS实时数字仿真系统多块并联的GTNET板卡输出SV模拟量和GOOSE开关量信号，通过过程层交换机直接与安全稳定控制系统的数字化接口连接，安全稳定控制系统输出的GOOSE跳闸出口信号经由过程层交换机直接与到RTDS的GTNET板卡连接。
在本发明实施例中，所述RTDS实时数字仿真系统增加一个通用机箱，集中配置10块的GTNET板卡，或GTNET的升级版本GTNETx2板卡，本发明对GTNET的板卡数量不进行具体限定，由所述通用机箱背板统一供电，不需要对每块GTNET板卡单独配置开关电源，提高了试验系统的可靠性。各块所述GTNET板卡可独立插拔，所述GTNET板卡可通过光纤灵活地与参与试验的各个RACK的GTWIF板卡连接，直接输出本所述RACK的模拟量和开关量，减少各RACK间的变量传输。
在本发明实施例中，参见图3，每块GTNET板卡支持1个SV控制块或GOOSE控制块，新型的GTNETx2板卡为GTNET板卡计算能力的2倍，支持2个SV控制块或2个GOOSE控制块或1个SV控制块和1个GOOSE控制块。其中每个SV控制块支持24个通道模拟量的输出，每个GOOSE控制块支持64路开关量输入输出。根据国内通用的SV9-2采样通道定义，其中一个通道必须定义为固定通道延迟，并与装置的通道固定延迟输入相对应；其余的23个通道分别被配置为1路母线三相电压和6路三相电流。母线三相电压和每路三相电流可供安全稳定控制系统30一个间隔的三相电压和三相电流的模拟量输入，使得每个SV控制块能够同时供安稳装置6个间隔的三相电压、三相电流模拟量采样。
下面对本发明实施例的工作原理进行描述：所述RTDS实时数字仿真系统10多块并联的GTNET板卡输出SV模拟量和GOOSE开关量信号，通过所述过程层交换机20直接与所述安全稳定控制系统30的数字化接口连接；所述安全稳定控制系统30输出的GOOSE跳闸出口信号经由所述过程层交换机20直接与到所述RTDS实时数字仿真系统10的GTNET板卡连接；通过路由器的VLAN设置和数字化接口通信配置文件实现稳控系统的模拟量、开关量采集和跳闸信号出口，形成完整的稳控系统数字化闭环测试系统，实现稳控测试系统的输入输出全数字化。
实施本发明实施例具有如下有益效果：
所述RTDS实时数字仿真系统10包括N块并联的GTNET板卡；所述过程层交换机20通过网线分别与所述安全稳定控制系统30和所述N块并联的所述GTNET板卡连接；所述GTNET板卡将所述RTDS实时数字仿真系统10输出的SV模拟量和GOOSE开关量信号通过所述过程层交换机20传输给所述安全稳定控制系统30；其中，N大于1；所述安全稳定控制系统30输出的GOOSE跳闸出口信号通过所述过程层交换机20传输给所述RTDS实时数字仿真系统10的GTNET板卡。通过路由器的VLAN设置和数字化接口通信配置文件实现稳控系统的模拟量、开关量采集和跳闸信号出口，形成完整的稳控系统数字化闭环测试系统，实现稳控测试系统的输入输出全数字化，能够验证稳控策略的有效性和可靠性。将稳控系统仿真试验系统从传统的电缆连接采样转变为数字化采样，且不需要合并单元或智能终端的中转，减少了RTDS外设板卡配置数量，简化了试验系统设计；同时采用了灵活的VLAN和虚端子配置方法，使得试验系统的仿真效率和可靠性大为提高。
在本实用新型的描述中，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，术语“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种稳控系统的数字化闭环测试系统，其特征在于，包括RTDS实时数字仿真系统、过程层交换机和安全稳定控制系统；
所述过程层交换机通过网线分别与所述安全稳定控制系统和所述RTDS实时数字仿真系统连接；
所述RTDS实时数字仿真系统包括N块GTNET板卡；其中，N大于1；
所述安全稳定控制系统包括数字化接口；
所述过程层交换机通过网线分别与N块所述GTNET板卡连接，所述过程层交换机通过网线与所述数字化接口连接。
2.如权利要求1所述的一种稳控系统的数字化闭环测试系统，其特征在于，N块并联的所述GTNET板卡集中配置在所述RTDS实时数字仿真系统的所述通用机箱中。
3.如权利要求2所述的一种稳控系统的数字化闭环测试系统，其特征在于，还包括M个RACK；其中，M大于1；
所述GTNET板卡通过光纤与各个所述RACK的GTWIF板卡连接。
4.如权利要求1所述的系统的数字化闭环测试系统，其特征在于，所述GTNET板卡的SV控制块提供安全稳定控制系统至少6个间隔的三相电压、三相电流SV输入。
5.如权利要求1所述的系统的数字化闭环测试系统，其特征在于，所述GTNET板卡的GOOSE控制块发送GOOSE输出信号到安全稳定控制系统或接收安全稳定控制系统的GOOSE跳闸信号。
6.如权利要求1所述的一种稳控系统的数字化闭环测试系统，其特征在于，所述N块GTNET板卡为互相并联的GTNET板卡。
7.如权利要求6所述的一种稳控系统的数字化闭环测试系统，其特征在于，所述GTNET板卡可独立插拔。
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2018
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