一种电力稳控策略仿真系统的制作方法

本发明涉及电力仿真技术领域，尤其涉及一种电力稳控策略仿真系统。

背景技术：

随着电力系统安全稳定性和供电可靠性要求的提高，电力系统安全稳定控制系统(以下简称“稳控系统”)在全国各电网得到普遍应用，并成为电网日常运行不可或缺的重要组成部分。电力系统安全稳定控制系统规模庞大、装置数量众多，控制策略复杂多变，必须通过rtds试验系统进行动态仿真测试，以确保系统运行的可靠性。

传统的稳控系统的rtds仿真测试多在实验室集中测试，通过搭建与现场基本一致的稳控系统，直接采集rtds试验系统的输出量，并根据离线控制策略动作反馈回rtds试验系统，以达到检验稳控系统控制策略和可靠性和有效性的目的。然而，由于实际应用时，稳控系统规模庞大，接线复杂，在实验室环境下只能对稳控系统的主要部分或主要策略进行动态仿真测试，并不能完全真实地模拟现场稳控系统的动作行为，且在实验室搭建稳控系统进行rtds仿真测试时，需要进行复杂的接线和配置，仿真试验的效率较低。因此，建立关于电力一次系统仿真平台与二次系统仿真平台来模拟电力稳控策略成为稳控系统测试实验技术的研究重点。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电力稳控策略仿真系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种电力稳控策略仿真系统，包括一次仿真平台、二次建模仿真平台、实时数据库、稳控策略数据库，所述一次仿真平台采用机电-电磁暂态混合仿真平台构建运行，所述二次建模仿真平台采用图形化仿真支撑系统构建运行，所述一次仿真平台与二次建模仿真平台通过数据库实现数据交换以及相互指令控制，所述稳控策略数据库中存储有稳控策略，所述二次建模仿真平台与稳控策略数据库信号相连。

优选的，所述机电-电磁暂态混合仿真平台由电力元件模型构成，所述电力元件模型包括发电机、励磁机及励磁调节装置、调速器、电动机、变压器、负荷、断路器、输电线、电抗器、串补元件，所述机电-电磁暂态混合仿真平台能根据需要采用不同的电力元件构建不同的电力一次系统，所述机电-电磁暂态混合仿真平台可输出与真实系统实际相同的电压、电流波形或其它电气参数。

优选的，所述二次建模仿真平台采用图形化仿真支撑系统构建相应的电力二次设备元件模型，所述二次建模仿真平台包括数据采样子模块、保护运算子模块、逻辑判断子模块，所述数据采集子模块用于对一次仿真平台输出的二次电流电压瞬时值进行采样，并判断是否启动保护运算子模块；所述保护运算子模块用于输入所述电力二次设备元件模型的保护定值，并将保护定值与所述二次电流电压值进行比较；所述逻辑判断子模块根据比较结果，在稳控策略数据库中快速搜索稳控策略，获得最佳控制策略。

优选的，所述机电-电磁暂态混合仿真平台中的每个电力元件模型均能与二次建模仿真平台中的电力二次设备元件模型相关联。

优选的，所述保护定值包括线路保护定值、变压器保护定值、母线保护定值。

优选的，所述数据采集子模块用于对一次仿真平台输出的二次电流电压值进行采样时，采样频率不高于4000hz。

优选的，所述一次仿真平台、二次建模仿真平台、实时数据库之间的连接关系为：一次仿真平台完成一个步长的仿真计算后，将数据写入实时数据库中，一次仿真平台自身进入等待状态，并向二次建模仿真平台发送启动信号，二次建模仿真平台接收所述启动信号后，从实时数据库中获取数据并依次通过数据采样子模块、保护运算子模块、逻辑判断子模块进行处理，并把处理结果写入到实时数据库中。

与现有技术相比，本发明达到的有益效果如下：

本发明提供的一种电力稳控策略仿真系统，通过机电-电磁暂态混合仿真平台构建一次仿真平台，通过图形化仿真支撑系统构建二次建模仿真平台，同时构建稳控策略数据库，无需硬件设备即可实现对电力系统一次设备与电力系统二次设备的仿真，可根据现场配置的保护及其构成原理，方便、快速的实现电力数字化模型的建立，同时可根据稳控策略数据库，对稳控策略的正确性进行校核，分析电力系统内薄弱环节，提出优化改进建议和措施。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种电力稳控策略仿真系统的原理图；

图2为本发明提供的一种电力稳控策略仿真系统的二次建模仿真平台原理图。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1，一种电力稳控策略仿真系统，包括一次仿真平台、二次建模仿真平台、实时数据库、稳控策略数据库，所述一次仿真平台采用机电-电磁暂态混合仿真平台构建运行，所述二次建模仿真平台采用图形化仿真支撑系统构建运行，所述一次仿真平台与二次建模仿真平台通过数据库实现数据交换以及相互指令控制，所述稳控策略数据库中存储有稳控策略，所述二次建模仿真平台与稳控策略数据库信号相连。

