一种柔性直流实时仿真接口自动转换装置的制作方法

本发明涉及柔性直流实时仿真技术领域，具体的是一种柔性直流实时仿真接口自动转换装置。

背景技术：

近年来，基于全控型开关器件的柔性直流输电(也称电压源型换流器直流输电)得到了极大发展，利用柔性直流输电可解决常规直流换相失败、独立控制有功与无功、电网异步互联等问题。高压大容量柔性直流的功率模块数较多(上千个)，控制速度快，运行方式灵活多样，传统的离线仿真和动模测试难以满足要求，导致直流系统控制策略、参数定值优化、控制保护系统功能性能测试等周期长。目前，工程上采用rt-lab或rtds实时仿真设备与柔性直流控制保护装置组成闭环的实时数字仿真系统，开展柔性直流控制保护功能性能测试和系统研究，实时仿真设备实现一次回路的模拟和系统控制，控制保护装置实现二次回路的功能，两者组成实时闭环控制系统。由于rt-lab或rtds实时仿真设备的差异，仿真测试的侧重点不同，需要采用rt-lab和rtds实时仿真设备对同一柔性直流控制保护装置进行接口连接，接口信号包括模拟量、输入开关量、输出开关量，接口数量庞大，设备间电气隔离及电源配置复杂，采用人工方式调换两种仿真设备的接口板卡和测试线，工作量非常大导致仿真试验效率低下，操作过程中的静电及接线错误存在损坏设备的风险。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有柔性直流实时仿真中存在信号隔离和驱动能力弱、两种实时仿真系统信号切换接入时人工接线操作时间长等缺陷，提供一种柔性直流实时仿真接口自动转换装置。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种柔性直流实时仿真接口自动转换装置，包括实时仿真rtds信号板、实时仿真rt-lab信号板、仿真接口设备、柔性直流控保装置，还包括信号切换继电器板，所述的实时仿真rtds信号板与实时仿真rt-lab信号板分别连接信号切换继电器板，所述的信号切换继电器板、仿真接口设备、柔性直流控保装置依次连接；所述的信号切换继电器板用于根据实际指令接收的rtds信号或rt-lab信号输入仿真接口设备，仿真接口设备用于将输入信号经隔离放大后接入柔性直流控保装置。

作为上述方案的改进，所述的信号切换继电器板包括电源dc、开关cb1、开关cb2、继电器k、第一继电器电路、第二继电器电路；所述的电源dc、开关cb1、继电器k常闭触点依次串接，所述的第一继电器电路、第二继电器电路并联接入继电器k转换触点与开关cb1之间形成回路，所述的继电器k转换触点控制第一继电器电路或第二继电器电路连通；所述的开关cb2与继电器k串联后与电源dc、开关cb1并联；所述的第一继电器电路包括继电器k1、k2...kn的复归线圈k1-1、k2-1...kn-1并联而成，所述的第二继电器电路包括继电器k1、k2...kn的激励线圈k1-2、k2-2...kn-2并联而成；所述的继电器k1、k2...kn的常闭触点控制实时仿真rtds信号板接入仿真接口设备，所述的继电器k1、k2...kn的常开触点开关控制实时仿真rt-lab信号板接入仿真接口设备。

作为上述方案的改进，所述的继电器k常闭触点与第一继电器电路相接，所述的继电器k的常开触点与第二继电器电路相接。

作为上述方案的改进，所述的信号切换继电器板还包括辅助回路，所述的辅助回路包括电阻r与二极管d构成的保护回路，所述的继电器k、k1、k2...kn均带有辅助回路，所述的二极管d的反向电压为600v至1000v、正向电流0.5a至2a，所述的电阻r为400ω至1000ω。

