一种多回直流电网安稳模拟试验系统及方法与流程

本申请涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种多回直流电网安稳模拟试验系统及方法。

背景技术：

安全稳定控制系统是电力系统三道防线中最重要内容之一，电网中含多回直流送端系统，送端系统中的安稳装置数量众多、控制方式复杂，必须通过rtds(realtimedigitalsimulationsystem，实时数字仿真系统)试验进行动态测试，保证安稳装置能够适应系统变化而变化，维持电网系统的安全稳定运行。

现有的安全稳定控制装置的测试通常针对单一稳控子站进行测试，现有的测试不仅无法满足含多回直流稳控主站安稳系统的仿真测试，存在较大的局限性，还无法针对多种控制特性、多种运行方式提供更加全面的测试。

技术实现要素：

本申请提供了一种多回直流电网安稳模拟试验系统及方法，用于解决现有安稳测试技术仅靠实验室建立的单一控制特性进行仿真得到的测试结果存在较大的局限，且无法针对多回直流系统的不同的控制特性、运行方式提供全面的测试需求的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种多回直流电网安稳模拟试验系统，包括：实时数字仿真器、直流控制保护装置和安稳控制装置；

所述实时数字仿真器，用于为多回直流系统搭建仿真模型，将得到仿真运行参数发送至所述直流控制保护装置，接收所述直流控制保护装置的直流运行状态，接收所述安稳控制装置的切机指令信息，根据所述切机指令信息调整系统机组的运行状态；

所述直流控制保护装置，用于接收所述实时数字仿真器发送的所述仿真运行参数，根据所述仿真运行参数控制直流运行参数，并将响应的所述直流运行状态发送至所述实时数字仿真器以及所述安稳控制装置；

所述安稳控制装置，用于接收所述直流控制保护装置发送的所述直流运行状态，确定多回直流系统中的可切机组信息，根据所述直流运行状态执行切机操作，得到所述切机指令信息，向所述实时数字仿真器发送所述切机指令信息，所述安稳控制装置包括多回直流协调部件和稳控切机部件。

优选地，还包括：人机交互模块；

所述人机交互模块，用于提供调节直流运行工况和发电机组出力的界面，提供设置所述模拟安稳控制装置在多回直流运行状态下或者直流闭锁故障下的切机动作策略的界面。

优选地，所述实时数字仿真器还用于：

将所述仿真运行参数和所述直流运行状态发送至所述人机交互模块，使得所述人机交互模块提供调节直流运行工况和发电机组出力的界面，提供设置所述模拟安稳控制装置在多回直流运行状态下或者直流闭锁故障下的切机动作策略的界面。

优选地，还包括：仿真数据转换装置；

所述仿真数据转换装置，用于在所述实时数字仿真器与所述直流控制保护装置之间进行数据类型的转换，在所述直流控制保护装置与所述安稳控制装置之间进行数据类型的转换，在所述实时数字仿真器与所述安稳控制装置之间进行数据类型的转换。

