基於rtds的廣域遠程測試安穩試驗系統的製作方法
2023-08-07 02:04:46
基於rtds的廣域遠程測試安穩試驗系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，由RTDS仿真系統、仿真轉換裝置、電力系統通信網絡和現場實際安裝的現場設備構成，RTDS仿真系統實時仿真結果輸出的模擬量和開關量經仿真結果輸出端輸入至所述仿真轉換裝置，經所述仿真轉換裝置轉換後通過電力系統通信網絡將仿真結果傳輸到現場設備的保護控制裝置；現場設備將動作的出口信息通過電力系統通信網絡輸入至仿真轉換裝置的出口信息輸入端，再由仿真轉換裝置反饋回RTDS仿真系統，實現試驗系統的雙向信息交互和廣域閉環測試。本發明能夠提高RTDS動態仿真測試的效率，並能獲得了更加準確可信的測試結果。
【專利說明】基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統安穩【技術領域】，特別涉及一種基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統。
【背景技術】
[0002]隨著電力系統安全穩定性和供電可靠性要求的提高，電力系統安全穩定控制系統在全國各電網得到普遍應用，並成為電網日常運行不可或缺的重要組成部分。電力系統安全穩定控制系統規模龐大、裝置數量眾多，控制策略複雜多變，必須通過RTDS試驗系統進行動態仿真測試，以確保系統運行的可靠性。
[0003]傳統的安全穩定控制系統動態測試方法是在仿真試驗室搭建同實際系統基本相同的試驗系統，集中進行RTDS仿真測試。一方面，在仿真試驗室搭建仿真試驗系統需要大量的接線和配置工作，但每次搭建的試驗系統都不具備重用性，仿真試驗的效率較低；另一方面，實際運行的安全穩定控制系統規模龐大，受限於仿真試驗室的場地和RTDS系統RACK規模的限制，試驗系統不可能完全再現整個實際系統，只能對系統的一部分進行動態仿真，有時還要對現場運行的裝置軟體進行調整以適應試驗的要求，試驗結果的可信度有限。
[0004]另外，直流控制保護裝置、多回直流協調控制裝置、繼電保護裝置等保護控制設備在仿真試驗室集中RTDS動態仿真時也存在著不能完全|旲擬實際系統運彳丁、效率低下的問題。
[0005]因此，針對現有技術不足，提供一種仿真測試效率高、結果精確的基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統以克服現有技術不足甚為必要。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於針對現有技術不足提供一種測試效率高、測試結果準確的基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統。
[0007]本發明的上述目的通過如下技術方案實現:
提供一種基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，由RTDS仿真系統、仿真轉換裝置、電力系統通信網絡和現場實際安裝的現場設備構成，RTDS仿真系統的仿真結果輸出端與所述仿真轉換裝置的仿真信號輸入端連接，所述仿真轉換裝置的仿真信號輸出端通過電力系統通信網絡輸入至現場設備的保護控制裝置；現場設備的保護控制裝置的出口信息輸出端通過電力系統通信網絡輸入至仿真轉換裝置的出口信息輸入端，仿真轉換裝置的出口信息輸出端與所述RTDS仿真系統的出口信息輸入端連接；
RTDS仿真系統實時仿真結果輸出的模擬量和開關量經仿真結果輸出端輸入至所述仿真轉換裝置，經所述仿真轉換裝置轉換後通過電力系統通信網絡將仿真結果傳輸到現場設備的保護控制裝置；現場設備將動作的出口信息通過電力系統通信網絡輸入至仿真轉換裝置的出口信息輸入端，再由仿真轉換裝置反饋回RTDS仿真系統，實現試驗系統的雙向信息交互和廣域閉環測試。
[0008]優選的，上述仿真轉換裝置具體是採集RTDS仿真系統實時仿真輸出的模擬量和開關量，並轉換為數位訊號後向現場設備的保護控制裝置發送；同時仿真轉換裝置接收現場設備的測試保護控制裝置的動作出口信息，並以接點形式反饋回RTDS仿真系統。
