一种混合输电控制保护装置的模拟量传输系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种混合输电控制保护装置的模拟量传输系统，涉及电力系统技术领域，用于及时发现混合输电系统所存在的薄弱环节，提高电网的安全运行。所述混合输电控制保护装置的模拟量传输系统，包括：接口转换装置、光电转换装置、常规直流单元、柔性直流单元，以及用于输出交流模拟量和直流模拟量的RTDS建模工作站；其中，接口转换装置分别与RTDS建模工作站、常规直流单元和柔性直流单元信号连接；光电转换装置分别与RTDS建模工作站、常规直流单元和柔性直流单元信号连接。本实用新型提供的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统用于包含常规直流系统和柔性直流系统的混合输电系统。
【专利说明】
一种混合输电控制保护装置的模拟量传输系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力系统技术领域，具体涉及一种混合输电控制保护装置的模拟量传输系统。
【背景技术】
[0002]电网规模的不断扩大带来了巨大的经济效益，但也给电网的安全运行带来了很多新的技术问题，使电网的运行和管理更加复杂，因此必须对电网的输电系统进行深入的研究和分析，以发现该输电系统存在的薄弱环节，从而合理调控电网的运行方式，保证在不同的发展阶段电网均可安全稳定的运行。
[0003]目前电网主要向着超高压、大容量、远距离的交直流并联运行发展，即电网的输电系统主要为常规直流和柔性直流的混合输电系统。不过，采用混合输电系统虽然能解决常规直流输电系统导致的直流换相易失败的问题，又能解决柔性直流输电系统导致的输电容量较小及制造成本较高的问题，但采用混合输电系统会使电网的运行和控制变得复杂，如果在混合输电系统的使用过程中不能及时发现混合输电系统所存在的薄弱环节，极容易影响电网的安全运行。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种混合输电控制保护装置的模拟量传输系统，用于及时发现混合输电系统所存在的薄弱环节，提高电网的安全运行。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0006]—种混合输电控制保护装置的模拟量传输系统，包括:接口转换装置、光电转换装置、常规直流单元、柔性直流单元，以及用于输出交流模拟量和直流模拟量的RTDS建模工作站;其中，
[0007]接口转换装置分别与RTDS建模工作站、常规直流单元和柔性直流单元信号连接；接口转换装置接收RTDS建模工作站输出的交流模拟量，并将交流模拟量分别输出给常规直流单元和柔性直流单元；
[0008]光电转换装置分别与RTDS建模工作站、常规直流单元和柔性直流单元信号连接；光电转换装置接收RTDS建模工作站输出的直流模拟量，并将直流模拟量分别输出给常规直流单元和柔性直流单元。
[0009]本实用新型提供的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统具有如下有益效果:
[0010]本实用新型中RTDS建模工作站实时仿真具有常规直流单元和柔性直流单元的混合输电系统，用于及时发现混合输电系统运行中所存在的薄弱环节;RTDS建模工作站仿真处理后将所需输出的模拟量划分为交流模拟量和直流模拟量，然后通过不同的传输路线进行传输:交流模拟量通过接口转换装置集中汇总后分别输出给常规直流单元和柔性直流单元，直流模拟量通过光电转换装置从电信号转化为光信号后输出给常规直流单元和柔性直流单元;常规直流单元和柔性直流单元具备对输电系统进行控制和保护的功能，二者共同组成混合输电控制保护装置。本实用新型提供的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统通过对不同模拟量的隔离传输，提高了模拟量传输系统自身的抗干扰性，可保证模拟量的精确传输，模拟量传输系统将RTDS建模工作站仿真处理后输出的模拟量精确传输到常规直流单元和柔性直流单元，可保证混合输电控制保护装置对混合输电系统及时进行控制和保护，从而提高电网的安全运行。
【附图说明】
[0011]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0012]图1为本实用新型实施例一提供的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统的结构示意图；
[0013]图2为本实用新型实施例二提供的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统的结构示意图。
[0014]附图标记:
[0015]卜DB37电缆，2-导线，
[0016]3-DB78 电缆，4_ 光纤。
【具体实施方式】
[0017]为便于理解，下面结合说明书附图，对本实用新型实施例提供的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统进行详细描述。
[0018]请参阅图1，本实用新型实施例一提供的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统，包括:接口转换装置、光电转换装置、常规直流单元、柔性直流单元，以及用于输出交流模拟量和直流模拟量的RTDS建模工作站;其中，
[0019]接口转换装置分别与RTDS建模工作站、常规直流单元和柔性直流单元信号连接；接口转换装置接收RTDS建模工作站输出的交流模拟量，并将交流模拟量分别输出给常规直流单元和柔性直流单元；
[0020]光电转换装置分别与RTDS建模工作站、常规直流单元和柔性直流单元信号连接；光电转换装置接收RTDS建模工作站输出的直流模拟量，并将直流模拟量分别输出给常规直流单元和柔性直流单元。
[0021]采用上述结构的模拟量传输系统进行模拟量传输时，RTDS建模工作站实时仿真具有常规直流单元和柔性直流单元的混合输电系统，输出交流模拟量给接口转换装置，输出直流模拟量给光电转换装置，由于接口转换装置分别与RTDS建模工作站、常规直流单元和柔性直流单元信号连接，接口转换装置接收到RTDS建模工作站输出的交流模拟量后，将交流模拟量输出给常规直流单元和柔性直流单元;而光电转换装置分别与RTDS建模工作站、常规直流单元和柔性直流单元信号连接，光电转换装置接收到RTDS建模工作站输出的直流模拟量后，将直流模拟量输出给常规直流单元和柔性直流单元。
[0022]本实用新型中RTDS建模工作站实时仿真具有常规直流单元和柔性直流单元的混合输电系统，用于及时发现混合输电系统运行中所存在的薄弱环节;RTDS建模工作站仿真处理后将所需输出的模拟量划分为交流模拟量和直流模拟量，然后通过不同的传输路线隔离传输;常规直流单元和柔性直流单元具备对输电系统进行控制和保护的功能，二者共同组成混合输电控制保护装置。本实用新型提供的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统通过对不同模拟量的隔离传输，提高了模拟量传输系统自身的抗干扰性，可保证模拟量的精确传输，模拟量传输系统将RTDS建模工作站仿真处理后输出的模拟量精确传输到常规直流单元和柔性直流单元，可保证混合输电控制保护装置对混合输电系统及时进行控制和保护，从而提高电网的安全运行。
[0023]在本实用新型实施例一中，如图1所示，RTDS建模工作站包括:用于对混合输电系统进行仿真处理并可获得交流模拟量和直流模拟量的处理器板卡;与处理器板卡信号连接的模拟量输出板卡，模拟量输出板卡接收并输出交流模拟量和直流模拟量。具体的，RTDS建模工作站的处理器板卡优选为板卡PB5，模拟量输出板卡优选为板卡GTAO;板卡PB5可用于处理各种复杂的输电系统模型和高强度多节点的电路校核计算，板卡GTAO用于多路高精度的模拟量输出。
[0024]继续参阅图1，由于RTDS建模工作站分开传输交流模拟量和直流模拟量，且交流模拟量和直流模拟量具备不同的技术特性，因此在本实用新型实施例一中，根据传输模拟量的不同技术特性，对应选择不同的传输介质，具体的，处理器板卡与模拟量输出板卡之间通过光纤4信号连接;接口转换装置与模拟量输出板卡之间、接口转换装置与常规直流单元之间、接口转换装置与柔性直流单元之间均通过电缆信号连接;模拟量输出板卡与光电转换装置之间通过导线连接，光电转换装置与常规直流单元之间、光电转换装置与柔性直流单元之间均通过光纤信号连接。
[0025]如图2所示，在本实用新型实施例二提供的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统中，为了方便模拟量传输系统布线，优选的，接口转换装置的数量为两个，其中一个接口转换装置分别与模拟量输出板卡和常规直流单元信号连接，另一个接口转换装置分别与模拟量输出板卡和柔性直流单元信号连接;光电转换装置的数量为两个，其中一个光电转换装置分别与模拟量输出板卡和常规直流单元信号连接，另一个光电转换装置分别与模拟量输出板卡和柔性直流单元信号连接。选用两个接口转换装置和两个光电转换装置，使常规直流单元分别与一个接口转换装置和一个光电转化装置信号连接，使柔性直流单元分别与一个接口转换装置和一个光电转换装置信号连接，可以减少传输线路的交叠走线，方便布线。
[0026]在本实用新型实施例二中，为了减少交流模拟量或直流模拟量中不同种类的模拟量之间的彼此干扰，接口转换装置与模拟量输出板卡之间通过DB37电缆I信号连接，接口转换装置与常规直流单元之间、接口转换装置与柔性直流单元之间均通过DB78电缆3信号连接。DB37电缆I内设有16个信号通道，DB78电缆3内设有48个信号通道，不同种类的模拟量通过不同的信号通道传输，可有效避免彼此信号干扰。
