专利名称：一种高压交直流输电培训仿真系统及其仿真方法
技术领域：
本发明属于电力仿真系统技术领域。具体地说是一种高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，应用计算机网络技术，在不影响直流输电换流站监控系统的情况下，模拟建立和实际运行系统一致的环境，对运行人员进行培训，本系统提供了不编程建立培训仿真机的方案，同时应用多媒体技术实现对现场一次设备的模拟，使培训效果更加逼真。
背景技术：
随着电力发展规模增大，高压直流输电发展出现了新的前景，由于高压直流输电技术复杂程度的提高，对运行人员控制系统要求也有较高要求，如果运行人员不能完全掌握它们，将严重影响直流输电系统的安全稳定运行，因此，建立一个能完全满足高压直流输电系统运行要求的仿真培训系统是完全必要的。
请参阅图1项由技术的系统构成图。现有技术在线仿真培训系统由仿真服务器和培训工作站组成，通过防火墙和运行人员控制系统联结在一起。服务器与工作站之间的通信，以及服务器和实时运行系统之间的通讯均采用TCP/IP协议。
目前的仿真培训系统在国内外发展都比较迅猛，但是大多数的培训仿真系统与实时系统一体化的程度不够，培训仿真系统与运行人员控制系统不能共享一套画面和数据，系统即使开发好了，用户在使用维护的过程中业会感觉到不方便而将其弃之不用；而且多数培训仿真系统中多媒体功能没有得到应用，仿真效果不够逼真；更为重要的是目前多数培训仿真系统的电力模型均为交流系统模型，无法满足直流输电系统市场日益扩大的情况。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，建立交流系统和直流系统的混合仿真，满足直流输电系统需要。
本发明的另一个目的在于提供一种高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，使培训与监控一体化又不相互影响，提高仿真效果。
为完成上述目的，本发明采取的总体技术方案为一种高压交直流输电培训仿真系统，包括通过以太网连接的仿真服务器和工作站，工作站包括培训工作站和监控工作站，所述仿真服务器包括组件仿真模块，连接控制和保护仿真子系统，用于对电气设备的交直流仿真；控制和保护仿真子系统，包括极控系统仿真模块、站控系统仿真模块和直流系统保护仿真模块，三个模块之间互联，并分别连接至信息处理子系统，用于控制和保护功能的仿真；实时数据库，连接至数据处理子系统，用于存储由培训工作站发出的经信息处理子系统处理的培训操作命令信息和组件仿真模块返回的经信息处理子系统处理的状态量、仿真数据信息；信息处理子系统，它连接控制和保护仿真子系统和数据库，并通过以太网连接培训工作站、监控系统工作站，用于实时存取数据库数据，在控制和保护功能仿真子系统各模块之间实现数据交换，读取实时系统运行状态量，以及处理培训工作站给出的命令；所述培训工作站至少为一个，通过以太网连接至信息处理子系统，用于向仿真服务器发送培训操作命令信息并接收仿真服务器送来的各种信息，进行操作培训，和连接至实时输电系统，接收实时系统传送过来的运行数据，
一种高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，包括以下步骤步骤1、培训工作站向仿真服务器发出培训操作命令信息；步骤2、仿真服务器的信息处理仿真子系统对培训工作站发来的培训操作命令信息进行处理，并送至仿真服务器的控制和保护仿真子系统，同时存储到实时数据库中；步骤3、控制和保护仿真子系统的极控系统仿真模块、站控系统仿真模块和直流系统保护仿真模块将处理后的培训操作命令信息转变成极控、站控、直流系统保护指令和参数，并分别下发给组件仿真模块；步骤4、组件仿真模块将组件的状态量、仿真数据等信息上传给控制和保护仿真子系统的极控系统仿真模块、站控系统仿真模块和直流系统保护仿真模块；步骤5、信息处理子系统对极控、站控和直流系统保护的状态量、仿真数据信息进行处理，并送到实时数据库存储，同时返回给培训工作站显示。
所述步骤1中的培训操作命令信息包括控制命令和参考值。
所述步骤3中的极控系统仿真模块的仿真包括定功率控制、定电流控制、换流变分接头控制、在线潮流反转、稳定控制，培训工作站对稳态运行值、阶跃值和变化速率的在线修改，培训工作站对无功功率控制手动/自动方式的选择中的一种或几种。
