基于实时数字仿真的保护仿真校验系统
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基于实时数字仿真仪动模试验的继电保护设备柔性检测平台安然然;王奕;胡玉岚;罗航【摘要】将实时数字仿真仪(real time digital simulator,RTDS)与继电保护装置相连进行闭环测试,可定量分析和检查保护装置在各种工况下的识别能力及保护的动态动作特性,解决了传统动态模拟试验在某些特定工况下不能定量分析保护动作特性的问题.构建了基于RTDS的线路保护、变压器保护柔性检测平台,介绍了该平台的总体结构和试验场景基本架构的设计,并通过数字动态模拟试验验证了该平台能满足检测要求,既可实现常规试验项目,又可完成针对线路保护的系统振荡、功率倒向、弱馈,以及针对变压器保护的励磁涌流、有载调压等特殊试验,可对不同厂家、不同型号的保护装置进行检测.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2013(026)010【总页数】6页(P92-97)【关键词】继电保护;实时数字仿真仪;数字动态模拟;闭环测试【作者】安然然;王奕;胡玉岚;罗航【作者单位】广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080【正文语种】中文【中图分类】TM774随着电力系统互联的深入发展、“西电东送”总体计划的进一步实施以及大容量超高压直流输电的应用,作为南方电网受端和负荷中心的广东电网,其运行动态与故障特性日益复杂,包括振荡、非全相、频率崩溃、解合环、直流偏磁、交直流相互作用、距离保护的暂态超越、和应涌流、恢复性涌流、发电机和变压器内部故障、电流互感器(current transformer,CT)饱和、电力电子元件故障以及其他特殊故障等,传统的基于简单电力系统模型、面向继电保护等二次设备的分析测试已不能满足要求。
为了保证电力系统可靠、安全、经济地运行,保护装置必须具备足够的可靠性以适应电力系统的各种工况,且在任何故障类型下都能快速、可靠地切除故障。
基于通用实时仿真平台的电流保护仿真研究黄绍书;郝正航;余敏;陈卓【摘要】According to the current principle of relay protection of power system, the detailed analysis of line dis-tribution network design was conducted, MATLAB/Simulink software developed by the research team was utilized as the development environment while Labview software was used as the Universal Real-time Experimental Plat-form( UREP) of the monitoring interface to build a 35kV power distribution line network three current protection simulation model in real-time simulation. The experimental data and simulation waveform were obtained. The simulation results show that the experiment lays a foundation for developing and testing the simulation platform of relay protection based on IEC61850.%根据电力系统继电保护电流保护原理,对设计的配电网络线路进行详细分析后,利用课题组自主研发的以MATLAB/Simulink软件为开发环境,以LabView软件为监控界面的通用实时仿真平台(Universal Real-time Experimental Platform,简称UREP)搭建35 kV电力系统配电线路网络三段式电流保护仿真模型,在完成实时仿真过程后,得到实验数据和仿真波形.仿真结果表明该实验为研制和测试基于IEC61850的继电保护仿真平台奠定了基础.