专利名称：直流控制保护系统仿真试验的录波对比分析方法
技术领域：
本发明是一种直流控制保护系统仿真试验的录波对比分析方法，特 别是一种高压直流保护装置故障录波数据处理及其与实时数字仿真数据 进行对比分析的方法，属于直流控制保护系统仿真试验的录波对比分析 方法的创新技术。
背景技术：
直流控制保护装置是高压直流输电系统的核心，其性能的好坏直接 决定着直流工程的运行和直流设备的安全。其中直流保护用于保护换流 站各直流设备，在故障或异常工况下快速切除系统中的短路故障或不正 常运行设备，防止其造成损害或干扰系统其他部分的正常工作，保证直 流系统的安全运行。高压直流保护装置当高压直流保护动作时，将自动 触发保护装置内部录波。录波量一般为直流系统中不同位置的直流电压 量或直流电流量，录波格式为不常用的"*. tri"格式。另一方面，为了便于直流保护装置的内部处理，保护装置录波数据为百分比格式，而且 该百分比数值计算所釆用的基准值也不是常规量。因此，高压直流保护 装置内部录波数据不便于故障分析。在高压直流输电系统仿真试验中，将实时数字仿真器与直流保护装置 联接构成实时闭环仿真试验系统，如图1所示。该仿真试验系统中，直 流输电系统一次部分在实时数字仿真器中模拟，仿真器所模拟的直流电 压量或直流电流量，经过数模转换卡以及光测量模块等传送环节，送至直流保护装置，如图2所示。为了评估直流系统仿真的精确性和可信度，并验证直流保护装置动作 的正确性，需要将直流保护装置内部录波与实时数字仿真录波进行对比 分析。但是，直流保护装置内部录波与实时数字仿真录波对比具有较高的难度，因为1)两者的数据格式不一样。2)两者的坐标不一样，直 流保护装置内部录波横坐标为ms (亳秒)，纵坐标为百分比数值，且该 百分比数值计算所釆用的基准值也不是常规量。实时数字仿真录波横坐 标为s (秒)，纵坐标为kA (千安，直流电流)或为V (伏，直流电压)。 3)两者的录波时刻不一样。因此，到目前为止，国内外未有研究机构进行高压直流保护装置内部 录波与实时数字仿真录波对比方面的工作。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种可评估直流系统仿真的 精确性和可信度，并验证直流保护装置动作的正确性的直流控制保护系 统仿真试验的录波对比分析方法。本发明的技术方案是本发明直流控制保护系统仿真试验的录波对比 分析方法，包括有如下步骤1) 对直流控制保护装置的内部录波数据进行标准化处理，使之与其 相应的实时数字仿真器的录波数据格式兼容、坐标一致、单位一致、录 波时刻对应；2) 将直流控制保护装置进行标准化处理的内部录波数据与实时数字 仿真器的录波数据进行相互比较，分析及验证直流控制保护装置动作的 正确性。上述直流控制保护装置的内部录波数据包括直流电流量及直流电压量。上述直流控制保护装置内部直流电流量的录波对比包括如下步骤. 1 )用实时数字仿真器进行实时数字仿真，先设定仿真步长应设置为75微秒，且每2个仿真计算点取一个数据釆样点，使实时数字仿真器(l)的录波采样频率与直流控制保护装置的直流电流量录波釆样频率一致，使两者更具可比性；2) 进行实时数字仿真，使直流保护动作，并保存实时数字仿真录波， 其格式应设置为标准的数据格式；3) 用直流控制保护维护工作站读取直流控制保护装置的直流电流量录波；4) 将直流控制保护装置的直流电流量录波导入微机；5) 对直流控制保护装置的直流电流量录波进行单位转换，使之与实时数字仿真器录波的单位对应；6) 对直流控制保护装置的直流电流量录波进行平移，使之与实时数 字仿真器录波的故障时刻对应；7) 保存更改后的直流控制保护装置的直流电流量录波数据；8) 打开实时数字仿真器中的录波和处理后的直流控制保护装置2的直流电流量录波数据，进行比较。上述步骤5 )对直流控制保护装置的直流电流量录波进行单位转换的 方法是第一列数除以1000,由"亳秒"转换为"秒，，，第二列数乘以 0. 