基于RTDS的微機(jī)保護(hù)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、長(zhǎng)期以來(lái)，人們?cè)陔娏σ淮蜗到y(tǒng)仿真方面做了大量研究，電力系統(tǒng)數(shù)字仿真已發(fā)展為一門比較成熟的學(xué)科。但在繼電保護(hù)等二次系統(tǒng)數(shù)字仿真方面的研究工作則相對(duì)較少。近年來(lái)，由于高壓直流輸電技術(shù)(HVDC)和靈活交流輸電技術(shù)(FACTS)不斷引進(jìn)電力系統(tǒng)中，對(duì)電力二次系統(tǒng)數(shù)字仿真技術(shù)提出了更高的要求，基于這方面的研究也逐漸得到了重視。 傳統(tǒng)方式下建立的保護(hù)仿真模型都是離線、開(kāi)環(huán)的。由于在整個(gè)仿真過(guò)程中一次系統(tǒng)與保護(hù)、控制系統(tǒng)不能實(shí)時(shí)相互反饋，故

2、難以反映實(shí)際系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。基于RTDS的微機(jī)保護(hù)仿真系統(tǒng)依靠強(qiáng)大的并行處理能力，可以同時(shí)仿真電力一次系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)時(shí)、閉環(huán)仿真。仿真結(jié)果更接近于系統(tǒng)真實(shí)運(yùn)行情況，可以大大提高微機(jī)保護(hù)研發(fā)、分析和測(cè)試的效率。 本文分析了微機(jī)保護(hù)實(shí)時(shí)閉環(huán)仿真系統(tǒng)的研究意義，指出其具有較高的應(yīng)用價(jià)值，可以作為研究平臺(tái)、事故分析平臺(tái)、試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)以及教學(xué)培訓(xùn)平臺(tái)；分析了微機(jī)保護(hù)仿真系統(tǒng)的兩種典型應(yīng)用方式，并對(duì)比研究了各種方式的優(yōu)缺點(diǎn)；分

3、析了基于RTDS的微機(jī)保護(hù)閉環(huán)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件架構(gòu)，提出利用集成化和模塊化的思想開(kāi)發(fā)保護(hù)組件，保護(hù)功能單元中對(duì)組件的劃分方法依照IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)。并以方向元件、選相元件和啟動(dòng)元件為例，詳細(xì)說(shuō)明了基于RTDS的微機(jī)保護(hù)實(shí)時(shí)仿真組件技術(shù)。 實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)對(duì)仿真步長(zhǎng)有著嚴(yán)格的要求，其主要取決于所研究對(duì)象的頻率范圍。但是，RTDS無(wú)法為一次系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)指定不同的仿真步長(zhǎng)，這就迫使保護(hù)仿真必須在最小時(shí)間步長(zhǎng)（50～

4、60 us）內(nèi)完成。由此帶來(lái)的問(wèn)題是，或者保護(hù)仿真無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)性的要求，或者導(dǎo)致大量重復(fù)計(jì)算。本文創(chuàng)新性的提出多線程技術(shù)原理，將復(fù)雜的控制系統(tǒng)算法模塊化，通過(guò)對(duì)線程的合理調(diào)度和相繼運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)將控制算法跨越多個(gè)仿真步長(zhǎng)計(jì)算，從而有效的解決了以上問(wèn)題。 本課題基于RTDS平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了一套完整的數(shù)字式超高壓方向縱聯(lián)保護(hù)仿真系統(tǒng)；本文提出利用Cbuilder自定義組件技術(shù)開(kāi)發(fā)微機(jī)保護(hù)仿真模型，大大提高了微機(jī)保護(hù)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的穩(wěn)定性和工程