[0027]根据不同输电系统的不同运行情况，RTDS实时仿真后需要输出的交流模拟量和直流模拟量的具体类型和数量有所不同，因此在本实用新型实施例二中，按照常规直流单元和柔性直流单元所需要的交流模拟量和直流模拟量的类型和数量，每个接口转换装置的一端分别通过3根DB37电缆I与模拟量输出板卡信号连接;而两个接口转换装置中，其中一个接口转换装置的另一端通过I根DB78电缆3与常规直流单元信号连接，另一个接口转换装置的另一端通过I根DB78电缆3与柔性直流单元信号连接。在本实施例二中，由于常规直流单元所需要的模拟量的类型和数量多于柔性直流单元，因此，接口转换装置通过I根DB78电缆3与常规直流单元信号连接，可以满足常规直流单元所需要的模拟量传输，而另一个接口转换装置通过I根DB78电缆3与柔性直流单元信号连接时，在满足柔性直流单元所需要的模拟量传输之外，会存在有多余的空闲通道。
[0028]为了方便对常规直流单元和柔性直流单元进行协调控制，在上述实施例二提供的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统的基础上，还包括协调控制单元，协调控制单元与接口转换装置之间通过电缆信号连接，协调控制单元与常规直流单元和柔性直流单元之间分别通过光纤信号连接。优选的，在上述实施例二中，接口转换装置通过I根DB78电缆3与柔性直流单元信号连接时，会存在有多余的空闲通道，而协调控制单元所需的模拟量为交流模拟量，且其数量较少，因此协调控制单元和柔性直流单元可共用I根DB78电缆3，通过不同的信号通道接收接口转换装置输出的交流模拟量;协调控制单元与常规直流单元和柔性直流单元之间通过光纤传输信号，在远距离传输过程中具有较高传输速率，可方便数据交换;此外，协调控制单元还可以根据实际需要发送控制指令对常规直流单元和柔性直流单元进行协调控制，比如常规直流单元和柔性直流单元之间的功率分配调节等，利于电网的安全运行。
[0029]为了方便对具有常规直流单元和柔性直流单元的混合输电系统进行控制保护，在本实用新型提供的实施例二中，常规直流单元具体包括常规直流控制装置和常规直流保护装置，柔性直流单元具体包括柔性直流控制装置和柔性直流保护装置;其中，常规直流控制装置分别与接口转换装置、光电转换装置和协调控制单元信号连接，常规直流保护装置也分别与接口转换装置、光电转换装置和协调控制单元信号连接;柔性直流控制装置分别与接口转换装置、光电转换装置和协调控制单元信号连接，柔性直流保护装置也分别与接口转换装置、光电转换装置和协调控制单元信号连接。在上述实施例中，将常规直流单元和柔性直流单元中的控制部分和保护部分隔离分开，独立设置为控制装置和保护装置，可使控制装置和保护装置所需的模拟量分开传输，避免模拟量传输混乱，有利于单独调控。常规直流单元和柔性直流单元中的控制装置根据接收到的模拟量，可对混合输电系统进行控制，调整混合输电系统中的薄弱环节，提高电网的运行稳定;常规直流单元和柔性直流单元中的保护装置根据接收到的模拟量，可对混合输电系统进行保护，提高电网的运行安全。
[0030]需要说明的是，模拟量输出板卡输出的交流模拟量和直流模拟量的具体类型，应视RTDS实时仿真的具体输电系统而定，可由本领域技术人员根据输电系统的具体情况和经验选择设定输出。
[0031 ]在上述实施例二提供的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统中，板卡GTAO通过接口转换装置输出给常规直流控制装置的交流模拟量具体包括换流变网侧三相电压、换流变网侧三相电流、换流变Y/Y阀侧三相电流和换流变Y/D阀侧三相电流等。板卡GTAO通过接口转换装置输出给常规直流保护装置的交流模拟量具体包括换流变Y/Y阀侧三相电流和换流变Y/D阀侧三相电流等。板卡GTAO通过接口转换装置输出给柔性直流控制装置的交流模拟量和输出给柔性直流保护装置的交流模拟量相同，具体包括换流变网侧三相电压、换流变网侧三相电流、换流变阀侧三相电压和换流变阀侧三相电流等。板卡GTAO通过接口转换装置输出给协调控制单元的交流模拟量具体包括滤波器大组母线三相电压和换流变网侧三相电压等。
[0032]在上述实施例二提供的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统中，板卡GTAO通过光电转换装置输出给常规直流控制装置的直流模拟量与输出给常规直流保护装置的直流模拟量相同，具体包括正极直流电压、负极直流电压、正极直流电流、负极直流电流、中性点接地直流电流和直流偏磁电流等。板卡GTAO通过光电转换装置输出给柔性直流控制装置的直流模拟量与输出给柔性直流保护装置的直流模拟量相同，具体包括正极直流电压、负极直流电压、正极直流电流、负极直流电流、联接变阀侧中性点电流和联接变网侧中性点电流等。