09，由"百分数"转换为"千安"。上述步骤5 )对直流控制保护装置的直流电流量录波进行平移的方法是第一列数加上一个数值范围在0.1-0.11之间的常数，使之与实时数字仿真器录波的故障时刻对应。上述直流控制保护装置内部直流电压量的录波对比包括如下步骤 1 )用实时数字仿真器进行实时数字仿真，先设定仿真步长应设置为75微秒，且每2个仿真计算点取一个数据采样点，使实时数字仿真器1的录波釆样频率与直流控制保护装置的直流电压量录波釆样频率一致，使两者更具可比性；2) 进行实时数字仿真，使直流保护动作，并保存实时数字仿真录波,其格式应设置为标准的数据格式；3) 用直流控制保护维护工作站读取直流控制保护装置的直流电压量录波；4) 将直流控制保护装置的直流电压量录波导入微机；5) 对直流控制保护装置的直流电压量录波进行单位转换，使之与实 时数字仿真器录波的单位对应；6) 对直流控制保护装置直流电压量录波进行平移，使之与实时数字 仿真器录波的故障时刻对应；7) 保存更改后的直流控制保护装置的直流电压量录波数据；8) 打开实时数字仿真器中的录波和处理后的直流控制保护装置的直 流电压量录波数据，进行比较。上述步骤5 )对直流控制保护装置的直流电压量录波进行单位转换的 方法是第一列数除以1000，由"亳秒"转换为"秒"，第二列数乘以 5，由"百分数"转换为"伏"。上述步骤5)对直流控制保护装置的直流电压量录波进行平移的方 法是第一列数加上一个数值范围在0.1-0.11之间的常数，使之与实 时数字仿真器录波的故障时刻对应。本发明通过对直流保护装置的直流电压量和直流电流量内部录波数 据进行一系列标准化处理，使之与其相应的实时数字仿真录波数据格式 兼容、坐标一致、单位一致、录波时刻对应，从而可进行相互比较，以 评估直流系统仿真的精确性和可信度，并验证直流保护装置动作的正确性等。本发明通过方便实用的高压直流保护装置内部录波数据(包括直 流电流量和直流电压量)的标准化处理方法及其与实时数字仿真录波对 比的方法，以评估直流系统仿真的精确性和可信度，并验证直流保护装 置动作的正确性，填补了这个领域的空白，为直流控制保护系统仿真试 验分析提供了一种可靠的方法。
图1为实时数字仿真器高压直流保护装置与实时数字仿真器构成的 实时闭环仿真试验系统的示意图。图2为实时数字仿真器的实时数字仿真量传送至直流保护装置的路 径示意图。图3为本发明直流保护装置内部直流电流量录波与实时数字仿真器 录波对比，图中保护装置内部录波和实时数字仿真器录波各有三个釆样 点。图4为本发明直流保护装置内部直流电压量录波与实时数字仿真器 录波对比，图中保护装置内部录波和实时数字仿真器录波各有三个釆样 点。
具体实施例方式实施例本发明直流控制保护系统仿真试验的录波对比分析方法，包括有如下 步骤1) 对直流控制保护装置2的内部录波数据进行标准化处理，使之与 其相应的实时数字仿真器l的录波数据格式兼容、坐标一致、单位一致、录波时刻对应；2) 将直流控制保护装置2进行标准化处理的内部录波数据与实时数 字仿真器1的录波数据进行相互比较，分析及验证直流控制保护装置2动作的正确性。上述直流控制保护装置2的内部录波数据包括直流电流量及直流电压量。上述直流控制保护装置2内部直流电流量的录波对比包括如下步骤:1) 由于直流控制保护装置2内部录波的釆样频率为6666. 667赫兹 (即每150微秒釆样一个数据点)，为使得实时数字仿真录波与保护装置内部录波釆样频率一致，在进行实时数字仿真仿真时，仿真步长应设 置为75微秒，故用实时数字仿真器l进行实时数字仿真，先设定仿真步 长应设置为75微秒，且每2个仿真计算点取一个数据釆样点，使实时数 字仿真器的录波釆样频率与直流控制保护装置2的直流电流量录波釆样 频率一致，使两者更具可比性；2) 进行实时数字仿真，使直流保护动作，并保存实时数字仿真录波, 其格式应设置为标准的数据格式；3) 用直流控制保护维护工作站读取直流控制保护装置2的直流电流量录波；4) 将直流控制保护装置2的直流电流量录波导入微机；本实施例中， 将保护装置内部录波导入微软Excel工作簿(Microsoft Office Excel)。