作为上述方案的改进，所述的实时仿真rtds信号板包括模拟量输出板(gtao板)、开关量输出板(gtdo板)和开关量输入板(gtdi板)；所述的实时仿真rt-lab信号板包括模拟量输出板(op5330板)、开关量输入板(op5353板)和开关量输出板(op5354板)；仿真接口设备包括电气模拟量隔离放大器、开关量电平隔离继电器板；所述的模拟量输出板(gtao板)、模拟量输出板(op5330板)分别与信号切换继电器板相连接后依次接入所述的电气模拟量隔离放大器、柔性直流控保装置；所述的开关量输入板(gtdi板)、开关量输入板(op5353板)分别与信号切换继电器板相连接后依次接入所述的开关量电平隔离继电器板的开入量接口板、柔性直流控保装置；所述的开关量输出板(gtdo板)、开关量输出板(op5354板)分别与信号切换继电器板相连接后依次接入所述的开关量电平隔离继电器板的开出量接口板、柔性直流控保装置。

作为上述方案的改进，所述的继电器k为单稳态电磁继电器，控制电压为24vdc，至少含一对转换触点，触点切换容量为24vdc/5a，动作时间小于10ms。

作为上述方案的改进，所述的继电器k1、k2...kn为双线圈双稳态磁保持继电器，控制电压为24vdc，至少含两对转换触点，触点切换容量为24vdc/5a，动作时间小于10ms。

作为上述方案的改进，所述的电源dc为输出24vdc开关电源，输入可使用ac/dc220v、dc110v，采用浮地接线。

作为上述方案的改进，所述的实时仿真rtds信号板、实时仿真rt-lab信号板的模拟量输出限值在±5v，开关量信号电平为直流24v。

本发明具有以下的有益效果：可使调换rtds系统和rt-lab系统两种仿真设备的接口板卡和测试线工作量大大减少，避免操作过程中的静电及接线错误存在损坏设备的风险。

附图说明

图1为本发明的柔性直流实时仿真接口自动转换装置的工作原理图。

图2为本发明的信号切换继电器板的电路原理图。

图3为本发明柔性直流实时仿真接口自动转换装置的第一连接原理图。

图4为本发明柔性直流实时仿真接口自动转换装置的第二连接原理图。

图5为本发明柔性直流实时仿真接口自动转换装置的第三连接原理图。

具体实施方式

实施例

如图1所示，一种柔性直流实时仿真接口自动转换装置，包括实时仿真rtds信号板、实时仿真rt-lab信号板、仿真接口设备、柔性直流控保装置，还包括信号切换继电器板，所述的实时仿真rtds信号板与实时仿真rt-lab信号板分别连接信号切换继电器板，所述的信号切换继电器板、仿真接口设备、柔性直流控保装置依次连接；所述的信号切换继电器板用于根据实际指令接收的rtds信号或rt-lab信号输入仿真接口设备，仿真接口设备用于将输入信号经隔离放大后接入柔性直流控保装置。

如图2、图3所示，所述的信号切换继电器板包括电源dc、开关cb1、开关cb2、继电器k、第一继电器电路、第二继电器电路；所述的电源dc、开关cb1、继电器k触点开关依次串接，所述的第一继电器电路、第二继电器电路并联接入继电器k转换触点与开关cb1之间形成回路，所述的继电器k转换触点控制第一继电器电路或第二继电器电路连通；所述的开关cb2与继电器k串联后与电源dc、开关cb1并联；所述的第一继电器电路包括继电器k1、k2...kn的复归线圈k1-1、k2-1...kn-1并联而成，所述的第二继电器电路包括继电器k1、k2...kn的激励线圈k1-2、k2-2...kn-2并联而成；所述的继电器k1、k2...kn的常闭触点控制实时仿真rtds信号板接入仿真接口设备，所述的继电器k1、k2...kn的常开触点控制实时仿真rt-lab信号板接入仿真接口设备。所述的继电器k常闭触点与第一继电器电路相接，所述的继电器k常开触点与第二继电器电路相接。所述的信号切换继电器板还包括辅助回路，所述的辅助回路包括电阻r与二极管d构成的保护回路，所述的继电器k、k1、k2...kn均带有辅助回路，所述的二极管d的反向电压为600v至1000v、正向电流0.5a至2a，所述的电阻r为400ω至1000ω。所述的继电器k为单稳态电磁继电器，控制电压为24vdc，至少含一对转换触点，触点切换容量为24vdc/5a，动作时间小于10ms。所述的继电器k1、k2...kn、为双线圈双稳态磁保持继电器，控制电压为24vdc，至少含两对转换触点，触点切换容量为24vdc/5a，动作时间小于10ms。所述的电源dc为输出24vdc开关电源，输入可使用ac/dc220v、dc110v，采用浮地接线。所述的实时仿真rtds信号板、实时仿真rt-lab信号板的模拟量输出限值在±5v，开关量信号电平为直流24v。