[0009]優選的，上述仿真轉換裝置設置為多套，每個仿真轉換裝置設有配套的通信接口裝置，通信接口裝置與對應的仿真轉換裝置雙向連接。
[0010]優選的，上述RTDS仿真系統與仿真轉換裝置的接口採用標準化設計，RTDS仿真系統向每個轉換裝置輸送的模擬量個數、開關量個數、開關量類型以及接入裝置的位置相對固定。
[0011]優選的，上述仿真轉換裝置和被測試的保護控制裝置之間採用標準化的通信協議，仿真轉換裝置向各被測試保護控制裝置發送的內容完全一致，各被測試保護控制裝置向仿真轉換裝置發送的數據格式完全一致。
[0012]優選的，上述基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，被測試現場設備的保護控制裝置設置有根據測試需要進行投退的遠程測試啟動單元；
當RTDS仿真系統通過仿真轉換裝置輸送仿真測試信號時，遠程測試啟動單元投入遠程測試模式，即:遠程測試啟動單元接收RTDS仿真系統提供的模擬量和開關量信息，並以所接收的RTDS仿真系統提供的模擬量和開關量信息替換現場設備實際採集的模擬量和開關量；並將設備測試動作出口信息反饋發送給RTDS仿真轉換裝置；
當RTDS仿真系統停止輸送仿真測試信號時，遠程測試啟動單元退出遠程測試模式，現場設備正常運行。
[0013]優選的，所述遠程測試啟動單元通過控制字或者軟壓板進行觸控。
[0014]優選的，上述基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統每臺轉換裝置同時與m個現場設備的保護控制裝置進行仿真測試，其中m > 2 ; η臺相同的轉換裝置實現系統內nXm個廠站的保護控制裝置聯合仿真測試，其中η > I。
[0015]本發明的基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，由RTDS仿真系統、仿真轉換裝置、電力系統通信網絡和現場實際安裝的現場設備構成，RTDS仿真系統的仿真結果輸出端與所述仿真轉換裝置的仿真信號輸入端連接，所述仿真轉換裝置的仿真信號輸出端通過電力系統通信網絡輸入至現場設備的保護控制裝置；現場設備的保護控制裝置的出口信息輸出端通過電力系統通信網絡輸入至仿真轉換裝置的出口信息輸入端，仿真轉換裝置的出口信息輸出端與所述RTDS仿真系統的出口信息輸入端連接；RTDS仿真系統實時仿真結果輸出的模擬量和開關量經仿真結果輸出端輸入至所述仿真轉換裝置，經所述仿真轉換裝置轉換後通過電力系統通信網絡將仿真結果傳輸到現場設備的保護控制裝置；現場設備將動作的出口信息通過電力系統通信網絡輸入至仿真轉換裝置的出口信息輸入端，再由仿真轉換裝置反饋回RTDS仿真系統，實現試驗系統的雙向信息交互和廣域閉環測試。本發明通過標準化的仿真轉換裝置和電力系統通信網絡實現了 RTDS仿真系統和被測試保護控制裝置之間的雙向信息交互和閉環測試，將RTDS仿真系統的仿真能力從集中式區域仿真變成分散式廣域仿真，並具備良好的重用性和擴展性，能夠提高RTDS動態仿真測試的效率，並能獲得了更加準確可信的測試結果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]利用附圖對本發明作進一步的說明，但附圖中的內容不構成對本發明的任何限制。
[0017]圖1是基於RTDS的廣域遠程測試實驗系統示意圖。
[0018]圖2是本發明實施例2的測試試驗系統的雙向信息交互表。
[0019]圖3是本發明實施例2的通信協議表。
【具體實施方式】
[0020]結合具體實施例對本發明做進一步說明。
[0021]實施例1。
[0022]一種基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，如圖1所示，由RTDS仿真系統、仿真轉換裝置、電力系統通信網絡和現場實際安裝的現場設備構成，RTDS仿真系統的仿真結果輸出端與仿真轉換裝置的仿真信號輸入端連接，仿真轉換裝置的仿真信號輸出端通過電力系統通信網絡輸入至現場設備的保護控制裝置；現場設備的保護控制裝置的出口信息輸出端通過電力系統通信網絡輸入至仿真轉換裝置的出口信息輸入端，仿真轉換裝置的出口信息輸出端與所述RTDS仿真系統的出口信息輸入端連接。