优选地，所述仿真数据转换装置包括：gtao接口卡、gtdo接口卡和gtdi接口卡。

优选地，所述安稳控制装置具体用于：

接收所述直流控制保护装置发送的所述直流运行状态；

获取所有接入多回直流系统的所述可切机组信息，并计算总的有效可切量；

根据所述总的有效可切量以及所述直流运行状态执行切机动作；

向所述实时数字仿真器发送切机完成后的所述切机指令信息。

本申请第二方面提供了一种多回直流电网安稳模拟试验方法，包括：

进行实际电网系统运行过程的仿真模拟，并搭建多回直流系统仿真模型，得到仿真运行参数；

根据所述仿真运行参数控制直流运行参数，得到响应结果，所述响应结果为直流运行状态；

确定多回直流系统的可切机组信息，并根据所述直流运行状态执行切机动作，得到切机指令信息；

根据所述切机指令信息调整系统机组的运行状态。

优选地，还包括：

通过人机交互的方式实现对直流运行工况和发电机组出力的调节，并实现在多回直流运行状态下或者直流闭锁故障下的切机动作策略的仿真模拟操作。

优选地，所述根据所述仿真运行参数控制直流运行参数，得到响应结果，之前还包括：

对所述仿真运行参数进行数据类型转换，得到满足预置标准的所述仿真运行参数。

优选地，所述确定多回直流系统的可切机组信息，并根据所述直流运行状态执行切机动作，得到切机指令信息，包括：

获取所有接入多回直流系统的可切机组信息，并计算总的有效可切量；

根据所述总的有效可切量以及所述直流运行参数执行切机动作，得到切机指令信息。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请中，提供了一种多回直流电网安稳模拟试验系统，包括：实时数字仿真器，用于为多回直流系统搭建仿真模型，将得到仿真运行参数发送至直流控制保护装置，接收直流控制保护装置的直流运行状态，接收安稳控制装置的切机指令信息，根据切机指令信息调整系统机组的运行状态；直流控制保护装置，用于接收实时数字仿真器发送的仿真运行参数，根据仿真运行参数控制直流运行参数，并将响应的直流运行状态发送至实时数字仿真器以及安稳控制装置；安稳控制装置，用于接收直流控制保护装置发送的直流运行状态，确定多回直流系统中的可切机组信息，根据直流运行状态执行切机操作，得到切机指令信息，向实时数字仿真器发送切机指令信息，安稳控制装置包括多回直流协调部件和稳控切机部件。

本申请提供的一种多回直流电网安稳模拟试验系统中，在实时数字仿真器中搭建多回直流系统仿真模型，并将模拟得到的直流系统的运行参数通过直流控制保护装置进行参数控制，得到响应的直流运行状态，使其更加符合实际直流系统的运行中的故障特性，然后将直流运行状态发送至安稳控制装置，通过安稳控制装置执行切机操作，切机操作是根据直流运行状态以及多回直流系统中可以进行切机操作的机组状态信息执行的，其中的根据系统运行状态参数可以得到直流系统需要的切机数量，而多回直流系统中接入的机组状态信息可以提供备选可切机组；通过直流控制保护装置可以根据实际的工况信息得到不同的直流闭锁故障导致的直流运行状态，得到的直流运行状态既具备准确性，又具备全面性，通过安稳控制装置对直流运行状态进行处理，可以判定模拟的直流系统中的需要切机的机组，并执行切机操作，通过正确的切机操作保证多回直流系统的稳定，实时数字仿真器也能根据接收到的切机指令信息调整系统机组的运行状态。因此本申请提供的多回直流电网安稳模拟试验系统解决了现有安稳测试技术仅靠实验室建立的单一控制特性进行仿真得到的测试结果存在较大的局限，且无法针对多回直流系统的不同的控制特性、运行方式提供全面的测试需求的技术问题。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种多回直流电网安稳模拟试验系统的一个结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种多回直流电网安稳模拟试验系统的另一个结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种多回直流电网安稳模拟试验方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种多回直流电网安稳模拟试验系统的实施例一，包括：实时数字仿真器101、直流控制保护装置102和安稳控制装置103。

实时数字仿真器101，用于为多回直流系统搭建仿真模型，将得到仿真运行参数发送至直流控制保护装置，接收直流控制保护装置的直流运行状态，接收安稳控制装置的切机指令信息，根据切机指令信息调整系统机组的运行状态。

需要说明的是，实时数字仿真器不仅具有数字仿真的特点，而且更重要的是并行处理技术的采用和专门硬件的设计保证了rtds运行的实时性和具有闭环测试的能力，可以在50us的步长上完成较大规模电力系统的实时仿真运行。在本系统中，实时数字仿真器用于仿真多回直流系统，并根据试验得到的反馈切机指令信息调整多回直流系统中机组的运行状态。

直流控制保护装置102，用于接收实时数字仿真器发送的仿真运行参数，根据仿真运行参数控制直流运行参数，并将响应的直流运行状态发送至实时数字仿真器以及安稳控制装置。

需要说明的是，直流控制保护装置主要用于控制并保护实时数字仿真器仿真得到的直流运行参数，使其能够与实际的多回直流系统的工况保持一致，通过接收到的仿真运行参数控制直流运行参数，在直流故障的情况下，直流控制保护装置触发保护机制，调整直流运行的参数，形成直流闭锁，得到直流运行状态，将直流运行状态发送至安稳控制装置，实现后续的故障测试，以及相应的故障操作。