【期刊名称】《贵州大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(035)003【总页数】5页(P76-80)【关键词】通用实时仿真平台;仿真;电流保护;MATLAB/Simulink【作者】黄绍书;郝正航;余敏;陈卓【作者单位】贵州大学电气工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学电气工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学电气工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学电气工程学院,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TM773近年来,我国电力系统配电网规模发展极为迅速,35 kV电压等级的高压配电网作为配电网中的重要部分,需要加强保护控制。
电网技术GRID TECHNOLOGY适用于继电保护装置基于实时仿真平台的继电保护装置系统级批量检测研究张彦兵 1,2,王 伟 1,2,庄良文 1,2(1.许昌开普检测研究院股份有限公司,河南 许昌 461000;2.国家继电保护及自动化设备质量监督检验中心,河南 许昌 461000)摘 要:继电保护装置的大规模批量检测,存在仿真建模复杂、接口数量巨大、动作信息统计分析复杂等难题,如何 更加高效、完善、便捷的进行继电保护装置的检测工作是电力检测领域长期以来的重要研究课题。
提出了一种基 于 RTDS 实时仿真系统研发了智能化接口装置(KPF1B)和常规接口装置(RTIO),实现了保护装置批量检测的硬件 支撑;进行了变电站系统级的仿真建模以及综合检测项目的编制,优化了检测流程。
针对 RTDS 自动测试和继电保 护装置动作行为批量分析环节进行了深度的软件开发,提高了检测项目的批量执行速率以及试验结果批量分析的 效率。
工程应用案例表明,所提出方案解决了大规模保护装置批量协同检测工作难以开展的问题,缩短了检测时 间、提高了工作效率。
关键词:继电保护;系统级仿真;批量检测;协同检测;RTDS 中图分类号:TM77 文献标志码:B 文章编号:1006-348X(2019)12-0014-050 引言智能电网是电力行业发展的必然趋势,而电网二 次设备(继电保护及自动化装置)质量的优劣直接关乎 整个电网的安全稳定运行。
二次设备作为智能电网的 大脑中枢,当电网正常运行时能够实时监测电网运行 情况并预测电网潜在风险;当电网发生故障时能够快 速定位、隔离故障并及时恢复电力供应。
因此在二次 设备投入电网运行前对其进行质量检测,确保装置性 能稳定质量可靠,对电网的稳定运行意义重大[1-5]。
随着继电保护领域技术的不断更新以及变电站 建设周期的日趋缩短。
继电保护装置检测领域也面 临着诸多挑战:1)同一类型不同接口的保护装置(如 常规继电保护装置为常规采样、常规跳闸,智能化继 电保护装置为数字化采样、数字化跳闸,混合继电保 护装置为常规采样、数字跳闸)的并行检测;2)不同 类型保护装置(如线路保护、母线保护、变压器保护) 互相配合下的并行检测;3)智能化继电保护装置不同通信方式(点对点组网、组网)下的并行检测;4)来 自多个设备制造商的多套继电保护装置的集中批量 检测;5)保护装置检测周期日益的缩短等。
收稿日期:2010-04-02作者简介:李升健(1976-),男,工程师,硕士,主要从事电力系统实时数字仿真的应用研究工作。
0引言RTDS 是由加拿大曼尼托巴省高压直流(HVDC)研究中心开发的专门用于实时研究电力系统的数字仿真系统。
为了提高江西电力系统的科研、试验、运行水平,江西省电力科学研究院于2008年11月引进了该套仿真系统。
本文将详细地介绍该套仿真系统的原理、结构及目前在江西电网的应用情况。
1RTDS 的原理及结构RTDS 是数字仿真技术、计算机技术和并行处理技术发展的产物,它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50μs 的步长上完成较大规模电力系统的实时仿真运行。
该系统中的电力系统元件模型和仿真算法是建立在已被认可并得到广泛应用的EMTDC/PSCAD 基础上的,是EMTDC 的实时化。
1.1硬件结构RTDS 的硬件结构采用模块化设计,并采用并行处理方式。
当仿真大型系统时,可以将其作为一个整体或若干部分运行。
一个RTDS 仿真器是一个或多个计算机硬件单元,这些单元被称为Rack ,每个Rack 由以下功能卡组成:处理器卡3PC 或GPC 、层间通讯卡IRC 、工作站接口卡WIF 。
每个Rack 包含1块WIF 卡,一块IRC 卡,若干处理器卡以及若干与处理器卡相连的I/O 接口卡。
I/O 接口卡的类型有:模拟输入接口卡GTAI 、模拟输出接口卡GTAO 、数字输入接口卡GTDI 、数字输出接口卡GTDO 、220VDC 数字输入输出接口上下GTFPI 。