[0023]RTDS仿真系統實時仿真結果輸出的模擬量和開關量經仿真結果輸出端輸入至所述仿真轉換裝置，經仿真轉換裝置轉換後通過電力系統通信網絡將仿真結果傳輸到現場設備的保護控制裝置；現場設備將動作的出口信息通過電力系統通信網絡輸入至仿真轉換裝置的出口信息輸入端，再由仿真轉換裝置反饋回RTDS仿真系統，實現試驗系統的雙向信息交互和廣域閉環測試，該RTDS仿真系統和現場被測試的保護控制裝置之間的實時信息交互形成閉環測試，提高了測試結果的可信度。
[0024]仿真轉換裝置具體是採集RTDS仿真系統實時仿真輸出的模擬量和開關量，並轉換為數位訊號後向現場設備的保護控制裝置發送；同時仿真轉換裝置接收現場設備的測試保護控制裝置的動作出口信息，並以接點形式反饋回RTDS仿真系統。
[0025]仿真轉換裝置通常設置為多套，每個仿真轉換裝置設有配套的通信接口裝置，通信接口裝置與對應的仿真轉換裝置雙向連接。RTDS仿真系統和現場被測試的保護控制裝置之間的接口由仿真轉換裝置以及配套的通信接口裝置完成，完成雙向的轉換和通信功能。
[0026]RTDS仿真系統與仿真轉換裝置的接口採用標準化設計，RTDS仿真系統向每個轉換裝置輸送的模擬量個數、開關量個數、開關量類型以及接入裝置的位置相對固定。仿真轉換裝置採集到上述模擬量後，通過模擬量的有效值計算、投停和跳閘判別等轉換為數位訊號向各廠站被測試保護控制裝置發送。同時接收被測試保護控制設備的動作出口信息，以接點形式反饋回RTDS系統。
[0027]仿真轉換裝置和被測試的保護控制裝置之間採用標準化的通信協議，仿真轉換裝置向各被測試保護控制裝置發送的內容完全一致，各被測試保護控制裝置向仿真轉換裝置發送的數據格式完全一致。
[0028]該基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，被測試現場設備的保護控制裝置設置有根據測試需要進行投退的遠程測試啟動單元。優選的，遠程測試啟動單元通過控制字或者軟壓板進行觸控。通過遠程測試啟動單元可以實現現場設備正常運行與遠程測試模式之間的互換，軟壓板具體可為開關閥。
[0029]當RTDS仿真系統通過仿真轉換裝置輸送仿真測試信號時，遠程測試啟動單元投入遠程測試模式，即:遠程測試啟動單元接收RTDS仿真系統提供的模擬量和開關量信息，並以所接收的RTDS仿真系統提供的模擬量和開關量信息替換現場設備實際採集的模擬量和開關量；並將設備測試動作出口信息反饋發送給RTDS仿真轉換裝置；
當RTDS仿真系統停止輸送仿真測試信號時，遠程測試啟動單元退出遠程測試模式，現場設備正常運行。
[0030]由於RTDS仿真系統與仿真轉換裝置的接口採用標準化設計、仿真轉換裝置與被測試設備之間採用標準的通信協議，故每臺轉換裝置同時與m個現場設備的保護控制裝置進行仿真測試，其中m > 2，即可以實現每臺轉換裝置同時對m個保護控制裝置進行的仿真測試，從而提高了仿真測試的效率。
[0031]仿真轉換裝置與RTDS、被測試設備之間的接口均為標準化設計，因此多個仿真轉換裝置的功能和配置完全一致，具備良好的重用性。對於大系統的聯合仿真測試，在RTDS系統RACK規模允許的情況下，可以由η臺相同的轉換裝置實現系統內nXm (其中η彡I)個廠站的保護控制設備聯合仿真測試，具備良好的系統擴展性。
[0032]本發明通過標準化的仿真轉換裝置和電力系統通信網絡實現了 RTDS仿真系統和被測試保護控制裝置之間的雙向信息交互和閉環測試，將RTDS仿真系統的仿真能力從集中式區域仿真變成分散式廣域仿真，並具備良好的重用性和擴展性，能夠提高RTDS動態仿真測試的效率，並能獲得了更加準確可信的測試結果。
[0033]實施例2。
