一种电力系统实时分布式仿真平台系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统仿真领域，特别是一种电力系统实时分布式仿真平台系统。
【背景技术】
[0002]随着社会、经济的发展，电网对供电可靠性和电能质量提出了更高的要求。由电力系统某处发生故障而引起的电压跌落会通过输电网向各个电压等级传播，大范围内的用户都可能受到电压跌落的影响。
[0003]电力系统仿真技术可以分为物理模拟和数字仿真两大类。其中，实时数字仿真技术在电力系统试验研究中得到越来越广泛的应用，而计算机技术及分布式控制技术的发展又进一步推动了实时数字仿真技术的深入发展。
[0004]电力系统实时数字仿真技术是通过计算机系统实现电力系统数学模型的演算，将得到的仿真数据输出到仿真装置，由仿真装置的A0(模拟量输出)或D0(数字量输出)板卡产生相应的电气量(或进一步放大输出)并输出到实际电力设备中，并将实际电力设备产生的变化输入AI (模拟量输入)或DI (数字量输入)板卡，转换为数据并反馈回计算机系统。通过实时数字仿真技术可以实现电力系统的分析、故障再现重演、事故追忆、故障录波等。
[0005]目前，电力系统仿真技术主要由集中仿真控制系统构成，分布式仿真平台系统技术还不是很成熟，与集中仿真系统相比，分布式仿真控制系统具有易于扩展、灵活性好、性能及稳定性较高等优势。它的规模大小可根据应用项目灵活组合，有效减少对资源的浪费。
【发明内容】
[0006]针对所提到的问题，本发明提供了一种电力系统实时分布式仿真平台系统，包括:
[0007]至少一台仿真服务器，其基于电力数学模型生成并输出电压、电流信号形式的仿真数据在包括多台所述仿真服务器的情况下，多台所述仿真服务器通过以太网互相连接
[0008]多台仿真客户端，其输入端以桥接分布方式连接所述仿真服务器的输出端，其用于对所述仿真数据实施处理，并输出经过处理的所述仿真数据；
[0009]多个仿真连接模块，其输入端以总线方式与所述仿真客户端的输出端连接；
[0010]保护装置，其输入端与所述仿真连接模块的输出端连接，其根据经过处理的所述仿真数据生成数据取样点的电气参数形式的动作信号；
[0011]信号监测模块，其输入端与所述保护装置的输出端连接，其输出端与所述仿真服务器的输入端连接，其用于将所述动作信号与预设阈值的范围进行匹配，并输出匹配情况；
[0012]报警装置，其输入端与所述保护装置的输出端连接，其在所述匹配情况是所述动作信号大于或小于预先设置的阈值时发出报警信号；
[0013]其中，所述仿真服务器基于所述匹配情况修改所述电力数学模型，从而完成闭环测试工作。
[0014]优选方案是:所述信号监测模块包括记录单元，用于记录所述保护装置运行过程中的电气参数。
[0015]优选方案是:所述信号监测模块设置有图形输出单元。
[0016]优选方案是:所述信号监测模块设置有表格输出单元。
[0017]优选方案是:所述信号检测模块中设置有数字处理器。
[0018]优选方案是:所述总线为PCI总线。
[0019]优选方案是:所述PCI总线之间设有共享的高速缓存，同时还设有信息单元和控制寄存器。
[0020]本发明所提供的实时分布式仿真平台系统通过分布式布局和与现场设备的灵活连接，可以方便地构成适合各种现场需要的实时分布式仿真系统，充分满足电力系统仿真技术的发展要求。可全面分析可能对客户供电可靠性和供电质量带来负面影响的各种风险因素，为电网的建设、监测及维护提供手段和依据。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的结构框图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0023]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0024]本发明提供了一种电力系统实时分布式仿真平台系统，其特征在于，包括:
[0025]至少一台仿真服务器，其通过以太网互相连接，所述仿真服务器的输入端连接数字模型的输出端；多台仿真客户端，其输入端以桥接分布方式连接所述仿真服务器的输出端；多个仿真连接模块，其输入端以总线与所述仿真客户端的输出端连接；保护装置，其输入端与所述仿真连接模块的输出端连接；信号监测模块，其输入端与所述保护装置的输出端连接，输出端与所述仿真服务器的输入端连接，所述信号检测模块中设置有数字处理器，于将所述保护装置的数据取样点的电气参数与预设阈值的范围进行匹配并将匹配情况通过输出端输送到所述仿真服务器中，所述信号监测模块包括记录单元，用于记录所述保护装置运行过程中的电气参数，所述信号监测模块设置有图形输出单元，用于将记录单元记录的电气参数绘制成电气参数波动曲线图并输出，所述信号检测模块包括表格输出单元，用于将第二预设时间内的记录单元记录的电气参数整合成数据表格并输出；报警装置，其输入端与所述保护装置的输出端连接，当所述报警装置接收到的信号值大于或小于预先设置的阈值，则发出报警信号。通过数字模型，所述仿真服务器将计算得出的电压、电流信号输入到所述仿真客户端，所述仿真连接模块接收并处理电压、电流信号后输入到所述保护装置中，所述保护装置再将其动作信号输出到所述仿真服务器中，所述仿真服务器接收到动作信号后，通过改变数字模型中的系统运行状态来改变其输出的电压、电流信号，从而完成闭环测试工作。
