CN213987509U - 一种基于rtds设备的仿真装置及系统 - Google Patents

Abstract

一种基于RTDS设备的仿真装置及系统，包括RTDS主机、第一接口装置和第二接口装置，第一接口装置的第一端与RTDS主机通信连接，第一接口装置的第二端与第二接口装置的第一端通信连接，第二接口装置的第二端用于与外部直流二次控制保护设备连接，其中，第一接口装置将初始仿真信息转换成满足奥罗拉协议的第一信息，或者将满足奥罗拉协议的第二信息转化为满足RTDS主机通信协议的反馈信息，第二接口装置将第一信息转换为满足外部直流二次控制保护设备通信协议的最终仿真信息，或者将初始反馈信息转换为满足奥罗拉协议的第二信息。RTDS设备与外部直流二次控制保护设备仅仅通过光纤通信，可以快速搭建仿真系统，方便接口信号修改，大大提高RTDS设备的复用率。

Description

一种基于RTDS设备的仿真装置及系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统仿真技术领域，具体涉及一种基于RTDS设备的新型仿真装置及系统。

背景技术

直流二次控制保护设备必须经过系统功能性能试验(FPT/DPT)进行功能验证才能投入使用，现有功能性能试验(FPT/DPT)设备分层结构如图1所示。系统功能性能试验(FPT/DPT)采用数字仿真RTDS设备模拟直流换流站重要断路器、隔离开关、接地刀、换流变、换流阀等一次设备及交流CT、交流PT、直流电流、直流电压等模拟量信号。参见图2，目前数字仿真RTDS设备有模拟量、开关量输入输出板卡及与模拟量、开关量输入输出板卡连接的RTDS主机，RTDS主机位于RACK机箱内。目前RTDS设备外部光纤传输的是设备内部协议，不具备外部设备光纤标准协议，只能通过图2中的RTDS仿真接口装置与外部直流二次控制保护设备连接，现有RTDS仿真接口装置有GTAO、GTAI、GTDI、GTDO等多个I/O接口板卡，如图2所示，接口板卡需要外部供电，且只能通过硬接线和其他设备连接，搭建仿真系统较为繁琐，且效率低，耗费时间长，且修改信号时还需要重新铺设硬接线。

实用新型内容

(一)实用新型目的

本实用新型的目的是提供一种基于RTDS设备的仿真装置及系统，RTDS设备与外部直流二次控制保护设备仅仅通过光纤通信，可以快速搭建仿真系统，方便接口信号修改，大大提高RTDS设备的复用率。

(二)技术方案

为解决上述问题，本实用新型的第一方面提供基于RTDS设备的仿真装置，包括RTDS主机，所述RTDS主机发送初始仿真信息，还包括第一接口装置和第二接口装置，所述第一接口装置的第一端与所述RTDS主机通信连接，所述第一接口装置的第二端与所述第二接口装置的第一端通信连接，所述第二接口装置的第二端用于与外部直流二次控制保护设备连接，其中，所述第一接口装置将所述初始仿真信息转换成满足奥罗拉协议的第一信息，或者将满足奥罗拉协议的第二信息转化为满足RTDS主机通信协议的反馈信息，所述第二接口装置将所述第一信息转换为满足所述外部直流二次控制保护设备通信协议的最终仿真信息，或者将外部直流二次控制保护设备发送的初始反馈信息转换为满足奥罗拉协议的第二信息。

具体地，所述第一接口装置包括接口板卡和协议转换板卡，所述协议转换板卡的第一端与所述RTDS主机通信连接，所述协议转换板卡的第二端与所述接口板卡的第一端通信连接，所述接口板卡第二端与所述第二接口装置的第一端通信连接，所述协议转换板卡将所述初始仿真信息转换成满足奥罗拉协议的第一信息，或者将满足奥罗拉协议的第二信息转化为满足RTDS主机通信协议的反馈信息。

具体地，所述接口板卡为FM-S18板卡。

具体地，所述协议转换板卡为VC707板卡。

具体地，所述第二接口装置包括接口单元和协议转化单元，所述接口单元包括第一LC接口和第二LC接口，所述第一LC接口第一端与所述第一接口装置连接，所述第二LC接口第一端用于与外部直流二次控制保护设备连接，所述协议转化单元第一端与所述第一LC接口的第二端连接，所述协议转化单元第二端与所述第二LC接口的第二端连接，所述协议转化单元将所述第一信息转换为满足所述外部直流二次控制保护设备通信协议的最终仿真信息，或者将外部直流二次控制保护设备发送的初始反馈信息转换为满足奥罗拉协议的第二信息。