5) 对直流控制保护装置2的直流电流量录波进行单位转换，使之与实时数字仿真器录波的单位对应；6) 对直流控制保护装置2的直流电流量录波进行平移，使之与实时数字仿真器录波的故障时刻对应；7) 保存更改后的直流控制保护装置2的直流电流量录波数据；8) 打开实时数字仿真器l中的录波和处理后的直流控制保护装置2 的直流电流量录波数据，进行比较。上述步骤5 )对直流控制保护装置2的直流电流量录波进行单位转换的方法是第一列数除以i000，由"亳秒"转换为"秒"，第二列数乘 以0.09,由"百分数"转换为"千安"。上述步骤5 )对直流控制保护装置的直流电流量录波进行平移的方法 是第一列数加上一个数值范围在0. 1~0. 11之间的常数，使之与实时 数字仿真器录波的故障时刻对应。上述直流控制保护装置2内部直流电压量的录波对比与上述直流电 流量的录波对比方法相同，只是步骤5)稍有不同，具体包括如下步骤1) 用实时数字仿真器1进行实时数字仿真，先设定仿真步长应设置 为75微秒，且每2个仿真计算点取一个数据釆样点，使实时数字仿真器 1的录波釆样频率与直流控制保护装置2的直流电压量录波采样频率一 致，使两者更具可比性；2) 进行实时数字仿真，使直流保护动作，并保存实时数字仿真录波，其格式应设置为标准的数据格式；3) 用直流控制保护维护工作站读取直流控制保护装置2的直流电压量录波；4) 将直流控制保护装置2的直流电压量录波导入微机；5) 对直流控制保护装置2的直流电压量录波进行单位转换，使之与实时数字仿真器录波的单位对应；6) 对直流控制保护装置2直流电压量录波进行平移，使之与实时数 字仿真器录波的故障时刻对应；7) 保存更改后的直流控制保护装置2的直流电压量录波数据；本实 施例中，在微软Excel工作簿中通过"另存为"保存更改后的保护装置 内部录波数据，保存类型选择为"文本文件(制表符分隔)"。8) 用数据处理软件打开实时数字仿真器1中的录波和处理后的直流 控制保护装置2的直流电压量录波数据，进行比较。上述步骤5 )对直流控制保护装置2的直流电压量录波进行单位转换的方法是第一列数除以1000，由"亳秒，，转换为"秒"，第二列数乘 以5，由"百分数"转换为"伏"。上述步骤5 )对直流控制保护装置2的直流电压量录波进行平移的方 法是第一列数加上一个数值范围在0.1-0.11之间的常数，使之与实 时数字仿真器录波的故障时刻对应。
权利要求
1、一种直流控制保护系统仿真试验的录波对比分析方法，其特征在于包括有如下步骤1)对直流控制保护装置(2)的内部录波数据进行标准化处理，使之与其相应的实时数字仿真器(1)的录波数据格式兼容、坐标一致、单位一致、录波时刻对应；2)将直流控制保护装置(2)进行标准化处理的内部录波数据与实时数字仿真器(1)的录波数据进行相互比较，分析及验证直流控制保护装置(2)动作的正确性。
2、 根据权利要求1所述的直流控制保护系统仿真试验的录波对比分析方 法，其特征在于上述直流控制保护装置(2)的内部录波数据包括直流电流量 及直流电压量。
3、 根据权利要求2所述的直流控制保护系统仿真试验的录波对比分析方 法，其特征在于上述直流控制保护装置(2)内部直流电流量的录波对比包括 如下步骤1) 用实时数字仿真器(1)进行实时数字仿真，先设定仿真步长应设置为 75微秒，且每2个仿真计算点取一个数据釆样点，使实时数字仿真器(1)的 录波釆样频率与直流控制保护装置(2)的直流电流量录波釆样频率一致，使 两者更具可比性；2) 进行实时数字仿真，使直流保护动作，并保存实时数字仿真录波，其 格式应设置为标准的数据格式；3) 用直流控制保护维护工作站读取直流控制保护装置(2)的直流电流量录波；4) 将直流控制保护装置(2)的直流电流量录波导入微机；5) 对直流控制保护装置(2)的直流电流量录波进行单位转换，使之与实时数字仿真器(1)录波的单位对应；6) 对直流控制保护装置(2)的直流电流量录波进行平移，使之与实时数 字仿真器(1)录波的故障时刻对应；7) 保存更改后的直流控制保护装置(2)的直流电流量录波数据；8) 打开实时数字仿真器(1)中的录波和处理后的直流控制保护装置(2) 的直流电流量录波数据，进行比较。