如图3至图5所示，所述的实时仿真rtds信号板包括模拟量输出板(gtao板)、开关量输出板(gtdo板)和开关量输入板(gtdi板)；所述的实时仿真rt-lab信号板包括模拟量输出板(op5330板)、开关量输入板(op5353板)和开关量输出板(op5354板)；仿真接口设备包括电气模拟量隔离放大器、开关量电平隔离继电器板；所述的模拟量输出板(gtao板)、模拟量输出板(op5330板)分别与信号切换继电器板相连接后依次接入所述的电气模拟量隔离放大器、柔性直流控保装置；所述的开关量输入板(gtdi板)、开关量输入板(op5353板)分别与信号切换继电器板相连接后依次接入所述的开关量电平隔离继电器板的开入量接口板、柔性直流控保装置；所述的开关量输出板(gtdo板)、开关量输出板(op5354板)分别与信号切换继电器板相连接后依次接入所述的开关量电平隔离继电器板的开出量接口板、柔性直流控保装置。

工作原理：合上开关cb1后,继电器k的常闭触点1和3接通，24v直流电源施加至磁保持继电器k1-1、k2-1...kn-1的复归线圈的两端，继电器k1、k2...kn的触点1和3闭合、4和6闭合，rt-lab模拟信号断开，rtds模拟信号接入仿真接口设备，经隔离和功率放大后，扩展成多路输出至柔性直流控保装置的输入接口单元。保持开关cb1闭合状态，通过开关cb2的分合可实现rtds模拟信号和rt-lab模拟信号的自动切换：当cb2合上时，继电器k动作，其触点1和2闭合，磁保持继电器激励线圈k1-2至kn-2得电动作，其触点1和2闭合、4和5闭合，rtds模拟信号断开，rt-lab模拟信号接入模拟量接口设备；当cb2断开时，继电器k复归，其触点1和3闭合，磁保持继电器的复归线圈k1-1至kn-1得电动作，继电器的触点1和3闭合、4和6闭合，rt-lab模拟信号断开，rtds模拟信号接入模拟量接口设备。当rtds模拟信号或rt-lab模拟信号接入模拟量接口设备稳定后，为减少电源损耗，可以断开cb1。

工作步骤：

s1)手动或自动合上开关cb1，使柔性直流实时仿真接口自动转换装置上电，确认电源dc输出正常；

s2)选择切换实时仿真系统：若采用rtds系统，手动或自动断开开关cb2；若采用rt-lab系统，手动或自动合上开关cb2。

s3)根据工作需要启动实时仿真的rtds系统或rt-lab系统，解除仿真模型中柔性直流开关连锁关系；

s4)判断仿真系统切换成功：在仿真模型将全部模拟量输出置0，将全部开入量、开出量置0,通过仿真模型读取全部模拟量输出应为0，全部开入量、开出量应为0；在仿真模型将全部模拟量输出置5v，全部开入量、开出量置1,通过仿真模型读取全部模拟量输出应为5v左右，全部开入量、开出量应为1；上述两种检查通过确认切换成功后，手动或自动断开开关cb1。

s5)恢复柔性直流仿真模型中开关连锁关系，按照实时仿真系统的技术要求开展相关柔性直流实时仿真实验。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。