基于特高压直流换流站实现仿真模拟预演的系统的制作方法

本发明涉及仿真技术领域，尤其涉及电力技术领域，具体是指一种基于特高压直流换流站实现仿真模拟预演的系统。

背景技术：

特高压直流输电系统作为特高压电网的重要组成部分，具有传输距离远、输送功率大、启动和调节速度快、可控性强、灵活的有功功率调节能力和可快速改善交流系统运行特性等优点，可以高效、广域、低损耗地传输清洁能源，是远距离大容量输送电力的重要技术形式。近年来我国特高压直流输电技术取得了重大进步，实现了直流输电电压、电流的大幅提升，输送容量和送电距离得到了突破。

随着越来越多的特高压直流输电工程建成投运，特高压直流控制保护系统调试和运行的工作量日益加重。保证运行人员操作的正确性，才能保障特高压直流输电工程的运行安全。安全运行规定中规定：“开始操作前，应先在模拟图板上进行核对性模拟预演，无误后再进行操作”。现场执行操作命令票前，运行人员需根据预先拟定的操作票内容，在模拟图板即现场为ows运行人员操作界面上进行模拟预演。但由于ows运行操作系统限制，模拟预演时无法真正执行操作指令，无法观察设备状态变化以及设备状态变化后对直流系统产生的影响，无法直观判断模拟操作的正确性。

技术实现要素：

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足操作简便、适用范围较为广泛的基于特高压直流换流站实现仿真模拟预演的系统。

为了实现上述目的，本发明的基于特高压直流换流站实现仿真模拟预演的系统如下：

该基于特高压直流换流站实现仿真模拟预演的系统，其主要特点是，所述的系统包括：

特高压直流换流站仿真子系统，用于模拟特高压直流换流站的电力一二次设备、控制工作站和三维场景的软件程序，支持电力仿真计算和仿真操作；

模拟预演控制子系统，与所述的特高压直流换流站仿真子系统相连接，用于操作控制模拟预演过程，收集操作行为和操作结果，进行操作效果评价和操作正确性校核。

较佳地，所述的特高压直流换流站仿真子系统包括：

模拟换流站一次系统模块，用于模拟直流站中的一次设备；

模拟换流站二次控保装置模块，用于模拟直流站中的二次控保装置；

模拟运行人员工作站模块，用于通过仿真系统模拟，或通过需要仿真的特高压直流换流站实际使用的运行人员监控后台模拟；

三维场景仿真模块，与所述的模拟换流站一次系统模块和模拟换流站二次控保装置模块相连接，用于通过三维图形方式模拟特高压直流换流站中一二次设备。

较佳地，所述的模拟预演控制子系统包括：

操作票模拟模块，用于模拟在工作中收到调度指令后拟定操作票的过程；

操作记录模块，用于收集汇总在运行人员工作站和三维场景中进行的操作记录；

操作校核模块，用于从操作效果、操作动作和操作顺序的方面校核调控操作的正确性；

过程回看模块，用于通过收集的电气量信息和操作记录回放操作过程中的电气变化。

较佳地，所述的模拟换流站一次系统模块模拟的一次设备包含换流站中开关、等效交流电网、换流变压器、交直流滤波器、工频滤波器、冲击电容器和直流线路。

较佳地，所述的模拟换流站二次控保装置模块模拟换流站中极区保护、双极区保护、换流器区保护、换流变区保护和交流滤波器保护，并进行功率/极电流控制、极顺序控制、流变抽头控制、无功控制、功率调制、保护性监视功能、换流器触发计算、点火控制和换流器变抽头控制。

较佳地，所述的三维场景仿真模块模拟的特高压直流换流站中一二次设备包括主体设备、操作箱和汇控柜以及设备上的按钮和开关的控制装置。

采用了本发明的基于特高压直流换流站实现仿真模拟预演的系统，采用了该发明中的基于特高压直流换流站仿真的模拟预演方法，可为特高压换流站运行人员提供可实际操作真实，观察设备状态变化以及设备状态变化后对直流系统产生的影响，进而直观判断模拟操作的正确性的方法和系统，提高调控操作正确率；借助于该发明中的操作记录和操作校核功能，该发明还可用于特高压换流站运行人员的调控操作自动化培训。该发明实现了特高压直流换流站仿真子系统与模拟预演控制子系统解耦，模拟预演控制子系统可用于仿真不同特高压直流换流站，不受限特高压直流换流站仿真子系统的实现方式和生产厂家。

附图说明

图1为本发明的基于特高压直流换流站实现仿真模拟预演的系统的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本发明的该基于特高压直流换流站实现仿真模拟预演的系统，其中包括：