一个机柜可以装1~3个Rack ,不同的Rack 相互连接可以组成较大规模的仿真器。
Rack 的数量决定了仿真系统的规模。
Rack 和Rack 间通信是借助于层间通讯卡IRC 来完成的,采用660MHz 通信通道。
Rack 与工作站实时数字仿真系统(RTDS )在江西电网的应用李升健1,马亮1,黄灿英2(1.江西省电力科学研究院,江西南昌330096;2.南昌大学科学技术学院,江西南昌330029)摘要:文中详细地介绍了加拿大研制的实时数字仿真系统RTDS 的原理及结构,综述RTDS 在江西电网的应用状况,并以CSC-101B 线路保护装置的闭环试验为案例详细描述它的具体应用,最后分析了应用数字仿真系统的难点和不足。
利用数字仿真工作的先进继电保护测试系统蓝红,得次郎泷泽,栗山灰东芝株式会社,东京1058001 ,日本;摘要:现下,数字式电力系统仿真设备因为其优秀的成就记录在很多领域中得到了较好的发展,其中包括保护系统测试。
然而,因为许多电力系统的参数和切换条件需要遵循已经预定设置的顺序,所以在保护继电器的系统测试中,对测试系统的操作就会变得复杂。
而且为了建立电力系统仿真环境,电力系统专业知识总是必需的。
本文描述了使用RTDS ®模拟器系统开发一个界面友好,用于保护继电器面板测试的的控制系统的挑战。
在这个系统中,我们需要将开发用户友好界面的设备连接到一个继电系统,用以控制继电器的工作条件以及记录所测试的继电系统的输出信号。
开发出来的专用控制软件是用以自动控制RTDS ®设备,切换保护继电器系统的工作条件以及记录测试结果的。
我们还开发了一个自动记录和显示测试结果的功能。
该系统已经被证明是一个可以用于保护继电器系统测试的有效测试系统。
关键词:保护继电器面板测试,数字仿真设备,友好的用户界面,自动记录和显示功能1引言电力系统继电保护系统在当电力系统中发生故障时通过将故障与剩下的电子区域分离开而在保护电力系统中发挥着至关重要的作用。
电力系统保护服务过程中失灵或故障的发生,将会导致系统广泛性中断,所以,全面地测试保护继电器系统的功能性,以确保所需的服务过程中的行为不出差错,是很重要的。
另外,对于正在接受测试的被继电保护系统的测试设备来说,电力系统现象的实时仿真是有精度要求的。
有两种主要类型的实时电力系统仿真设备可以忠实地用于代表电力系统现象。
一类是模拟实时功率系统仿真器,一个用于模拟发电机的电气特性,传输线以及仿真电路模拟变压器的简化模型。
几十年来这些都在保护方案的绩效评估中发挥了重要作用。
然而,它缺乏针对提供所有的实时功率的类型系统仿真这种必要的灵活性而且系统扩展性也是有限的。
一些特殊的电力系统是很难使用这种模拟类型的仿真器进行仿真的。
一种电力系统实时数字仿真模拟装置的研发及其试验验证作者:***来源:《机电信息》2020年第27期摘要:介绍了RTplus智能电网实时数字仿真系统的软硬件架构以及相关关键技术,采用试验验证的方法,记录RTplus智能电网实时数字仿真系统和RTDS实时数字仿真系统的故障电流值,将记录的10组故障电流数据进行比对,结果验证了RTplus智能电网实时数字仿真系统的准确性。
关键词:电力系统仿真;实时数字仿真;对比试验0 引言电力系统实时数字仿真技术作为电力系统仿真研究领域的主流方向,已经成为电力系统试验研究、规划设计和调度运行的重要工具。
在电力系统继电保护原理及产品测试方面,对电力系统实时数字仿真的要求越来越高,本文研究的RTplus智能电网实时数字仿真系统,具有性价比高、模型成熟、操作简易等优点,对相关的继保企业、科研院所及培训机构来说是一个有力的工具。
1 RTplus智能电网实时数字仿真系统总体架构1.1 系统总体结构为达到闭环实时仿真的目的,RTplus智能电网实时数字仿真系统的总体结构应如图1所示。
它由实时计算单元、I/O、功率放大、后台控制四部分组成,将离线生成的模型程序文件上传至实时计算单元进行仿真计算,并将待测保护装置试验所需的电压、电流等模拟量经功率放大器送入待测装置。
同时,待测装置的响应信号再通过I/O单元实时反馈回计算单元进行闭环试验。
1.2 系统硬件结构仿真装置由计算单元、I/O单元和后台终端组成。
为满足实时性要求,计算单元应具有较强的计算能力,RTplus智能电网实时数字仿真系统采用研华micro ATX工业主板,配以Intel i5 CPU、1G DDR3 RAM,分别用于模型计算和数据存储;I/O单元包括1727U接口卡、两块Intel Pro 100网卡,接口卡用于和传统继电保护装置接口,而网卡一块用于和数字化继电保护装置接口,另一块用于和后台主机连接。
每块PCI-1727U接口卡具有12路模拟量输出(±10 V)、16路开关量输出(5 V)、16路开关量输入(5 V)。