进一步地，所述接口单元包括多个第二LC接口，所述多个第二LC接口与不同的外部直流二次控制保护设备连接。

具体地，所述外部直流二次控制保护设备通信协议包括IEC60044-8协议和TDM协议。

本实用新型的第二方面，提供了一种基于RTDS设备的仿真系统，包括外部直流二次控制保护设备和上述任一项所述的基于RTDS设备的仿真装置。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1)实现RTDS设备与外部直流二次控制保护设备光纤通信，取消除RTDS RACK机箱外全部RTDS设备接口装置的I/O板卡；大大减少了繁琐屏间接线工作，提高工作效率。

2)RTDS设备与直流控制保护设备仅仅通过光纤通信，可以快速搭建仿真系统，方便接口信号修改，大大提高RTDS设备的复用率。

附图说明

图1是现有功能性能试验设备分层结构示意图；

图2是现有RTDS仿真系统示意图；

图3是本实用新型提供的基于RTDS设备的仿真系统示意图；

图4是本实用新型提供的第二接口装置与外部直流二次控制保护设备连接示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图3和4所示，本实用新型提供了一种基于RTDS设备的仿真装置，包括位于RTDS仿真RACK机箱内的RTDS主机，所述RTDS主机发送初始仿真信息，所述初始仿真信息符合RTDS内部协议，所述仿真装置还包括第一接口装置和第二接口装置，所述第一接口装置的第一端与所述RTDS主机通信连接，所述第一接口装置的第二端与所述第二接口装置的第一端通信连接，所述第二接口装置的第二端用于与外部直流二次控制保护设备连接，其中，所述第一接口装置将所述初始仿真信息转换成满足奥罗拉(AURORA)协议的第一信息，或者将满足奥罗拉协议的第二信息转化为满足RTDS主机通信协议的反馈信息，所述第二接口装置将所述第一信息转换为满足所述外部直流二次控制保护设备通信协议的最终仿真信息，或者将外部直流二次控制保护设备发送的初始反馈信息转换为满足奥罗拉协议的第二信息。

具体地，本实用新型中，RTDS内部协议可以为自定义非标准协议包括内部AURORA协议，本发明不做限定；第一接口装置和第二接口装置可以根据现有协议转换方法进行协议转化，本发明不做限定。

本实用新型实施例提供的基于RTDS设备的仿真装置进行性能测试时，RTDS主机发送初始仿真信息，第一接口装置接收所述初始仿真信息，并将所述初始仿真信息转化成满足AURORA协议的第一信息，并将第一信息发送给第二接口装置，第二接口装置接收第一信息，并将第一信息转化成满足外部直流二次控制保护设备通信协议的最终仿真信息，并将所述仿真信息发送给待测试的外部直流二次控制保护设备；待测试的外部直流二次控制保护设备接收所述最终仿真信息并向第二接口装置发送初始反馈信息，第二接口装置将所述初始反馈信息转化成满足AURORA协议的第二信息，并将所述第二信息发送给第一接口装置，第一接口装置接收所述第二信息，并将所述第二信息转化成满足RTDS主机通信协议的反馈信息发送给RTDS主机。

本实用新型通过增加协议转换环节，减少屏间接线工作，并且达到最大限度的保证直流二次控制保护设备与换流站现场保持一致。

在一可选实施例中，如图3所示，所述第一接口装置包括接口板卡(FM-S18板卡)和协议转换板卡(RTDSVC707板卡，是xilinx公司生产的FPGA板卡)，所述协议转换板卡的第一端与所述RTDS主机通信连接，所述协议转换板卡的第二端与所述接口板卡的第一端通信连接，所述接口板卡第二端与所述第二接口装置的第一端通信连接，所述协议转换板卡将所述初始仿真信息转换成满足奥罗拉协议的第一信息，或者将满足奥罗拉协议的第二信息转化为满足RTDS主机通信协议的反馈信息。

通过把RTDS内部协议转化AURARA协议，实现VC707板卡和RTDS RACK机箱之间的双向光纤数据读写。VC707板卡可同时实现VC707板卡和RTDS设备及第二接口装置之间的双向数据读写，进而实现RTDS设备和第二接口装置之间数据的双向通讯；FM-S18的作用是VC707的接口板，上面有8个光口，实现和第二接口装置之间的光纤物理连接。RTDS设备和VC707之间连接的光纤是通过VC707板卡上自身的光口实现的。

