专利名称：同步仿真控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种同步仿真控制系统，属电力系统测量技术领域。
背景技术：
基于相量测量装置PMU的广域电网实时动态监测系统(WAMS)，作为智能输电运行管理系统的基础和智能调度中心的重要组成，是智能电网发展的一个重要环节。目前全国各个省都已经全面安装广域电网实时动态监测系统(WAMS)，由于缺少相应的检测系统，迄今为止WAMS系统在实际运行中的测量精度及动态监测分析功能并没有严格地经过检验，导致 WAMS系统在运行过程中没有发挥其真正的作用。
发明内容
本发明的目的是，为了解决广域电网实时动态监测系统(WAMS)现场检测问题，本发明公开一种同步仿真控制系统。本发明的技术方案是，本发明同步仿真控制系统由一台同步测试控制中心和多台同步相控仿真装置构成；本发明同步仿真控制系统通过同步测试控制中心控制多台同步相控仿真装置的输出稳态三相交流电流、电压、频率、相角等信号，实现对广域电网实时动态监测系统(WAMS)的稳态测量精度的检测、系统通信规约测试。稳态测量精度的检测内容包括零漂检查、交流电流、电压幅值测量误差测试、交流电压电流相角误差测试、频率误差测试、电压、电流幅值不平衡的测试等。系统通信规约测试包括报文格式测试、数据收发测试。同步相控仿真装置是一种时钟标准源设备，该设备可在约定的时间，以GPS秒脉冲同步触发产生一定频率、相位、幅值的三相交流信号或者其他故障波形信号，如低频振荡号等。同步相控仿真装置由控制模块、同步数字频率信号源、功率源模块、无线通信模块、存储器模块、GPS模块、人机接口和输出接口所组成。控制模块是同步相控仿真装置的核心模块，该模块主要用于协调控制装置各个模块之间的功能实施，实现同步相控仿真装置的远程控制、时钟同步输出功能。控制模块通过人机接口或者无线通信模块接收测试指令，根据测试指令的要求和GPS模块提供的UTC时钟，控制同步数字信号频率源输出同步交流信号量值；同步数字信号频率源在接收到控制信号后，读取存储器中存储的交流信号每个采样点的幅值，形成离散交流频率信号，经过D/A数模信号转换输出模拟小信号，同时获取GPS模块UTC时钟输出作为模拟信号的时标；然后将模拟小信号输入功率源模块进行信号放大，最终实现同步三相交流模拟信号输出。同步测试控制中心硬件由基准时钟模块、无线通信模块、同步测试控制模块及I/O 接口构成。同步测试控制中心完成对同步相控仿真装置的通信控制，实现对异地多节点的同步相控仿真装置测试方案的制定，测试指令的下达，标准数据与测试结果获取及误差计算等。在实际应用中，可以选择一台同步相控仿真装置在配置控制中心应用程序之后作为同步测试控制中心，以降低整个系统的复杂程度及测试成本。同步测试控制中心与同步相控仿真装置以无线方式完成通信，可采用的模式可选为GSM、CDMA或者3G，由同步测试控制中心发起通信握手。同步测试控制中心按照测试方案，下达指令控制多台同步相控仿真装置输出各种阶跃信号，模拟系统发生电压突变、电流突变、频率突变、功角进相等系统突发事件，实现 WAMS系统的动态监测功能检测。同步测试控制中心根据测试方案，计算各测试点不同时间断面的三相交流仿真信号量值，并下发到同步相控仿真装置，模拟电网实际运行的状态，实现WAMS系统动态分析功能检测。通过同步测试控制中心与多台同步相控仿真装置的通信数据交换，可以检测WAMS 实际运行工况下数据传输延时及WAMS系统时钟准确一致性。本发明与已有技术比较的有益效果是，通过该发明可以解决检测广域电网实时动态监测系统(WAMS)的测量精度及动态监测分析功能缺乏设备的难题，使其为电力系统提供准确、可靠的动态数据，为大区域电网的系统稳定控制建立坚实的基础。本发明适用于广域电网实时动态监测系统(WAMS)的检测。
图I为本发明同步仿真控制系统示意图2为同步相控仿真装置结构框图3为同步测试控制中心结构框图中图号表示1是同步测试控制中心；2是同步相控仿真装置；3是无线通信。
具体实施例方式本发明具体实施方式
如图I所示。设立同步测试控制中心，并按选择的测试点设置同步相控仿真装置，通过无线网络，构建同步仿真控制系统。在各同步相控仿真装置与被测同步相位测量装置PMU接线完成之后，通过人工方式获得同步测试控制中心的IP地址，并向同步测试控制中心发送连接请求，同步测试控制中心在接收到该信息，确认请求并发送唯一性的编号给该同步相控装置，建立点对点连接链路。在所有参加测试装置均已加入同步仿真控制系统后，同步测试控制中心会对整个系统进行初始测试，验证同步仿真控制系统的整体性、有效性、可靠性。底层通信协议采用TCP/IP协议，应用层协议根据传输内容有相应变化。建立统一的系统时间标准