具体的，所述机电-电磁暂态混合仿真平台拥有丰富的电力元件模型，所述电力元件模型包括发电机、励磁机及励磁调节装置、调速器、电动机、变压器、负荷、断路器、输电线、电抗器、串补元件，同时机电-电磁暂态混合仿真平台还具有优化的计算方法，在电磁暂态仿真模式下，仿真一定节点规模的系统时，计算速度可以达到实时；

本平台能够模拟各种类型故障和多重故障，包括区内转换型故障、区内转区外故障、区外转区内故障等；

本平台故障类型可以任意设置，包括故障时间、故障过渡电阻等，能够模拟重合闸的动作和保护合于永久故障等现象，故障过程中，故障电阻可变化；

本平台具有固定频率电源模型，其外特性包括潮流类型(即平衡节点、pv节点、pq节点)、有功功率、无功功率、电压幅值和电压相位；

本平台具有电动机模型，并可以模拟各种容量电动机的起动过程；

本平台具有单相双绕组变压器、三相双绕组变压器和三相三绕组变压器模型(包括自耦变压器)，变压器中性点应包含各种接地类型；

本平台具有集中参数和分布参数两种线路模型，还具有同杆并架双回不换位线路模型，可以准确模拟线路的暂态过程；

本平台具有高压并联电抗器的模型；

本平台具有电压互感器和电流互感器模型，电压互感器具有电磁式和电容式两种类型；

本平台有各类无源元件模型：电阻、电感、电容、串联rl、并联rl、串联rc、并联rc、串联rlc、并联rlc、电抗器、接地电抗器等；

系统具有各类非线性元件模型：饱和电抗器、避雷器和放电间隙等；操作人员可根据需要采用上述电力元件以及计算模型构建不同的电力一次系统，并可输出与真实系统实际相同的电压、电流波形或其它电气参数，用户可以通过图形界面对电网结构和元件参数进行修改，并可灵活地改变系统一次接线方式，从而对系统运行情况进行完整的仿真模拟。

电力系统的二次系统部分是一个种类繁多而又复杂的系统，包含各种各样的设备，但究其机理，不外乎若干个类别，如此，可将原理相同的二次设备归为一类，用ddrts自定义控制模块写一段代码来描述其共性，而将其特性部分分离出来，用若干个控制模块来标志。二次部分可由图形化仿真系统的控制模块建模，其中控制模包括丰富的各类模块，利用这些基本模块，可以。自定义控制变量系统提供开放的平台，可以根据各种原理保护自定义保护逻辑。

所述二次建模仿真平台采用图形化仿真支撑系统构建，该系统采用了先进的模型构建原理，具有稳定性好、可靠性高、代码运行效率高等特点，同时该平台还利用最新的计算机图形技术，开发了图形绘制、图形建模以及图形化调试运行等强大的图形化功能，系统还充分考虑了与其它仿真系统的兼容性，对于其它仿真系统构建的可识别的文本模型，本系统可以将该文本模型自动形成图形化的模型，或者将本文模型添加到已有的图形化模型中还可以方便地实现与其他系统的数据连接。

所述图形化仿真支撑系统包括了算法库与建模区，只需将算法拖动到建模区即可生成一个模块，用连接线将各模块的输入输出相连，就构建成了一个新的二次模型，可搭建目前电力系统中所有控制器(如：发电机的励磁调节器和调速器、变阻抗元件、电压源、电流源等)。该模块包括二十多种不同的数学函数模块，十多种不同的基本时间模块，八种信号发生器、五种逻辑函数、七种基本非线性函数模块、三种控制函数及自定义控制变量。

参见图2，二次建模仿真平台包括数据采样子模块、保护运算子模块、逻辑判断子模块，所述数据采集子模块用于对一次仿真平台输出的二次电流电压瞬时值进行采样，并判断是否启动保护运算子模块；所述保护运算子模块用于输入所述电力二次设备元件模型的保护定值；

保护定值包括线路保护定值、变压器保护定值、母线保护定值，所输入的保护定值与采样获得的二次电流电压瞬时值进行比较；所述逻辑判断子模块根据比较结果，在稳控策略数据库中快速搜索稳控策略，获得最佳控制策略。

具体的，在建立一次仿真平台与二次建模仿真平台时，需将所述机电-电磁暂态混合仿真平台中的每个电力元件模型均能与二次建模仿真平台中的电力二次设备元件模型相关联，建立一二次设备的关联关系，统一设备分类和标识，对各类设备进行规范化命名，采用统一的设备编码体系，确定一次模型中各设备的唯一id或名称，达到全网设备的一致分类和统一标识，实现一二次数据模型的有效匹配。

在本发明的一个实施例中，所述数据采集子模块用于对一次仿真平台输出的二次电流电压值进行采样时，采样频率不高于4000hz。

具体的，一次仿真平台完成一个步长的仿真计算后，将数据写入实时数据库中，一次仿真平台自身进入等待状态，并向二次建模仿真平台发送启动信号，二次建模仿真平台接收所述启动信号后，从实时数据库中获取数据并依次通过数据采样子模块、保护运算子模块、逻辑判断子模块进行处理，在稳控策略数据库中快速搜索稳控策略，获得最佳稳控策略，并把处理结果写入到实时数据库中。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。