一种基于实时数字仿真的电网黑启动方案全过程校核系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电网黑启动技术领域，尤其涉及一种基于实时数字仿真的电网黑启动方案全过程校核系统。
【背景技术】
[0002]目前，黑启动过程一般包括黑启动机组启动，黑启动机组并网，黑启动路径恢复供电(即路径中的线路、变压器合闸充电)，被启动机组的厂用负荷(辅机)启动等过程。因此黑启动方案校核应考虑上述过程，一般包括黑启动机组自励磁校核、启动过程中工频过电压校核、空充长线路操作过电压校核、空充变压器操作过电压校核以及被启动机组厂用负荷投入过程中的电压和频率校核。
[0003]《电力系统自动化》2012年21期一电网黑启动方案评价指标体系及应用赵达维刘天琪李兴源唐健一鉴于现有评价指标不完备、评估方法存在主观性和评估方案不完全等问题，尚无法对黑启动方案进行全面、有效的评估。为此，提出并建立了电网黑启动方案评价指标体系，涵盖电源恢复、负荷接入、网架结构、并网准备、并网过程、恢复时间、频率稳定、电压变化和恢复效益等内容。评价指标分为直接计算指标和间接获取指标，可分别通过对黑启动方案的分析和数字仿真求取。基于指标计算值，运用主成分分析法计算各套方案的客观评价值，可以找到相对最优方案。该评价指标体系可为电网调度运行部门评估黑启动方案提供决策依据。
[0004]《天津大学》2012年一黑启动方案辅助自动生成系统赵子明一黑启动是指整个电网因故障停电后，通过外部电网的帮组或者系统内具有自启动能力的发电机组，启动系统内无自启动能力的发电机机组，实现并网运行，形成子系统，逐步扩大供电范围，最终实现整个电网负荷恢复的过程。随着我国用电量逐年提高，电网的规模越来越大，系统的动态行为越来越复杂，由局部故障引发电力系统灾难的几率越来越大。近年来国内外发生的大停电事故给国民经济造成了巨大损失，黑启动路径恢复方案的制定逐渐得到国内外电力工作者的重视，并已成为其日常工作之一。本文以黑启动方案辅助自动生成系统为题进行研究，取得了一定的成果。本文首先介绍了黑启动的一般过程以及制定黑启动方案时需要注意的原则和要求，其次讨论了黑启动对发电机机组二次系统的要求，重点分析研究了黑启动过程中遇到的黑启动电源选择、自励磁校核、工频过电压校核、操作过电压校核、带厂用负荷时电压和频率的校核、初步恢复后小系统稳定性评估以及子系统的合环问题等。进而分别利用RTDS和BPA、PSCAD两套仿真工具，对天津电网内一条黑启动路径方案进行了计算校核，并对其仿真结果进行了对比分析。最后，本文结合图形建模技术、数据库技术和电力系统分析计算技术开发了一套可视化的电网黑启动辅助决策支持系统。该系统将图形系统与数据库结合形成图模一体化平台，具有界面友好、交互性强和功能完善等特点；系统中包括了基于规则的黑启动路径自动生成算法形成黑启动初始路径方案，既避免了人工提供黑启动初始路径的繁琐，又能避免合理路径的遗漏；系统中所包括的路径分析功能及数据管理，既相互独立，又能相互配合，而形成了一个完整的整体。进而，系统所提供的分析结果的导出，可生成黑启动初步分析报告，大大减轻了撰写分析报告的压力。
[0005]目前现有的校核方法中仅是针对上述单一问题进行仿真计算，对每个问题逐一进行建模仿真，但是，黑启动过程是一个连续的过程，将此过程割裂进行单一分析，必然会影响校核仿真正确性。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型为解决目前现有的黑启动校核方法存在的仅是针对单一问题进行建模仿真，影响校核仿真正确性的技术问题而提供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的基于实时数字仿真的电网黑启动方案全过程校核系统。
[0007]本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
[0008]本实用新型的基于实时数字仿真的电网黑启动方案全过程校核系统设置有实时数字仿真仪；可以实时获取电压和电流的信息，为电网黑启动提供了可靠的数据；
[0009]与所述实时数字仿真仪连接，接收所述实时数字仿真仪输出的电压、电流仿真信号的功率放大器；
[0010]与所述功率放大器连接，接收所述功率放大器增益放大的电压电流信号的故障录波器；
[0011]与所述实时数字仿真仪和故障录波器连接，将所述模拟断路器的控制信号输出至所述实时数字仿真仪，实现对电网黑启动模型断路器开合的控制，同时所述模拟断路器还将断路器控制信号传送至所述故障录波器的模拟断路器。
[0012]与所述实时数字仿真仪连接，用于黑启动模型搭建，系统运行控制和数据监测的工作站PC。
[0013]与所述实时数字仿真仪连接，应用存储电网设备的技术参数，通过工作站PC调取数据，并传输给实时数字仿真仪完成电网模型中各参数填写的电网实测参数库。
[0014]进一步，所述功率放大器包括放大晶体管、谐振电路和多级低通滤波器；所述谐振电路串接在所述放大晶体管集电极和电源端子之间，所述多级低通滤波器连接在所述放大晶体管和信号输出端之间，信号输入端连接所述放大晶体管的基极；可对输入信号进行可靠放大，且能量损失小。
[0015]所述谐振电路包括电感和多个并联的电容器；
[0016]所述电容器包括电解电容；