[0034]本實施方案以楚穗直流安全穩定控制系統為例進行說明。本發明提供一種基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，如圖1所示，由RTDS仿真系統、仿真轉換裝置、電力系統通信網絡和現場實際安裝的現場設備構成，RTDS仿真系統的仿真結果輸出端與仿真轉換裝置的仿真信號輸入端連接，仿真轉換裝置的仿真信號輸出端通過電力系統通信網絡輸入至現場設備的保護控制裝置；現場設備的保護控制裝置的出口信息輸出端通過電力系統通信網絡輸入至仿真轉換裝置的出口信息輸入端，仿真轉換裝置的出口信息輸出端與所述RTDS仿真系統的出口信息輸入端連接。
[0035]RTDS仿真系統實時仿真結果輸出的模擬量和開關量經仿真結果輸出端輸入至所述仿真轉換裝置，經仿真轉換裝置轉換後通過電力系統通信網絡將仿真結果傳輸到現場設備的保護控制裝置；現場設備將動作的出口信息通過電力系統通信網絡輸入至仿真轉換裝置的出口信息輸入端，再由仿真轉換裝置反饋回RTDS仿真系統，實現試驗系統的雙向信息交互和廣域閉環測試。
[0036]RTDS仿真系統和被測試的保護控制裝置通過轉換裝置和通信網絡實現雙向信息交互，從而完成廣域閉環測試。
[0037]在楚穗直流安全穩定控制系統中，RTDS仿真系統提供最多12組模擬量小信號和直流閥組運行狀態信號等到仿真轉換裝置，分別由仿真轉換裝置採集、計算和判斷得到功率、投停、突變量啟動和跳閘信息，並由電路系統通信網絡遠程傳輸到安裝於現場的保護控制裝置。現場保護控制裝置由仿真試驗數據觸發動作後，反饋回動作出口信息到仿真轉換裝置及RTDS仿真系統。測試試驗系統的雙向信息交互如附圖2的測試試驗系統的雙向信息交互標所示。 仿真轉換裝置和現場被測試裝置之間採用安全穩定控制系統的通用協議，將兩者交互信息通過通信協議傳輸，通信採用2M復接通道，編碼方式為G.703，通信協議如下附圖3的通信協議表所示。
對於現場保護控制裝置，需要在原理的基礎上增加一個與轉換裝置的通信通道，接收原來從從機裝置或者遠方獲取的系統潮流和運行狀態信息。為了有效地區分實際數據和從轉換裝置獲取的數據，需要進行在原來的基礎上增加根據測試需要進行投退的遠程測試啟動單元。通過遠程測試啟動單元可以實現現場設備正常運行與遠程測試模式之間的互換。
[0038]當RTDS仿真系統通過仿真轉換裝置輸送仿真測試信號時，遠程測試啟動單元投入遠程測試模式，即:遠程測試啟動單元接收RTDS仿真系統提供的模擬量和開關量信息，並以所接收的RTDS仿真系統提供的模擬量和開關量信息替換現場設備實際採集的模擬量和開關量；並將設備測試動作出口信息反饋發送給RTDS仿真轉換裝置；
當RTDS仿真系統停止輸送仿真測試信號時，遠程測試啟動單元退出遠程測試模式，現場設備正常運行。
[0039]遠程測試啟動單元可以通過控制字定值(或軟壓板)實現，若且唯若該控制字(或軟壓板)投入時，才允許取用仿真轉換裝置的數據。
[0040]對於楚穗直流安全穩定控制系統多個廠站的聯合仿真，可配置多套標準的、相同的仿真轉換裝置與系統各站裝置實現一對一或一對多的通信，傳輸RTDS仿真系統提供的模擬量和開關量信息，如圖1所示。RTDS仿真系統可以同時輸出多種故障形式，如多閥組閉鎖、雙回線同時故障等，考察系統內各廠站的動作情況以及反饋回的動作情況對RTDS系統穩定性的影響，從而準確的把握了裝置動作對系統穩定性的作用，為仿真計算和安全穩定控制策略設計提供有力地依託。
[0041]本發明實現了 RTDS仿真系統和被測試保護控制裝置之間的雙向信息交互和閉環測試，將RTDS仿真系統的仿真能力從集中式區域仿真變成分散式廣域仿真，並具備良好的重用性和擴展性，能夠提高RTDS動態仿真測試的效率，並能獲得了更加準確可信的測試結果O
[0042]最後應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對發明保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離發明技術方案的實質和範圍。
【權利要求】