4、 根据权利要求3所述的直流控制保护系统仿真试验的录波对比分析方 法，其特征在于上述步骤5)对直流控制保护装置(2)的直流电流量录波进行 单位转换的方法是第一列数除以1000，由"毫秒"转换为"秒"，第二列数 乘以O. 09,由"百分数"转换为"千安"。
5、 根据权利要求3所述的直流控制保护系统仿真试验的录波对比分析方 法，其特征在于上述步骤5 )对直流控制保护装置(2 )的直流电流量录波进行 平移的方法是第一列数加上一个数值范围在0.1-0. 11之间的常数，使之与 实时数字仿真器(1)录波的故障时刻对应。
6、 根据权利要求2所述的直流控制保护系统仿真试验的录波对比分析方 法，其特征在于上述直流控制保护装置(2)内部直流电压量的录波对比包括 如下步骤1) 用实时数字仿真器(1)进行实时数字仿真，先设定仿真步长应设置为 75微秒，且每2个仿真计算点取一个数据釆样点，使实时数字仿真器(1)的 录波釆样频率与直流控制保护装置(2)的直流电压量录波采样频率一致，使 两者更具可比性；2) 进行实时数字仿真，使直流保护动作，并保存实时数字仿真录波，其 格式应设置为标准的数据格式；3) 用直流控制保护维护工作站读取直流控制保护装置(2)的直流电压量录波；4) 将直流控制保护装置(2)的直流电压量录波导入微机；5) 对直流控制保护装置(2)的直流电压量录波进行单位转换，使之与实 时数字仿真器(1)录波的单位对应；6) 对直流控制保护装置(2)直流电压量录波进行平移，使之与实时数字仿真器(1)录波的故障时刻对应；7) 保存更改后的直流控制保护装置(2)的直流电压量录波数据；8) 打开实时数字仿真器(1)中的录波和处理后的直流控制保护装置(2) 的直流电压量录波数据，进行比较。
7、 根据权利要求6所述的直流控制保护系统仿真试验的录波对比分析方 法，其特征在于上述步骤5 )对直流控制保护装置(2 )的直流电压量录波进行 单位转换的方法是第一列数除以1000，由"毫秒"转换为"秒"，第二列数 乘以5，由"百分数"转换为"伏"。
8、 根据权利要求6所述的直流控制保护系统仿真试验的录波对比分析方 法，其特征在于上述步骤5)对直流控制保护装置(2)的直流电压量录波进行 平移的方法是第一列数加上一个数值范围在O. 1~0. ll之间的常数，使之与 实时数字仿真器(1)录波的故障时刻对应。
全文摘要
本发明是一种直流控制保护系统仿真试验的录波对比分析方法。包括有如下步骤1)对直流控制保护装置(2)的内部录波数据进行标准化处理，使之与其相应的实时数字仿真器(1)的录波数据格式兼容、坐标一致、单位一致、录波时刻对应；2)将直流控制保护装置(2)进行标准化处理的内部录波数据与实时数字仿真器(1)的录波数据进行相互比较，分析及验证直流控制保护装置(2)动作的正确性。上述直流控制保护装置(2)的内部录波数据包括直流电流量及直流电压量。本发明通过对直流保护装置的直流电压量和直流电流量内部录波数据进行一系列标准化处理，使之与其相应的实时数字仿真录波数据格式兼容、坐标一致、单位一致、录波时刻对应，从而可进行相互比较，以评估直流系统仿真的精确性和可信度，并验证直流保护装置动作的正确性等。
文档编号H02H7/26GK101247041SQ20081002694
公开日2008年8月20日 申请日期2008年3月21日 优先权日2008年3月21日
发明者欧开健 申请人:中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心