专利名称：基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方法
技术领域：
本发明是一种基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方法，属于基于 实时仿真系统对电力系统录波回放的方法的创新技术。
背景技术：
现有的电力系统分析有理论计算、数字仿真、动态模拟和事故回放等 方法，通过对电力系统现场录波进行回放和重演是其中一种重要而实用的方 法。事故录波是由电力系统现场记录的直接资料，记录了电力系统现场的真 实过程，对录波数据的回放可以将现场发生事故的详细过程进行重演，是故 障分析的有效手段，但现有的电力系统录波回放技术存在回放规模小和不能 灵活处理多种录波格式等缺点。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种回放规模大，且能灵活处理 多种录波格式的基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方法。本发明能快 速找到电力系统故障的真正原因，得到准确的故障分析结论。本发明的技术方案是本发明基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方法，包括有如下步骤1) 对电力系统的录波数据进行预处理的方法，得到录波文件；2) 将实时仿真系统连接实际的交直流控制保护装置、安全稳定控制装置进 行实时回放；3)通过更接近电力系统故障的实际过程的实时回放找到电力系统故障的 真正原因，得到准确的故障分析结论。
上述对电力系统的录波数据进行预处理的方法包括数据格式在二进制 和文本之间的转换、数据长度截取、数据通道的删减、数据文件的合并、录 波文件数据信息的显示、不同频率数据文件的合并。
上述对电力系统的录波数据进行预处理的方法包括数据格式在二进制
和文本之间的转换、数据长度截取、数据通道的删减、数据文件的合并、录
波文件数据信息的显示、不同频率数据文件的合并。 上述不同频率数据文件的合并的方法是
1 )把低频采样的数据文件进行数值插值处理，得到与高频釆样数据文件相 同频率的文件。即先从低频文件插值得到高频数据文件；
2)在插值计算后，把两个相同频率的高频文件进行合并； 上述把低频文件插值得到高频文件的方法是
模拟量通道数据的插值算法有线性插值算法和二次插值算法两种算法
1) 线性插值
线性插值是在两个采样点之间插入一点，用直线将釆样点和插值点连接 起来。插入点的数据y(O可用下式进行计算
<formula>formula see original document page 6</formula>
其中，^和^是两个釆样时刻。3^)和兴g是^和4是两个釆样时刻的瞬 时值。^是要插值的采样时刻；
2) 二次插值固定时间间隔采样的过程如下，每间隔z;的时间。设其连续3次的釆样
分别在々—,、4、 ^时刻，釆样值分别为Z^、 A和A+,。那么对于任意的^时 刻，其信号值A虽然没有直接釆样得到，但是可以根据实际釆样值为iV,、
马和1\+1由拉格朗日(Lagrange) 二次插值法近似计算得到。其标准公式为
di - - u (々-^-iX^ -4+i)(々+i - ]x^+i -々)
一般使用的二次插值算法是内插法，即^在区间[4—， ]的范围内。二次 插值法的本质效果就是在时间 一 釆样值(卜")平面上，作出经过
(4—,，"w) 、 (t，A) 、 (4+], A+1)3点的抛物线，此抛物线上对应^时刻的 数值就是内插计算值。
数字量通道数据的插值算法数字通道的数据只有0和1两种状态，所 以所插的值也只能是0或1，关键是从哪个釆样值状态变位；在录波数据文 件中，设^时刻为0， ^时刻为1，在^时刻和^时刻之间的(时刻的釆样值
即中间插值点的数值都取为和前 一个釆样时刻^时刻的值一样。
在基于实时数字仿真器的平台上构造录波回放的电路，组成回放系统， 测试电力系统交流、直流保护装置、安全稳定装置以及其它电力系统的二次 系统装置。
上述录波回放的电路包括有数字/模拟转换接口、电力系统交流保护装 置、电力系统直流控制保护装置、电力系统安全稳定控制装置、电力系统的 二次系统装置，其中实时仿真系统录波回放模块将录波数据以数字信号的形 式输出到数字/模拟转换接口，转换为模拟信号后经功率放大器放大后驱动 电力系统交流保护装置、电力系统直流控制保护装置、电力系统安全稳定控制装置、电力系统的二次系统装置。上述数字/模拟转换接口输出的模拟信号通过经功率放大器放大后驱动 电力系统交流保护装置、电力系统直流控制保护装置、电力系统安全稳定控 制装置、电力系统的二次系统装置。本发明由于釆用将实时仿真系统连接实际的交直流控制保护装置、安全 稳定控制装置进行实时回放的方法，因此，其能快速找到电力系统故障的真 正原因，得到准确的故障分析结论，或者能对电力系统的发展变化过程进行 重演。本发明是一种方便实用的基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方 法。