所述步骤3中的站控系统仿真模块的仿真包括交流开关设备的切/合操作，直流接地刀闸切/合操作，高压交直流输电培训仿真系统顺序控制操作，无功功率控制，对换流站辅助电源及10千伏以上开关柜的切/合，对冷却系统的投切控制的一种或几种。
所述交流开关设备包括断路器、隔离开关和接地刀闸。
所述步骤3中的站控系统仿真模块还向工作站返回监测信息，包括站控操作指令执行状态，换流站一次设备运行状态，换流站一次系统回路、支路运行参数所述站控仿真模块仿真顺序为检修、冷备用、热备用、解锁运行，空载加压试验。
所述步骤3中的直流系统保护仿真模块的仿真包括极保护、极控保护、换流变压器保护、交流滤波器/并联电容器保护。
所述极保护包括短路保护、过流保护、桥差保护、阀组差动保护、换流变阀侧交流连线保护、极保护区接地保护、背靠背差动保护、50赫兹和100赫兹保护、潮流反转保护和外部跳闸命令中的一种或几种。
所述极控保护包括交流过压保护、交流欠压保护、直流过压保护、直流欠压保护、换向失败的预测、晶闸管结温监测、大角度监视、空载加压试验监视中的一种或几种。
所述换流变压器保护包括换流变支路差动保护、换流变支路和换流变压器过流保护、换流变压器差动保护、换流变压器过流保护、换流变支路和换流变压器差动保护、绕组差动保护、零序电流保护、换流变压器过励磁保护、零差保护、热过负荷保护、换流变压器本体保护中的一种或几种。
所述交流滤波器/并联电容器保护包括差动保护、过流保护、零序电流保护、滤波器失谐监视、断路器失灵保护、高压端电容器不平衡保护、电阻谐波过负荷保护、电抗谐波过负荷保护、低压电容器保护的一种或几种所述步骤4中的组件仿真模块是对包括开关设备、交流滤波器、并联电容器/电抗器、换流变、换流器、平波电抗组成的一次设备，包括阀门的辅助系统，和高压直流联接的电气特性的仿真。
所述组件仿真模块对换流站两侧的交流网络的仿真由带阻抗的简化交流可变电压源表示，其中阻抗与实际的交流网络的参数特性相关联。
所述组件仿真模块对直流联接电气特性的仿真采用标准的换流站公式。
所述组件仿真模块对换流器的仿真采用可控的电压源进行仿真。
所述组件仿真模块还向工作站返回监测信息，包括两侧交流进线的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率，交流滤波器、并联电容器和电抗器各分支电流，运行方式，直流电流、直流功率及其变化速率或阶跃变化量的整定值，直流运行电压、电流及功率，换流阀吸收的无功，换流站与交流系统交换的无功，点火角或熄弧角以及换相角，换流变绕组温度，换流变分接头位置，交流滤波器、并联电容器和电抗器投切状态，线路断路器、隔离开关及接地刀闸的投切状态，顺序事件记录信号中的一种或多种。
本发明的优点和有益效果是系统由培训工作站和仿真服务器两大部分构成，仿真服务器内仿真配置功能强大，使用操作方便，采用图形化的用户界面，不需要编程知识，就可以配置一个仿真系统模型；并采用客户/服务器模式建立获取运行人员控制系统数据的程序模块，在运行人员数据工作站上建立仿真服务器的磁盘映射，可以直接把运行人员控制系统实时数据库中的数据定时送到仿真服务器，以供实时启动；培训工作站采用和运行人员控制系统相同的画面和数据，对仿真服务器送上来的数据进行分析、处理、存储和图形化显示，提供人机操作接口；同时采用多媒体技术，对现场一次设备进行模拟，可以显示设备巡视影像，设备故障影像等，使学员可以随意调看，增强感性认识；整个仿真系统界面友好，操作使用方便，能灵活、方便地模拟出直流系统各种运行操作，并能方便的设置各种线路、变压器、母线故障，有利于提高操作人员正常运行操作水平和事故异常情况处理能力。同时，本发明采用面向对象技术建立电力对象的信息模型，以对象的方式描述电力对象，在对象结构设计如属性、操作、事件等的基础上，增加对象视图设计，实现管理电力对象的可视化。图形与电力对象紧密绑定，对象结构设计与视图设计一体化，电力对象与对象数据自动关联。
图1为现有技术系统构成图；图2为本发明的系统构成图；图3为本发明的主流程图。
具体实施例方式
下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式
。