[0026]如图1所示，本发明所提供的实时分布式仿真平台系统包括至少一台仿真服务器，该仿真服务器可单台进行运算或多台联合进行运算。在进行联合运算时，多台仿真服务器之间通过千兆(或以上速率)以太网进行连接。在每一台仿真服务器中，通PCIe/PCI桥接方式连接单台或多台实时分布式仿真装置。所述PCI总线之间设有共享的高速缓存，同时还设有信息单元和控制寄存器，采用芯片实现的信息单元，其中高速RAM用于实现数据共享，信息单元实现信息流控。通过它们可以实现对内存的共享，并支持DMA数据传输，从而有效提尚数据吞吐的能力。
[0027]本发明中使用的仿真服务器由运算能力较强的高性能的仿真服务器实现，用于提供仿真运算和输入输出服务功能。它与实时分布式仿真装置通过PCI/PCIe桥接方式实现连接，以便进行数据输入输出的转换。在本仿真服务器中，可采用QNX、Linux等实时操作系统。这些操作系统的实时性能好，且支持多核系统，适合电力系统实时分布式仿真的需要。
[0028]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种电力系统实时分布式仿真平台系统，其特征在于，包括: 至少一台仿真服务器，其基于电力数学模型生成并输出电压、电流信号形式的仿真数据在包括多台所述仿真服务器的情况下，多台所述仿真服务器通过以太网互相连接 多台仿真客户端，其输入端以桥接分布方式连接所述仿真服务器的输出端，其用于对所述仿真数据实施处理，并输出经过处理的所述仿真数据； 多个仿真连接模块，其输入端以总线方式与所述仿真客户端的输出端连接； 保护装置，其输入端与所述仿真连接模块的输出端连接，其根据经过处理的所述仿真数据生成数据取样点的电气参数形式的动作信号； 信号监测模块，其输入端与所述保护装置的输出端连接，其输出端与所述仿真服务器的输入端连接，其用于将所述动作信号与预设阈值的范围进行匹配，并输出匹配情况； 报警装置，其输入端与所述保护装置的输出端连接，其在所述匹配情况是所述动作信号大于或小于预先设置的阈值时发出报警信号； 其中，所述仿真服务器基于所述匹配情况修改所述电力数学模型，从而完成闭环测试工作。2.根据权利要求1所述的电力系统实时分布式仿真平台系统，其特征在于，所述信号监测模块包括记录单元，所述记录单元用于记录所述保护装置运行过程中的电气参数。3.根据权利要求1所述的电力系统实时分布式仿真平台系统，其特征在于，所述信号监测模块设置有图形输出单元。4.根据权利要求1所述的电力系统实时分布式仿真平台系统，其特征在于，所述信号监测模块设置有表格输出单元。5.根据权利要求1所述的电力系统实时分布式仿真平台系统，其特征在于，所述信号检测模块中设置有数字处理器。6.根据权利要求1所述的电力系统实时分布式仿真平台系统，其特征在于，所述总线为PCI总线。7.根据权利要求6所述的电力系统实时分布式仿真平台系统，其特征在于，所述PCI总线之间设有共享的高速缓存，同时还设有信息单元和控制寄存器。
【专利摘要】本发明公开了一种电力系统实时分布式仿真平台系统，包括：至少一台仿真服务器；多台仿真客户端；多个仿真连接模块；保护装置；信号监测模块；报警装置；通过数字模型，所述仿真服务器将计算得出的电压、电流信号输入到所述仿真客户端，所述仿真连接模块接收并处理电压、电流信号后输入到所述保护装置中。本发明所提供的实时分布式仿真平台系统通过分布式布局和与现场设备的灵活连接，可以方便地构成适合各种现场需要的实时分布式仿真系统，充分满足电力系统仿真技术的发展要求。可全面分析可能对客户供电可靠性和供电质量带来负面影响的各种风险因素，为电网的建设、监测及维护提供手段和依据。
【IPC分类】G05B17/02
【公开号】CN105319986
【申请号】CN201510746914
【发明人】李伟, 梁旭, 郭琦, 欧开健, 周仲晖, 胡云, 张树卿
【申请人】中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心, 清华大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月4日