图1为本发明录波回放电路的原理图。
具体实施例方式实施例本发明基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方法，包括有如下步骤1) 对电力系统的录波数据进行预处理的方法，得到录波文件；2) 将实时仿真系统连接实际的交直流控制保护装置、安全稳定控制装置进 行实时回放；3) 通过更接近电力系统故障的实际过程的实时回放找到电力系统故障的 真正原因，得到准确的故障分析结论。上述对电力系统的录波数据进行预处理的方法包括数据格式在二进制 和文本之间的转换、数据长度截取、数据通道的删减、数据文件的合并、录 波文件数据信息的显示、不同频率数据文件的合并。上述对电力系统的录波数据进行预处理的方法包括数据格式在二进制 和文本之间的转换、数据长度截取、数据通道的删减、数据文件的合并、录 波文件数据信息的显示、不同频率数据文件的合并。上述不同频率数据文件的合并的方法是
1 )把低频釆样的数据文件进行数值插值处理，得到与高频采样数据文件相 同频率的文件。即先从低频文件插值得到高频数据文件；
2)在插值计算后，把两个相同频率的高频文件进行合并；
上述把低频文件插值得到高频文件的方法是
模拟量通道数据的插值算法有线性插值算法和二次插值算法两种算法
1) 线性插值
线性插值是在两个釆样点之间插入一点，用直线将釆样点和插值点连接
起来。插入点的数据y《)可用下式进行计算
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，^和G是两个釆样时刻。y(o和y(^)是A和^是两个采样时刻的瞬 时值。^是要插值的釆样时刻；
2) 二次插值
固定时间间隔釆样的过程如下，每间隔7;的时间。设其连续3次的釆样 分别在d、 ^、 ^时刻，釆样值分别为A-。 A和A+,。那么对于任意的^时 刻，其信号值马虽然没有直接采样得到，但是可以根据实际采样值Dw、 A 和化+1由拉格朗日(Lagrange) 二次插值法近似计算得到。其标准公式为
一般使用的二次插值算法是内插法，即t在区间[L ， 4+1 ]的范围内。二
次插值法的本质效果就是在时间一釆样值(卜D)平面上，即^在区间 ,，U]的范围内,作出经过(L， A-，) 、 (") 、 (H) 3点的抛物线，此抛物线上对应^时刻的数值就是内插计算值。本实施例中，采用二 次插值算法。数字量通道数据的插值算法数字通道的数据只有o和i两种状态，所 以所插的值也只能是O或1，关键是从哪个釆样值状态变位；在录波数据文 件中，设A时刻为O,々时刻为1，在^时刻和~时刻之间的/￡时刻的釆样值即中间插值点的数值都取为和前 一 个釆样时刻纟时刻的值 一 样。在基于实时数字仿真器的平台上构造录波回放的电路，组成回放系统， 测试电力系统交流、直流保护装置、安全稳定装置以及其它电力系统的二次 系统装置。上述录波回放的电路包括有数字/模拟转换接口 1、电力系统交流保护 装置3、电力系统直流控制保护装置4、电力系统安全稳定控制装置5、电力 系统的二次系统装置6，其中实时仿真系统录波回放模块将录波数据以数字 信号的形式输出到数字/模拟转换接口 1,转换为模拟信号后经功率放大器2 放大后驱动电力系统交流保护装置3、电力系统直流控制保护装置4、电力 系统安全稳定控制装置5、电力系统的二次系统装置6。上述数字/模拟转换接口 1输出的模拟信号通过经功率放大器2放大后 驱动电力系统交流保护装置3、电力系统直流控制保护装置4、电力系统安 全稳定控制装置5、电力系统的二次系统装置6。
权利要求
1、一种基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方法，其特征在于包括有如下步骤1)对电力系统的录波数据进行预处理的方法，得到录波文件；2)将实时仿真系统连接实际的交直流控制保护装置、安全稳定控制装置进行实时回放；3)通过更接近电力系统故障的实际过程的实时回放找到电力系统故障的真正原因，得到准确的故障分析结论。
2、 根据权利要求1所述的基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方法， 其特征在于上述对电力系统的录波数据进行预处理的方法包括数据格式在二 进制和文本之间的转换、数据长度截取、数据通道的删减、数据文件的合并、 录波文件数据信息的显示、不同频率数据文件的合并。