请参阅图2、本发明的系统构成图。本发明的在线仿真培训系统也由仿真服务器和培训工作站组成，通过防火墙和运行人员控制系统联结在一起。本系统真正实现了跨平台，仿真服务器和培训工作站均可以由用户根据工程预算、系统要求等实际情况，选用多用户操作系统(UINX)，采用惠普(HP alpha机)或者视窗操作系统(WINDOWS)，培植高性能个人计算机(PC)。服务器与工作站之间的通信，以及服务器和实时运行系统之间的通讯均采用TCP/IP协议。本发明的高压交直流输电培训仿真系统，包括通过以太网连接的仿真服务器和工作站，工作站包括培训工作站和监控工作站，仿真服务器包括组件仿真模块，连接控制和保护仿真子系统，用于对电气设备的交直流仿真；控制和保护仿真子系统，包括极控系统仿真模块、站控系统仿真模块和直流系统保护仿真模块，三个模块之间互联，并分别连接至信息处理子系统，用于控制和保护功能的仿真；实时数据库，连接至数据处理子系统，用于存储由培训工作站发出的经信息处理子系统处理的培训操作命令信息和组件仿真模块返回的经信息处理子系统处理的状态量、仿真数据信息；信息处理子系统，它连接控制和保护仿真子系统和数据库，并通过以太网连接培训工作站、监控系统工作站，用于实时存取数据库数据，在控制和保护功能仿真子系统各模块之间实现数据交换，读取实时系统运行状态量，以及处理培训工作站给出的命令；培训工作站至少为一个，通过以太网连接至信息处理子系统，用于向仿真服务器发送培训操作命令信息并接收仿真服务器送来的各种信息，进行操作培训，和连接至实时输电系统，接收实时系统传送过来的运行数据，本发明的仿真服务器系统采用面向对象的设计结构，实现了电网一次主接线系统、通用保护以及二次回路等逻辑模块的图形化建模，实现极控制、站控制功能和直流系统保护功能的仿真，包括换流变保护，滤波器保护，并联电容器/电抗器保护，直流极保护。对于极控、站控以及直流保护实现了精确的模拟，为用户提供了图形化、模块化、交互方式的建模环境，不必记忆任何字符命令、不需编程便可完成建模全过程，同时不需要进行编译过程，就可以方便地实现模型的编辑、修改和调试。并且可以完成一次模型和二次回路模型的图形连接。使用户能够方便地完成所有电网仿真和换流站仿真模型的图形化建模工作，并且修改、扩充、升级十分方便。
本发明有图形化调试工具，用于跟踪调试图形建模编辑环境生成的文件，对二次建模原理图进行跟踪调试，使电站建模人员能够直观地发现自动回路中的问题，加以修改，大大提高了工作效率。电力网络模型建立以后，仿真系统可以自动进行网络拓扑分析。用户可以对某些图元或设备定义为是否参与网络拓扑分析，并根据设备类型进行连接关系检查。在运行环境，可以直接对电力网络进行各种计算如动态潮流、短路计算、稳定计算、频率计算等，可以对直流系统进行定功率控制、定电流控制或者无功控制、高压直流输电培训仿真系统(HVDC)顺序控制等操作，同时可以在图形上对设备进行各种故障设置，系统对此进行仿真计算，相关信息传给培训工作站，从而对培训人员进行仿真培训。
请参阅图3本发明的主流程图，本发明的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法包括以下步骤首先，由培训工作站向仿真服务器发出培训操作命令信息；然后，仿真服务器的信息处理仿真子系统对培训工作站发来的培训操作命令信息进行处理，并送至仿真服务器的控制和保护仿真子系统，同时存储到实时数据库中；控制和保护仿真子系统的极控系统仿真模块、站控系统仿真模块和直流系统保护仿真模块将处理后的培训操作命令信息转变成极控、站控、直流系统保护指令和参数，并分别下发给组件仿真模块；组件仿真模块将组件的状态量、仿真数据等信息上传给控制和保护仿真子系统的极控系统仿真模块、站控系统仿真模块和直流系统保护仿真模块；最后，信息处理子系统对极控、站控和直流系统保护的状态量、仿真数据信息进行处理，并送到实时数据库存储，同时返回给培训工作站显示。