具体地，所述第二接口装置包括接口单元和协议转化单元，如图4所示，所述接口单元包括第一LC接口a和第二LC接口，所述第一LC接口a第一端与所述第一接口装置连接，所述第二LC接口第一端与外部直流二次控制保护设备连接，所述协议转化单元第一端与所述第一LC接口的第二端连接，所述协议转化单元第二端与所述第二LC接口的第二端连接，所述协议转化单元可以是现有FPGA和DSP功能组件，将所述第一信息转换为满足所述外部直流二次控制保护设备通信协议的最终仿真信息，或者将外部直流二次控制保护设备发送的初始反馈信息转换为满足奥罗拉协议的第二信息。

具体地，参见图4，所述接口单元包括第一第二LC接口b1和第二第二LC接口b2，不同的第二LC接口与不同的外部直流二次控制保护设备连接，如图4所示，第一第二LC接口b1与满足IEC60044-8协议的外部直流二次控制保护设备连接，第二第二LC接口b2与满足TDM协议的外部直流二次控制保护设备连接。第一第二LC接口b1和第二第二LC接口b2均可以包括多个。

第二接口装置可提供直流二次控制保护设备与RTDS装置光纤双向数据传输的接口功能。即可以把接收RTDS的AURARA协议信号，转换处理成直流二次控制保护设备的TDM和IEC60044-8协议数据或其他标准协议，也可以把直流二次控保设备的TDM和IEC60044-8协议数据转换成AURARA协议信号，发送到RTDS设备。并扩展为多路TDM及IEC60044-8收发通道,方便数据的接收及发送。

参见图3，本实用新型的还提供了一种基于RTDS设备的仿真系统，包括外部直流二次控制保护设备和上述任一项所述的基于RTDS设备的仿真装置。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种基于RTDS设备的仿真装置，包括RTDS主机，所述RTDS主机发送初始仿真信息，其特征在于，还包括第一接口装置和第二接口装置，所述第一接口装置的第一端与所述RTDS主机通信连接，所述第一接口装置的第二端与所述第二接口装置的第一端通信连接，所述第二接口装置的第二端用于与外部直流二次控制保护设备连接，其中，所述第一接口装置将所述初始仿真信息转换成满足奥罗拉协议的第一信息，或者将满足奥罗拉协议的第二信息转化为满足RTDS主机通信协议的反馈信息，所述第二接口装置将所述第一信息转换为满足所述外部直流二次控制保护设备通信协议的最终仿真信息，或者将外部直流二次控制保护设备发送的初始反馈信息转换为满足奥罗拉协议的第二信息。

2.根据权利要求1所述的基于RTDS设备的仿真装置，其特征在于，所述第一接口装置包括接口板卡和协议转换板卡，所述协议转换板卡的第一端与所述RTDS主机通信连接，所述协议转换板卡的第二端与所述接口板卡的第一端通信连接，所述接口板卡第二端与所述第二接口装置的第一端通信连接，所述协议转换板卡将所述初始仿真信息转换成满足奥罗拉协议的第一信息，或者将满足奥罗拉协议的第二信息转化为满足RTDS主机通信协议的反馈信息。

3.根据权利要求2所述的基于RTDS设备的仿真装置，其特征在于，所述接口板卡为FM-S18板卡。

4.根据权利要求2所述的基于RTDS设备的仿真装置，其特征在于，所述协议转换板卡为VC707板卡。

5.根据权利要求1所述的基于RTDS设备的仿真装置，其特征在于，所述第二接口装置包括接口单元和协议转化单元，所述接口单元包括第一LC接口和第二LC接口，所述第一LC接口第一端与所述第一接口装置连接，所述第二LC接口第一端用于与外部直流二次控制保护设备连接，所述协议转化单元第一端与所述第一LC接口的第二端连接，所述协议转化单元第二端与所述第二LC接口的第二端连接，所述协议转化单元将所述第一信息转换为满足所述外部直流二次控制保护设备通信协议的最终仿真信息，或者将外部直流二次控制保护设备发送的初始反馈信息转换为满足奥罗拉协议的第二信息。

6.根据权利要求5所述的基于RTDS设备的仿真装置，其特征在于，所述接口单元包括多个第二LC接口，所述多个第二LC接口与不同的外部直流二次控制保护设备连接。

7.根据权利要求5所述的基于RTDS设备的仿真装置，其特征在于，所述外部直流二次控制保护设备通信协议包括IEC60044-8协议和TDM协议。

8.一种基于RTDS设备的仿真系统，包括外部直流二次控制保护设备和权利要求1～7任一项所述的基于RTDS设备的仿真装置。

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