特高压直流换流站仿真子系统，用于模拟特高压直流换流站的电力一二次设备、控制工作站和三维场景的软件程序，支持电力仿真计算和仿真操作；

模拟预演控制子系统，与所述的特高压直流换流站仿真子系统相连接，用于操作控制模拟预演过程，收集操作行为和操作结果，进行操作效果评价和操作正确性校核。

作为本发明的优选实施方式，所述的特高压直流换流站仿真子系统包括：

模拟换流站一次系统模块，用于模拟直流站中的一次设备；

模拟换流站二次控保装置模块，用于模拟直流站中的二次控保装置；

模拟运行人员工作站模块，用于通过仿真系统模拟，或通过需要仿真的特高压直流换流站实际使用的运行人员监控后台模拟；

三维场景仿真模块，与所述的模拟换流站一次系统模块和模拟换流站二次控保装置模块相连接，用于通过三维图形方式模拟特高压直流换流站中一二次设备。

作为本发明的优选实施方式，所述的模拟预演控制子系统包括：

操作票模拟模块，用于模拟在工作中收到调度指令后拟定操作票的过程；

操作记录模块，用于收集汇总在运行人员工作站和三维场景中进行的操作记录；

操作校核模块，用于从操作效果、操作动作和操作顺序的方面校核调控操作的正确性；

过程回看模块，用于通过收集的电气量信息和操作记录回放操作过程中的电气变化。

作为本发明的优选实施方式，所述的模拟换流站一次系统模块模拟的一次设备包含换流站中开关、等效交流电网、换流变压器、交直流滤波器、工频滤波器、冲击电容器和直流线路。

作为本发明的优选实施方式，所述的模拟换流站二次控保装置模块模拟换流站中极区保护、双极区保护、换流器区保护、换流变区保护和交流滤波器保护，并进行功率/极电流控制、极顺序控制、流变抽头控制、无功控制、功率调制、保护性监视功能、换流器触发计算、点火控制和换流器变抽头控制。

作为本发明的优选实施方式，所述的三维场景仿真模块模拟的特高压直流换流站中一二次设备包括主体设备、操作箱和汇控柜以及设备上的按钮和开关的控制装置。

本发明的具体实施方式中，通过结合特高压直流换流站仿真子系统与模拟预演控制子系统，开发了一套基于特高压直流换流站仿真的模拟预演系统，支持特高压直流换流站运行人员操作前的模拟预演和培训学习使用。

本发明交互方式简单，模拟了运行人员工作的完整流程。特高压直流换流站仿真子系统提供了换流站一次系统和二次控保装置的仿真计算，运行人员工作站ows和现场设备的操作仿真，为模拟预演控制子系统提供数据基础。

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够用于特高压直流换流站运行人员在开始操作前进行模拟预演的方法。

特高压直流换流站虚实结合的仿真方法的结构示意图如图1所示，由特高压直流换流站仿真子系统、模拟预演控制子系统两部分组成，其特征在于，特高压直流换流站仿真子系统是指用于模拟特高压直流换流站的电力一二次设备、控制工作站和三维场景的软件程序，模拟预演控制子系统是指用于控制模拟预演过程的软件程序。由特高压直流换流站仿真子系统提供电力仿真计算和仿真操作的支持，模拟预演控制子系统收集操作行为、操作结果，进行操作效果评价和操作正确性校核，两者结合提供可真正执行操作指令，观察设备状态变化以及设备状态变化后对直流系统产生的影响，进而直观判断模拟操作的正确性。

特高压直流换流站仿真子系统由模拟换流站一次系统模块、模拟换流站二次控保装置模块、模拟运行人员工作站模块和三维场景仿真模块组成。

模拟预演控制子系统由操作票模拟模块、操作记录模块、操作校核模块和过程回看模块组成。

特高压直流换流站仿真子系统作为模拟预演控制子系统的支撑平台，该发明中只对其提出功能需求和接口规范，其具体的实现方式和技术手段不影响模拟预演控制子系统的实际使用，实现了特高压直流换流站仿真子系统与模拟预演控制子系统的解耦，保证了本方法的普遍适用性。

模拟换流站一次系统模块模拟换流站中开关、等效交流电网、换流变压器、交直流滤波器、工频滤波器、冲击电容器、直流线路等一次设备；

模拟换流站二次控保装置模块模拟换流站中极区(即高压母线、中性母线、直流线路、直流滤波器)保护、双极区(即双极连接区、接地极线路、金属回线)保护、换流器区保护、换流变区保护、交流滤波器保护，功率/极电流控制、极顺序控制、流变抽头控制、无功控制、功率调制、保护性监视功能、换流器触发计算、点火控制、换流器变抽头控制等；

模拟运行人员工作站模块可使用仿真系统模拟，也可使用与欲仿真的特高压直流换流站实际使用的运行人员监控后台，即软件程序、工程配置、图形数据等，如果采用仿真模拟的方式，应尽量保证与现场操作行为一致；

三维场景仿真模块以三维图形方式模拟特高压直流换流站中一二次设备，包括主体设备、操作箱、汇控柜，以及这些设备上的按钮、开关等控制装置，可在三维场景中模拟特高压换流站的就地操作。

模拟预演控制子系统由操作票模拟模块、操作记录模块、操作校核模块和过程回看模块组成。

操作票模拟模块模拟运行人员在工作中收到调度员下发的调度指令后拟定操作票的过程；

操作记录模块收集汇总运行人员在运行人员工作站和三维场景中进行的操作；

操作校核模块从操作效果、操作动作和操作顺序等方面校核运行人员调控操作的正确性；

过程回看模块通过在操作过程中收集的电气量信息和操作记录回放整个操作工程中的电气变化。

采用了本发明的基于特高压直流换流站实现仿真模拟预演的系统，采用了该发明中的基于特高压直流换流站仿真的模拟预演方法，可为特高压换流站运行人员提供可实际操作真实，观察设备状态变化以及设备状态变化后对直流系统产生的影响，进而直观判断模拟操作的正确性的方法和系统，提高调控操作正确率；借助于该发明中的操作记录和操作校核功能，该发明还可用于特高压换流站运行人员的调控操作自动化培训。该发明实现了特高压直流换流站仿真子系统与模拟预演控制子系统解耦，模拟预演控制子系统可用于仿真不同特高压直流换流站，不受限特高压直流换流站仿真子系统的实现方式和生产厂家。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。