仿真系统对于包括交流开关设备、相连的交流网络和直流线路的电气特性的高压直流联接、极控系统/站控系统/直流系统保护的仿真主要包括以下几个部分1.对于电气设备的组件仿真模块的仿真，方贞内容包括一次设备，辅助系统，高压直流联接的电气特性。一次设备包括开关设备，交流滤波器，并联电容器/电抗器，换流变，换流器，平波电抗器等，辅助系统包括阀冷等，对换流站两侧的交流网络由带阻抗的简化交流可变电压源表示，其中阻抗与实际的交流网络的参数特性相关联，对直流联接电气特性的仿真计算使用标准的换流站公式，换流器用可控的电压源来模拟等。组件仿真还能返回以下信号供监测用两侧交流进线的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率；交流滤波器，并联电容器和电抗器各分支电流；运行方式；直流电流、直流功率及其变化速率，或阶跃变化量的整定值；直流运行电压、电流及功率；换流阀吸收的无功；换流站与交流系统交换的无功；点火角或熄弧角、以及换相角；换流变绕组温度；换流变分接头位置；交流滤波器，并联电容器和电抗器投切状态；线路断路器、隔离开关及接地刀闸的投切状态；顺序事件记录(SER)信号；以及其它所需信号的信息。
2.对于控制和保护功能的仿真，控制和保护仿真子系统对于控制和保护功能的仿真包括以下几点(1)极控系统仿真模块的仿真，模拟实现定功率控制、定电流控制、换流变分接头控制、在线潮流反转、稳定控制等；极控仿真模型方针一下功能定功率控制、定电流控制、定功率与定电流控制模式的切换、换流变分接头控制、在线潮流反转、稳定控制功能、支持培训工作站对定值(稳态运行值，阶跃值和变化速率)的在线修改、支持培训工作站对无功功率控制手动/自动方式的选择。
正常工况下，整流侧通过快速调节alpha角来保持直流电流恒定；逆变侧为gamma角控制。
与快速控制相配合的换流变抽头的慢速控制策略为，正常工况下，整流侧抽头控制alpha角为15°±2.5°，逆变侧抽头控制Udi0为1±(1.25％)pu。
阀组控制中应包含低压限流环节，用于在直流电压降低时对直流电流指令进行限制。
根据基本控制策略，阀组控制应包括以下三个基本控制器闭环电流调节器、电压调节器、修正的gamma控制器。
请参见图4，在阀组控制中对整流和逆变运行配置不同的参数，使得在实际运行中整流侧和逆变侧由不同的调节器起作用，从而实现希望的Ud/Id特性曲线(2)站控系统仿真模块的仿真。站控仿真模块应方针以下控制功能交流开关设备(断路器、隔离开关和接地刀闸)的切/合操作、直流接地刀闸的切/合操作、HVDC系统顺序控制操作、无功功率控制、对换流站辅助电源及10KV以上开关柜的切/合、对冷却系统的投切控制。
站控仿真模块能方针以下监视功能所有上述站控操作指令执行状态、换流站所有一次设备的运行状态(如交/直流开关、刀闸、地刀的分/合，换流变的油温、绕组温度、分接头位置等)、换流站所有一次系统回路、支路的运行参数(如电压、电流、有功/无功功率等)、换流站辅助系统(阀冷却等系统)的运行状态和运行参数。
为了对运行人员进行相关培训，站控仿真模块应支持简化的顺序控制和联锁功能的实现。例如在灵宝换流站，直流系统顺序控制的基本状态有5种检修、冷备用、热备用、解锁运行及空载加压试验。5种基本状态分别描述如下检修状态所有阀厅的接地刀闸均在合状态，阀厅门可打开。冷备用状态所有阀厅的接地刀闸均在分状态，阀厅门关上。此时，阀冷系统无异常且应在运行状态。热备用状态所有阀厅的接地刀闸均在分状态，阀厅门关上。此时，阀冷控制系统无异常，换流变已充电。运行在热备用基础上，将阀解锁投运。空载加压试验空载加压试验和直流系统投运/停运过程的控制顺序有所不同，是一个试验状态。
启动直流系统的顺序主要包括如下步骤1、关上阀厅门且将阀厅门钥匙锁定在闭锁状态；2、打开阀厅地刀；3、处于冷备用状态；4、对换流变压器进行充电；5、处于热备用状态；6、阀解锁。处于直流系统运行状态。
停运直流系统的顺序主要包括如下步骤6、阀闭锁；5、到热备用状态；4、换流变压器放电；3、到冷备用状态；2、合上阀厅地刀；1、释放阀厅钥匙，允许打开阀厅门。此时，直流系统停运。换流站回到检修状态。
起动/停机顺序控制的基本功能要求如下顺序控制主要是对换流站内一组电动开关、刀闸的开/合操作和换流阀的解锁/闭锁提供自动执行功能。顺序控制包括以下功能1、顺序控制能够由运行人员在运行人员工作站上或在极控/站控主屏上手动启动，两者的优先级别为后者高于前者；2、顺序控制的实现过程中应判别联锁条件是否满足；3、顺序控制具有自动执行和按步执行两种功能。按步执行时，每执行一步，可以按照运行人员的选择，决定是继续下一步的操作还是停止顺序控制的执行；4、能够提供自动执行和按步执行的相互转换功能，相互转换的次数不受限制。