[0017]所述放大晶体管为三极管，所述三极管的一侧设置有散热块；结构简单、散热效果好，可以防止三极管烧坏，避免电子元器件损坏。
[0018]本发明提出了基于实时数字仿真的电网黑启动方案全过程仿真校核系统，对黑启动全过程进行统一建模，按照真实黑启动操作过程进行仿真校核，以极大近似真实性，保证校核工作的客观性。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型实施例提供的基于实时数字仿真的电网黑启动方案全过程校核系统结构示意图；
[0020]图中:1、故障录波器；2、功率放大器；3、模拟断路器；4、工作站PC ;5、电网实测参数库；6、实时数字仿真仪。
【具体实施方式】
[0021]为能进一步了解本实用新型的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
[0022]请参阅图1:
[0023]如图1所示，本实用新型实施例的基于实时数字仿真的电网黑启动方案全过程校核系统主要包括:故障录波器1、功率放大器2、模拟断路器3、工作站PC4、电网实测参数库
5、实时数字仿真仪6 ;
[0024]工作站PC4，用来控制整套系统运行，包括黑启动模型搭建，系统运行控制和数据监测；
[0025]电网实测参数库5，存储电网设备(发电机、变压器、断路器、线路、电动机、负荷等)的技术参数，工作站PC4可从该参数库中调取数据，并传输给电力系统实时实时数字仿真仪6 (下称RTDS系统)完成电网模型中各参数的填写；
[0026]实时数字仿真仪6，用来完成电网黑启动系统的运行工况仿真，并根据工作站的指令将电网电压、电流仿真信号(5V小信号)输出；
[0027]功率放大器2，接收实时数字仿真仪6输出的电压、电流仿真信号，并将信号根据增益放大成电压电流(二次值)信号至故障录波器I ;
[0028]所述功率放大器I包括放大晶体管、谐振电路和多级低通滤波器；所述谐振电路串接在所述放大晶体管集电极和电源端子之间，所述多级低通滤波器连接在所述放大晶体管和信号输出端之间，信号输入端连接所述放大晶体管的基极；
[0029]所述谐振电路包括电感和多个并联的电容器；
[0030]所述电容器包括电解电容；
[0031]所述放大晶体管为三极管，所述三极管的一侧设置有散热块。
[0032]模拟断路器3，将模拟断路器3的控制信号输出至实时数字仿真仪6，实现对电网黑启动模型断路器开合的控制，同时模拟断路器3还将断路器控制信号传送至故障录波器I ;
[0033]故障录波器1，自动存储所接收到的电压电流(二次值)信号和断路器控制信号，以备实验结束后进行数据分析使用。
[0034]以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种基于实时数字仿真的电网黑启动方案全过程校核系统，其特征在于，所述基于实时数字仿真的电网黑启动方案全过程校核系统设置有实时数字仿真仪； 与所述实时数字仿真仪连接，接收所述实时数字仿真仪输出的电压、电流仿真信号的功率放大器； 与所述功率放大器连接，接收所述功率放大器增益放大的电压电流信号的故障录波器; 与所述实时数字仿真仪和故障录波器连接，将模拟断路器的控制信号输出至所述实时数字仿真仪，实现对电网黑启动模型断路器开合的控制，同时模拟断路器还将断路器控制信号传送至所述故障录波器的模拟断路器。2.如权利要求1所述的基于实时数字仿真的电网黑启动方案全过程校核系统，其特征在于，所述基于实时数字仿真的电网黑启动方案全过程校核系统还包括: 与所述实时数字仿真仪连接，用于黑启动模型搭建，系统运行控制和数据监测的工作站PCo3.如权利要求1所述的基于实时数字仿真的电网黑启动方案全过程校核系统，其特征在于，所述功率放大器包括放大晶体管、谐振电路和多级低通滤波器；所述谐振电路串接在所述放大晶体管集电极和电源端子之间，所述多级低通滤波器连接在所述放大晶体管和信号输出端之间，信号输入端连接所述放大晶体管的基极； 所述谐振电路包括电感和多个并联的电容器； 所述电容器包括电解电容； 所述放大晶体管为三极管，所述三极管的一侧设置有散热块。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于实时数字仿真的电网黑启动方案全过程校核系统，设置有实时数字仿真仪；与所述实时数字仿真仪连接，接收所述实时数字仿真仪输出的电压、电流仿真信号的功率放大器；与所述功率放大器连接，接收所述功率放大器增益放大的电压电流信号的故障录波器；与所述实时数字仿真仪和故障录波器连接，将所述模拟断路器的控制信号输出至所述实时数字仿真仪，实现对电网黑启动模型断路器开合的控制，同时所述模拟断路器还将断路器控制信号传送至所述故障录波器。因此本实用新型实现了对黑启动全过程进行统一建模，按照真实黑启动操作过程进行仿真校核，以极大近似真实性，保证了校核工作的客观性。
【IPC分类】G05B23/02, G05B17/02
【公开号】CN204740447
【申请号】CN201520280802
【发明人】刘涛, 史成广, 林济铿, 时燕新, 王旭东
【申请人】国家电网公司, 国网天津市电力公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年5月4日