安稳控制装置103，用于接收直流控制保护装置发送的直流运行状态，确定多回直流系统中的可切机组信息，根据直流运行状态执行切机操作，得到切机指令信息，向实时数字仿真器发送切机指令信息，安稳控制装置包括多回直流协调部件和稳控切机部件。

需要说明的是，安稳控制装置中包括多回直流协调部件和稳控切机部件，其中的多回直流协调部件主要用于接收直流控制保护装置发送的直流运行状态，并根据多回直流系统中接入的机组确定可切机组信息，再根据直流运行状态的参数中的实际需要的机组切除量确定目标切除机组，切机操作由稳控切机部件完成，切机完成需要将切机指令信息发送至实时数字仿真器，便于其根据切机完成后的机组状态信息调节多回直流系统的运行状态。

本申请提供的一种多回直流电网安稳模拟试验系统中，在实时数字仿真器中搭建多回直流系统仿真模型，并将模拟得到的直流系统的运行参数通过直流控制保护装置进行参数控制，得到响应的直流运行状态，使其更加符合实际直流系统的运行中的故障特性，然后将直流运行状态发送至安稳控制装置，通过安稳控制装置执行切机操作，切机操作是根据直流运行状态以及多回直流系统中可以进行切机操作的机组状态信息执行的，其中的根据系统运行状态参数可以得到直流系统需要的切机数量，而多回直流系统中接入的机组状态信息可以提供备选可切机组；通过直流控制保护装置可以根据实际的工况信息得到不同的直流闭锁故障导致的直流运行状态，得到的直流运行状态既具备准确性，又具备全面性，通过安稳控制装置对直流运行状态进行处理，可以判定模拟的直流系统中的需要切机的机组，并执行切机操作，通过正确的切机操作保证多回直流系统的稳定，实时数字仿真器也能根据接收到的切机指令信息调整系统机组的运行状态。因此本申请提供的多回直流电网安稳模拟试验系统解决了现有安稳测试技术仅靠实验室建立的单一控制特性进行仿真得到的测试结果存在较大的局限，且无法针对多回直流系统的不同的控制特性、运行方式提供全面的测试需求的技术问题。

为了便于理解，请参阅图2，本申请实施例中提供了一种多回直流电网安稳模拟试验系统的实施例二，包括：实时数字仿真器201、直流控制保护装置202、安稳控制装置203、人机交互模块204和仿真数据转换装置205。

实时数字仿真器201，用于为多回直流系统搭建仿真模型，将得到仿真运行参数发送至直流控制保护装置，接收直流控制保护装置的直流运行状态，接收安稳控制装置的切机指令信息，根据切机指令信息调整系统机组的运行状态。

需要说明的是，实时数字仿真器还用于：将仿真运行参数和直流运行状态发送至人机交互模块，使得人机交互模块提供调节直流运行工况和发电机组出力的界面，提供设置模拟安稳控制装置在多回直流运行状态下或者直流闭锁故障下的切机动作策略的界面。人机交互界面的设置是为了便于操作人员的仿真测试的执行，本系统中的直流控制保护装置就可以在人机交互界面上进行参数控制与调节等操作，另外，仿真模拟的调节与参数修改均可以通过人机交互界面实现，模拟的多回直流系统通过人机交互界面显示，供操作人员查看，并操作。

直流控制保护装置202，用于接收实时数字仿真器发送的仿真运行参数，根据仿真运行参数控制直流运行参数，并将响应的直流运行状态发送至实时数字仿真器以及安稳控制装置。

需要说明的是，直流控制保护装置主要用于根据仿真运行参数控制直流系统运行参数，起到控制保护作用，使其能够与实际的多回直流系统的工况保持一致，当仿真运行参数中的直流运行数据出现故障时，直流控制保护装置触发保护机制，控制直流运行参数，改变直流运行状态，即直流闭锁，得到直流运行状态的相关参数，实现后续的故障测试，以及相应的故障操作。