在顺序控制执行过程中，如果由于某一设备原因造成顺序控制无法执行下去，顺序控制操作能够停止在该设备处，待运行人员手动操作该设备后，由运行人员决定该顺序操作是按自动执行或按步执行的方式来继续执行还是退回到该顺序操作的起始点。
在顺序控制执行过程中，运行人员能够中止或暂停该顺序控制的执行。在暂停状态下，可以由运行人员决定该顺序操作是按自动执行或按步执行的方式来继续执行还是退回到该顺序操作的起始点。
对于阀的闭锁/解锁、控制模式或运行方式转换顺序控制，整流侧和逆变侧之间的自动顺序的协调配合，设计在在直流极控系统中实现。
在顺序控制程序中设计有一种功能，用来防止在系统发生故障时，比如辅助电源瞬时丢失时，错误地发出改变状态的命令。
(3)直流系统保护仿真模块的仿真。直流系统保护仿真模块仿真以下保护的动作行为极保护，包括短路保护(220kV侧，330kV侧)、过流保护(220kV侧，330kV侧)、桥差保护(220kV侧，330kV侧)、阀组差动保护(220kV侧，330kV侧)、换流变阀侧交流连线保护(220kV侧，330kV侧)、极保护区接地保护、背靠背差动保护、50Hz和100Hz保护、潮流反转保护、外部跳闸命令。
极控保护，包括交流过压保护(220kV侧，330kV侧)、交流欠压保护(220kV侧，330kV侧)、直流过压保护、直流欠压保护、换向失败的预测(220kV侧，330kV侧)、晶闸管结温监测(220kV，330kV侧)、大角度监视(220kV侧和330kV侧)、空载加压试验监视(220kV侧和330kV侧)换流变压器保护，包括换流变支路差动保护、换流变支路和换流变压器过流保护、换流变压器差动保护、换流变压器过流保护、换流变支路和换流变压器差动保护、绕组差动保护、零序电流保护、换流变压器过励磁保护、零差保护、热过负荷保护、换流变压器本体保护交流滤波器/并联电容器(电抗器)保护。包括差动保护、过流保护、零序电流保护、滤波器失谐监视、断路器失灵保护、高压端电容器不平衡保护、电阻谐波过负荷保护、电抗谐波过负荷保护、低压电容器保护(HP3高通滤波器)3.实时数据库系统，本发明的实时数据库采用新型实时数据接口，在没有状态估计程序支持，且外网运行人员控制系统测量有限的情况下，仿真系统研究了新型的实时数据接口，采用预测-校正-控制法，实现了从运行人员控制系统数据实时启动，既保证了联营网内数据的实时性，又模拟了整个直流系统电网的动态特性。实时数据每间隔一定时间就保存一次，以方便培训人员查看运行状态报表、曲线以及事件等。
4.信息处理子系统(IPS)IPS实现了对于数据库数据的存取，对于极控/站控/保护仿真模型之间的数据交换，对于实时运行系统状态量的读取，以及对于培训工作站给出命令等的处理。
培训工作站发出的输入命令(参考值，控制命令)经局域网TCP/IP联接通过信息处理子系统(IPS)处理后被送到仿真培训装置的极控/站控/保护仿真模块中，同时也被送到实时数据库存储。仿真模型对这些输入命令进行处理，并将相关命令或参数(投，切电容器/电抗器，触发角等)下发给组件仿真模块。组件仿真模块再将状态量、仿真数据等信息上传给极控/站控/保护仿真模块，由它们将相关信息通过IPS处理后送到实时数据库存储，同时返回给培训工作站显示。仿真模块具有顺序事件记录(SER)功能。同时，在信息处理子系统有图形化用户界面接口，可以进行仿真系统模型(包括参数)的配置，建立各种满足需要的仿真模型，仿真模型建好后，程序发生器将模型转化为用于实时仿真的程序，运行在仿真服务器的后台。
本系统培训工作站工作界面和运行人员工作站工作界面完全一致，其系统状态数据从仿真服务器获得，也可以从实时运行系统取得，但是培训员工作站发出的所有操作命令不对运行人员控制系统产生任何影响和作用。培训工作站采用分层分布式结构设计，依据IEC-61970标准采用面向对象技术建立电力对象的信息模型，以对象的方式描述电力对象，在对象结构设计如属性、操作、事件等的基础上，增加对象视图设计，实现管理电力对象的可视化。图形与电力对象紧密绑定，对象结构设计与视图设计一体化，电力对象与对象数据自动关联。