1.一種基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，其特徵在於:由RTDS仿真系統、仿真轉換裝置、電力系統通信網絡和現場實際安裝的現場設備構成，RTDS仿真系統的仿真結果輸出端與所述仿真轉換裝置的仿真信號輸入端連接，所述仿真轉換裝置的仿真信號輸出端通過電力系統通信網絡輸入至現場設備的保護控制裝置；現場設備的保護控制裝置的出口信息輸出端通過電力系統通信網絡輸入至仿真轉換裝置的出口信息輸入端，仿真轉換裝置的出口信息輸出端與所述RTDS仿真系統的出口信息輸入端連接； RTDS仿真系統實時仿真結果輸出的模擬量和開關量經仿真結果輸出端輸入至所述仿真轉換裝置，經所述仿真轉換裝置轉換後通過電力系統通信網絡將仿真結果傳輸到現場設備的保護控制裝置；現場設備將動作的出口信息通過電力系統通信網絡輸入至仿真轉換裝置的出口信息輸入端，再由仿真轉換裝置反饋回RTDS仿真系統，實現試驗系統的雙向信息交互和廣域閉環測試。
2.根據權利要求1所述的基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，其特徵在於:所述仿真轉換裝置具體是採集RTDS仿真系統實時仿真輸出的模擬量和開關量，並轉換為數位訊號後向現場設備的保護控制裝置發送；同時仿真轉換裝置接收現場設備的測試保護控制裝置的動作出口信息，並以接點形式反饋回RTDS仿真系統。
3.根據權利要求1或2所述的基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，其特徵在於:所述仿真轉換裝置設置為多套，每個仿真轉換裝置設有配套的通信接口裝置，通信接口裝置與對應的仿真轉換裝置雙向連接。
4.根據權利要求3所述的基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，其特徵在於:RTDS仿真系統與仿真轉換裝置的接口採用標準化設計，RTDS仿真系統向每個轉換裝置輸送的模擬量個數、開關量個數、開關量類型以及接入裝置的位置相對固定。
5.根據權利要求4所述的基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，其特徵在於:所述仿真轉換裝置和被測試的保護控制裝置之間採用標準化的通信協議，仿真轉換裝置向各被測試保護控制裝置發送的內容完全一致，各被測試保護控制裝置向仿真轉換裝置發送的數據格式完全一致。
6.根據權利要求1至5任意一項所述的基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，其特徵在於:被測試現場設備的保護控制裝置設置有根據測試需要進行投退的遠程測試啟動單元; 當RTDS仿真系統通過仿真轉換裝置輸送仿真測試信號時，遠程測試啟動單元投入遠程測試模式，即:遠程測試啟動單元接收RTDS仿真系統提供的模擬量和開關量信息，並以所接收的RTDS仿真系統提供的模擬量和開關量信息替換現場設備實際採集的模擬量和開關量；並將設備測試動作出口信息反饋發送給RTDS仿真轉換裝置； 當RTDS仿真系統停止輸送仿真測試信號時，遠程測試啟動單元退出遠程測試模式，現場設備正常運行。
7.根據權利要求6所述的基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，其特徵在於:所述遠程測試啟動單元通過控制字或者軟壓板進行觸控。
8.根據權利要求6所述的基於RTDS的廣域遠程測試安穩試驗系統，其特徵在於:每臺轉換裝置同時與m個現場設備的保護控制裝置進行仿真測試，其中m>2 ; η臺相同的轉換裝置實現系統內nXm個廠站的保護控制裝置聯合仿真測試，其中η > 1。
【文檔編號】G05B23/02GK104407606SQ201410750563
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月9日 優先權日:2014年12月9日
【發明者】朱益華, 郭琦, 韓偉強, 廖夢君, 杜威, 饒宏, 曾勇剛, 常東旭, 王俊傑, 夏尚學 申請人:中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心, 南方電網科學研究院有限責任公司, 南京南瑞繼保工程技術有限公司