安稳控制装置203，用于接收直流控制保护装置发送的直流运行状态，确定多回直流系统中的可切机组信息，根据直流运行状态执行切机操作，得到切机指令信息，向实时数字仿真器发送切机指令信息，安稳控制装置包括多回直流协调部件和稳控切机部件。

需要说明的是，安稳控制装置具体用于：接收直流控制保护装置发送的直流运行状态；获取所有接入多回直流系统的可切机组信息，并计算总的有效可切量；根据总的有效可切量以及直流运行状态执行切机动作；向实时数字仿真器发送切机完成后的切机指令信息。安稳控制装置中包括多回直流协调部件和稳控切机部件，其中的多回直流协调部件主要用于接收直流控制保护装置发送的直流运行状态，并根据多回直流系统中接入的机组确定可切机组信息，计算总的有效可切量，就是允许切除的机组数量，并非所有的接入多回直流系统的机组均可以切除；再根据直流系统运行状态参数中的实际需要的机组切除量确定目标切除机组，切机操作由稳控切机部件完成，切机完成需要将机组的切机指令信息发送至实时数字仿真器，便于其根据切机完成后的切机指令信息调节多回直流系统中机组的运行状态。切机指令信息可以用“1”和“0”表示，“1”表示机组仍然存在，未被切除，“0”表示机组已经被切除。

人机交互模块204，用于提供调节直流运行工况和发电机组出力的界面，提供设置模拟安稳控制装置在多回直流运行状态下或者直流闭锁故障下的切机动作策略的界面。

需要说明的是，为操作人员的仿真模拟操作和调节控制操作提供界面，为试验系统提供了可视化和可操作性的便利。

仿真数据转换装置205，用于在实时数字仿真器与直流控制保护装置之间进行数据类型的转换，在直流控制保护装置和安稳控制装置之间进行数据类型的转换，在实时数字仿真器与安稳控制装置之间进行数据类型的转换。

需要说明的是，仿真数据转换装置包括：gtao接口卡、gtdo接口卡和gtdi接口卡。其中gtao(gigabittransceiveranalogoutput)接口卡用于将实时数字仿真器发送的模拟信号经光耦合处理后转为数字信号，再将数字信号发送至目标器件中，反之，可以进行数字信号到模拟信号的转换；gtdo(gigabittransceiverdigitaloutput)接口卡用于将实时数字仿真器发送的开关信号经光耦合处理后转为数字信号，再将数字信号发送至目标器件，反之，同样可以完成数字信号到开关信号的转换；gtdi(gigabittransceiverdigitalinput)接口卡用于将安稳控制装置输出的切机状态信息转换为数字信号，发送至实时数字仿真器。

为了便于理解，请参与图3，本申请中还提供了一种多回直流电网安稳模拟试验方法的实施例，包括：

步骤301、进行实际电网系统运行过程的仿真模拟，并搭建多回直流系统仿真模型，得到仿真运行参数；

步骤302、对仿真运行参数进行数据类型转换，得到满足预置标准的仿真运行参数；

步骤303、根据仿真运行参数控制直流运行参数，得到响应结果，响应结果为直流运行状态；

步骤304、确定多回直流系统的可切机组信息，并根据直流运行状态执行切机动作，得到切机指令信息；

步骤305、根据切机指令信息调整系统机组的运行状态。

进一步地，还包括：通过人机交互的方式实现对直流运行工况和发电机组出力的调节，并实现在多回直流运行状态下或者直流闭锁故障下的切机动作策略的仿真模拟操作。

进一步地，根据故障仿真运行参数确定可切机组信息，并执行切机动作，得到切机状态信息，包括：

获取所有接入多回直流系统的可切机组信息，并计算总的有效可切量；

根据总的有效可切量以及直流运行参数执行切机动作，得到切机指令信息。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：read-onlymemory，英文缩写：rom)、随机存取存储器(英文全称：randomaccessmemory，英文缩写：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。