[0033]值得一提的是，若混合输电系统只单一运行混合输电系统中的常规直流系统或柔性直流系统时，依然可以使用本实用新型实施例一或实施例二提供的模拟量传输系统进行模拟量传输:单一运行混合输电系统中的常规直流系统时，RTDS建模工作站到常规直流单元的模拟量传输线路正常运行，RTDS建模工作站到柔性直流单元的模拟量传输线路处于空闲状态;单一运行混合输电系统中的柔性直流系统时，RTDS建模工作站到柔性直流单元的模拟量传输线路正常运行，RTDS建模工作站到常规直流单元的模拟量传输线路处于空闲状
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[0034]在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0035]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种混合输电控制保护装置的模拟量传输系统，其特征在于，包括:接口转换装置、光电转换装置、常规直流单元、柔性直流单元，以及用于输出交流模拟量和直流模拟量的RTDS建模工作站;其中， 所述接口转换装置分别与所述RTDS建模工作站、所述常规直流单元和所述柔性直流单元信号连接;所述接口转换装置接收所述RTDS建模工作站输出的交流模拟量，并将所述交流模拟量分别输出给所述常规直流单元和所述柔性直流单元； 所述光电转换装置分别与所述RTDS建模工作站、所述常规直流单元和所述柔性直流单元信号连接;所述光电转换装置接收所述RTDS建模工作站输出的直流模拟量，并将所述直流模拟量分别输出给所述常规直流单元和所述柔性直流单元。2.根据权利要求1所述的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统，其特征在于，所述RTDS建模工作站包括: 用于对混合输电系统进行仿真处理并可获得所述交流模拟量和直流模拟量的处理器板卡； 与所述处理器板卡信号连接的模拟量输出板卡，所述模拟量输出板卡接收并输出所述交流模拟量和直流模拟量。3.根据权利要求2所述的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统，其特征在于，所述处理器板卡与所述模拟量输出板卡之间通过光纤信号连接； 所述接口转换装置与所述模拟量输出板卡之间、所述接口转换装置与所述常规直流单元之间、所述接口转换装置与所述柔性直流单元之间均通过电缆信号连接； 所述模拟量输出板卡与所述光电转换装置之间通过导线连接，所述光电转换装置与所述常规直流单元之间、所述光电转换装置与所述柔性直流单元之间均通过光纤信号连接。4.根据权利要求3所述的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统，其特征在于， 所述接口转换装置的数量为两个，其中一个所述接口转换装置分别与所述模拟量输出板卡和所述常规直流单元信号连接，另一个所述接口转换装置分别与所述模拟量输出板卡和所述柔性直流单元信号连接； 所述光电转换装置的数量为两个，其中一个所述光电转换装置分别与所述模拟量输出板卡和所述常规直流单元信号连接，另一个所述光电转换装置分别与所述模拟量输出板卡和所述柔性直流单元信号连接。5.根据权利要求4所述的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统，其特征在于，所述接口转换装置与所述模拟量输出板卡之间通过DB37电缆信号连接，所述接口转换装置与所述常规直流单元之间、所述接口转换装置与所述柔性直流单元之间均通过DB78电缆信号连接。6.根据权利要求1所述的混合输电控制保护装置的模拟量传输系统，其特征在于，所述常规直流单元包括常规直流控制装置和常规直流保护装置，所述柔性直流单元包括柔性直流控制装置和柔性直流保护装置;其中， 所述常规直流控制装置分别与所述接口转换装置和所述光电转换装置信号连接，所述常规直流保护装置分别与所述接口转换装置和所述光电转换装置信号连接； 所述柔性直流控制装置分别与所述接口转换装置和所述光电转换装置信号连接，所述柔性直流保护装置分别与所述接口转换装置和所述光电转换装置信号连接。
【文档编号】H02J1/00GK205509494SQ201620334933
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】陈炜, 郭琦, 黄立滨, 郭海平
【申请人】南方电网科学研究院有限责任公司, 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心