(I)通信延时计算。在同步仿真控制系统构建完成后，控制中心发送广播命令，要求各同步相控装置在接收到命令后，上传测试点的UTC时钟，根据各点上传的UTC时钟计算控制中心与各测试点的通信延时。(2)GPS时钟准确性测试。控制中心发送广播命令，要求各同步相控装置在相同的时间点上传带UTC时钟的信息到控制中心，到达控制中心时间减去各点的通信延时后即为各测试点的实际时钟值，从而获得各测试点的时钟差，根据WAMS系统技术规范，可以判断各测试点GPS装置的时钟准确性，如果时钟准确性不满足要求，需要更换GPS装置。根据制定的测试方案，计算各点同步测试数据。开展广域电网实时动态监测系统(WAMS)的动态性能检测，需要模拟电网的实际运行工况，由于各电力线路实际参数不一致，在各时间断面各测试点的仿真信号参数也各不
4相同。为了获得这些参数，需要对测试电网进行建模分析，并通过RTDS对测试电网模型进行仿真试验，针对每项测试内容仿真计算各测试点在各时间断面的信号参数，达到模拟电网实际运行情况的效果。
权利要求
1.一种同步仿真控制系统，其特征在于，所述系统由一个同步测试控制中心和多台同步相控仿真装置构成；所述系统通过同步测试控制中心控制多台同步相控仿真装置的输出稳态三相交流电流、电压、频率、相角等信号，实现对广域电网实时动态监测系统(WAMS)的稳态测量精度的检测、系统通信规约测试；所述稳态测量精度的检测内容包括零漂检查、 交流电流、电压幅值测量误差测试、交流电压电流相角误差测试、频率误差测试、电压、电流幅值不平衡的测试等；所述系统通信规约测试包括报文格式测试、数据收发测试。
2.根据权利要求I所述的同步仿真控制系统，其特征在于，所述同步测试控制中心完成对同步相控仿真装置的通信控制，实现对异地多节点的同步相控仿真装置测试方案的制定，测试指令的下达，标准数据与测试结果获取及误差计算。
3.根据权利要求I所述的同步仿真控制系统，其特征在于，所述同步测试控制中心与同步相控仿真装置以无线方式完成通信，可采用的模式可选为GSM、CDMA或者3G，由同步测试控制中心发起通信握手。
4.根据权利要求I所述的同步仿真控制系统，其特征在于，所述同步测试控制中心按照测试方案，下达指令控制多台同步相控仿真装置输出各种阶跃信号，模拟系统发生电压突变、电流突变、频率突变、功角进相等系统突发事件，实现WAMS系统的动态监测功能检测。
5.根据权利要求I所述的同步仿真控制系统，其特征在于，所述同步相控仿真装置由控制模块、同步数字频率信号源、功率源模块、无线通信模块、存储器模块、GPS模块、人机接口和输出接口所组成；所述控制模块是所述同步相控仿真装置的核心模块，该模块主要用于协调控制装置各个模块之间的功能实施，实现同步相控仿真装置的远程控制、时钟同步输出功能；所述控制模块通过人机接口或者无线通信模块接收测试指令，根据测试指令的要求和GPS模块提供的UTC时钟，控制同步数字信号频率源输出同步交流信号量值；同步数字信号频率源在接收到控制信号后，读取存储器中存储的交流信号每个采样点的幅值，形成离散交流频率信号，经过D/A数模信号转换输出模拟小信号，同时获取GPS模块UTC时钟输出作为模拟信号的时标；然后将模拟小信号输入功率源模块进行信号放大，最终实现同步三相交流模拟信号输出。
全文摘要
一种同步仿真控制系统，该系统由一个同步测试控制中心(1)和多台同步相控仿真装置(2)组成；所述系统通过同步测试控制中心(1)控制多台同步相控仿真装置(2)的输出稳态三相交流电流、电压、频率、相角等信号，实现对广域电网实时动态监测系统(WAMS)的稳态测量精度的检测、系统通信规约测试。本发明可以解决检测广域电网实时动态监测系统(WAMS)的测量精度及动态监测分析功能缺乏设备的难题，使其为电力系统提供准确、可靠的动态数据，为大区域电网的系统稳定控制建立坚实的基础。本发明适用于广域电网实时动态监测系统(WAMS)的检测。
文档编号G05B17/02GK102591211SQ20121004713
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者刘见, 孙平, 张春强, 朱明 , 胡海梅, 裴茂林 申请人:江西省电力科学研究院