3、 根据权利要求1所述的基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方法， 其特征在于上述不同频率数据文件的合并的方法是1) 把低频釆样的数据文件进行数值插值处理，得到与高频釆样数据文件相 同频率的文件。即先从低频文件插值得到高频数据文件；2) 在插值计算后，把两个相同频率的高频文件进行合并；
4、 根据权利要求l所述的基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方法， 其特征在于上述把低频文件插值得到高频文件的方法是模拟量通道数据的插值算法有线性插值算法和二次插值算法两种算法 1)线性插值线性插值是在两个釆样点之间插入一点，用直线将釆样点和插值点连接起来。插入点的数据XO可用下式进行计算 洲=' y(O + 處) 其中，A和^是两个釆样时刻。y(0和3^)是A和^是两个采样时刻的瞬时值。^是要插值的釆样时刻； 2) 二次插值固定时间间隔釆样的过程如下，每间隔r,的时间。设其连续3次的釆样分 别在^、 4和^时刻，采样值分别为A—。 A和A+,。那么对于任意的〔时刻， 其信号值A虽然没有直接采样得到，但是可以根据实际采样值zv,、 A和A+, 由拉格朗日二次插值法近似计算得到。其标准公式为-.<formula>formula see original document page 3</formula>一般使用的二次插值算法是内插法，即t在区间[rM，u]的范围内。二次插值法的本质效果就是在时间一釆样值(卜")平面上，作出经过k一， Dh)、 (4， A) 、 (^, A+1) 3点的抛物线，此抛物线上对应^时刻的数值就是内插计算 值。数字量通道数据的插值算法数字通道的数据只有0和1两种状态，所以所插的值也只能是o或l,关键是从哪个釆样值状态变位；在录波数据文件中，设^时刻为0， ^时刻为1，在^时刻和 2时刻之间的^时刻的釆样值即中间插值点的数值都取为和前 一个釆样时刻&时刻的值 一 样。
5、根据权利要求1所述的基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方法,其特征在于在基于实时数字仿真器的平台上构造录波回放的电路，组成回放系 统，测试电力系统交流、直流保护装置、安全稳定装置以及其它电力系统的二 次系统装置。
6、 根据权利要求1所述的基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方法， 其特征在于上述录波回放的电路包括有数字/模拟转换接口 (1)、电力系统交流 保护装置(3)、电力系统直流控制保护装置(4)、电力系统安全稳定控制装置(5)、电力系统的二次系统装置(6),其中实时仿真系统录波回放模块将录波 数据以数字信号的形式输出到数字/模拟转换接口 (1),转换为模拟信号后经功率放大器(2)放大后驱动电力系统交流保护装置(3)、电力系统直流控制 保护装置U)、电力系统安全稳定控制装置(5)、电力系统的二次系统装置(6)。
7、 根据权利要求6所述的基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方法， 其特征在于上述数字/模拟转换接口 (1)输出的模拟信号通过经功率放大器(2 ) 放大后驱动电力系统交流保护装置(3)、电力系统直流控制保护装置(4)、电 力系统安全稳定控制装置(5)、电力系统的二次系统装置(6)。
全文摘要
本发明是一种基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方法。包括有如下步骤1)对电力系统的录波数据进行预处理的方法，得到录波文件；2)将实时仿真系统连接实际的交直流控制保护装置、安全稳定控制装置进行实时回放；3)通过更接近电力系统故障的实际过程的实时回放找到电力系统故障的真正原因，得到准确的故障分析结论。本发明由于采用将实时仿真系统连接实际的交直流控制保护装置、安全稳定控制装置进行实时回放的方法，因此，其能快速找到电力系统故障的真正原因，得到准确的故障分析结论。本发明是一种方便实用的基于实时仿真系统对电力系统录波回放的方法。
文档编号H02H7/26GK101247039SQ20071003248
公开日2008年8月20日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者李战鹰, 欧开键, 肖湘宁, 贾旭东, 赵成勇, 琦 郭, 韩伟强, 黄立滨 申请人:南方电网技术研究中心;华北电力大学