为了增强仿真培训效果，培训工作站采用了多媒体技术，集图形、图象、声音、文字为一体，再现现场设备的操作过程和运行情况，以及事故发生时的状况，使培训人员印象更为深刻，使仿真效果更加逼真。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种高压交直流输电培训仿真系统，包括通过以太网连接的仿真服务器和工作站，工作站包括培训工作站和监控工作站，其特征在于，所述仿真服务器包括组件仿真模块，连接控制和保护仿真子系统，用于对电气设备的交直流仿真；控制和保护仿真子系统，包括极控系统仿真模块、站控系统仿真模块和直流系统保护仿真模块，三个模块之间互联，并分别连接至信息处理子系统，用于控制和保护功能的仿真；实时数据库，连接至数据处理子系统，用于存储由培训工作站发出的经信息处理子系统处理的培训操作命令信息和组件仿真模块返回的经信息处理子系统处理的状态量、仿真数据信息；信息处理子系统，它连接控制和保护仿真子系统和数据库，并通过以太网连接培训工作站、监控系统工作站，用于实时存取数据库数据，在控制和保护功能仿真子系统各模块之间实现数据交换，读取实时系统运行状态量，以及处理培训工作站给出的命令；所述培训工作站至少为一个，通过以太网连接至信息处理子系统，用于向仿真服务器发送培训操作命令信息并接收仿真服务器送来的各种信息，进行操作培训，和连接至实时输电系统，接收实时系统传送过来的运行数据。
2.一种高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤1、培训工作站向仿真服务器发出培训操作命令信息；步骤2、仿真服务器的信息处理仿真子系统对培训工作站发来的培训操作命令信息进行处理，并送至仿真服务器的控制和保护仿真子系统，同时存储到实时数据库中；步骤3、控制和保护仿真子系统的极控系统仿真模块、站控系统仿真模块和直流系统保护仿真模块将处理后的培训操作命令信息转变成极控、站控、直流系统保护指令和参数，并分别下发给组件仿真模块；步骤4、组件仿真模块将组件的状态量、仿真数据等信息上传给控制和保护仿真子系统的极控系统仿真模块、站控系统仿真模块和直流系统保护仿真模块；步骤5、信息处理子系统对极控、站控和直流系统保护的状态量、仿真数据信息进行处理，并送到实时数据库存储，同时返回给培训工作站显示。
3.根据权利要求2所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述培训操作命令信息包括控制命令和参考值。
4.根据权利要求2所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述步骤3中的极控系统仿真模块的仿真包括定功率控制、定电流控制、换流变分接头控制、在线潮流反转、稳定控制，培训工作站对稳态运行值、阶跃值和变化速率的在线修改，培训工作站对无功功率控制手动/自动方式的选择中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述步骤3中的站控系统仿真模块的仿真包括交流开关设备的切/合操作，直流接地刀闸切/合操作，高压交直流输电培训仿真系统顺序控制操作，无功功率控制，对换流站辅助电源及10千伏以上开关柜的切/合，对冷却系统的投切控制的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述交流开关设备包括断路器、隔离开关和接地刀闸。
7.根据权利要求2所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述步骤3中的站控系统仿真模块还向工作站返回监测信息，包括站控操作指令执行状态，换流站一次设备运行状态，换流站一次系统回路、支路运行参数，换流站辅助系统运行状态和运行参数等的一种或几种。
8.根据权利要求2所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述站控仿真模块仿真顺序为检修、冷备用、热备用、解锁运行，空载加压试验。
9.根据权利要求2所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述步骤3中的直流系统保护仿真模块的仿真包括极保护、极控保护、换流变压器保护、交流滤波器/并联电容器保护。
10.根据权利要求9所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述极保护包括短路保护、过流保护、桥差保护、阀组差动保护、换流变阀侧交流连线保护、极保护区接地保护、背靠背差动保护、50赫兹和100赫兹保护、潮流反转保护和外部跳闸命令中的一种或几种。
11.根据权利要求9所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述极控保护包括交流过压保护、交流欠压保护、直流过压保护、直流欠压保护、换向失败的预测、晶闸管结温监测、大角度监视、空载加压试验监视中的一种或几种。
12.根据权利要求9所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述换流变压器保护包括换流变支路差动保护、换流变支路和换流变压器过流保护、换流变压器差动保护、换流变压器过流保护、换流变支路和换流变压器差动保护、绕组差动保护、零序电流保护、换流变压器过励磁保护、零差保护、热过负荷保护、换流变压器本体保护中的一种或几种。
13.根据权利要求9所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述交流滤波器/并联电容器保护包括差动保护、过流保护、零序电流保护、滤波器失谐监视、断路器失灵保护、高压端电容器不平衡保护、电阻谐波过负荷保护、电抗谐波过负荷保护、低压电容器保护的一种或几种。
14.根据权利要求2所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述步骤4中的组件仿真模块是对包括开关设备、交流滤波器、并联电容器/电抗器、换流变、换流器、平波电抗组成的一次设备，包括阀门的辅助系统，和高压直流联接的电气特性的仿真。
15.根据权利要求14所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述组件仿真模块对换流站两侧的交流网络的仿真由带阻抗的简化交流可变电压源表示，其中阻抗与实际的交流网络的参数特性相关联。
16.根据权利要求14所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述组件仿真模块对直流联接电气特性的仿真采用标准的换流站公式。
17.根据权利要求14所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述组件仿真模块对换流器的仿真采用可控的电压源进行仿真。
18.根据权利要求2所述的高压交直流输电培训仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述组件仿真模块还向工作站返回监测信息，包括两侧交流进线的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率，交流滤波器、并联电容器和电抗器各分支电流，运行方式，直流电流、直流功率及其变化速率或阶跃变化量的整定值，直流运行电压、电流及功率，换流阀吸收的无功，换流站与交流系统交换的无功，点火角或熄弧角以及换相角，换流变绕组温度，换流变分接头位置，交流滤波器、并联电容器和电抗器投切状态，线路断路器、隔离开关及接地刀闸的投切状态，顺序事件记录信号中的一种或多种。
全文摘要
一种高压交直流输电培训仿真系统，仿真服务器包括组件仿真模块、控制和保护仿真子系统、实时数据库、信息处理子系统，培训工作站至少为一个。工作站向仿真服务器发出培训操作命令信息；信息处理仿真子系统对培训操作命令信息进行处理并送至控制和保护仿真子系统，和存储到实时数据库中；控制和保护仿真子系统的极控、站控和直流系统保护仿真模块将处理后的培训操作命令信息转变成极控、站控、直流系统保护指令和参数，并分别下发给组件仿真模块；组件仿真模块将组件的状态量、仿真数据信息上传给极控、站控和直流系统保护仿真模块；信息处理子系统处理极控、站控和直流系统保护状态量、仿真数据信息并送到实时数据库存储和返回给培训工作站显示。
文档编号G06F19/00GK1881202SQ20051001770
公开日2006年12月20日 申请日期2005年6月16日 优先权日2005年6月16日
发明者黄利军, 张欣, 张睿 申请人:许继集团有限公司, 许继电气股份有限公司