一種直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研究實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研究實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)。該平臺(tái)包括發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)（1）、發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)（2），電廠監(jiān)控系統(tǒng)（3），發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置（4），RTDS建模工作站（5），RTDS處理器板卡GPC\PB5（6），RTDS模擬量輸出板卡GTAO（7），RTDS模擬量輸入板卡GTAI（8），RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO（9），RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI（10），功率放大器（11）。該平臺(tái)可以準(zhǔn)確真實(shí)地模擬直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制特性，提高仿真精度。
【專利說明】一種直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研究實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是一種直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，是一種分析直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性的電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)的創(chuàng)新技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]為了滿足日益增長的電力需求，同時(shí)節(jié)約輸電走廊資源、提高輸電資源的利用率，直流輸電工程以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)得到迅猛發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離、大容量的電力輸送。但是，隨著直流輸電功率的提升，直流一旦發(fā)生單極、雙極閉鎖故障，功率潮流將大幅度轉(zhuǎn)移到交流輸電系統(tǒng)，必然會(huì)給電網(wǎng)帶來巨大沖擊。因此，工程設(shè)計(jì)中一般將孤島方式作為直流常規(guī)運(yùn)行方式。
[0003]當(dāng)直流孤島運(yùn)行時(shí)，由于送端系統(tǒng)較弱、有效短路比低，孤島系統(tǒng)將面臨嚴(yán)重的過電壓和頻率失穩(wěn)問題。且送端機(jī)組勵(lì)磁調(diào)速控制特性與直流控制保護(hù)特性配合是否合理，將直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，我國對(duì)于直流孤島運(yùn)行缺乏經(jīng)驗(yàn)，對(duì)直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性的研宄亦缺乏有效手段。傳統(tǒng)BPA建模機(jī)組勵(lì)磁調(diào)速的建模過于簡(jiǎn)化，不能滿足直流孤島運(yùn)行方式下機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是考慮上述問題而提供一種直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，基于該平臺(tái)，可以真實(shí)地模擬直流孤島運(yùn)行時(shí)機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制特性，為機(jī)組勵(lì)磁調(diào)速控制裝置的改進(jìn)與研宄提供仿真相應(yīng)仿真結(jié)果，研宄直流孤島運(yùn)行方式下機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制的穩(wěn)定性。
[0005]本實(shí)用新型考慮上述問題采用的技術(shù)方案為:本實(shí)用新型為一種直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，用于研宄直流孤島運(yùn)行系統(tǒng)的穩(wěn)定特性。包括發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，電廠監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置，RTDS建模工作站，RTDS處理器板卡GPC\PB5，RTDS模擬量輸出板卡GTAO，RTDS模擬量輸入板卡GTAI, RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO，RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI，功率放大器。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)與電廠監(jiān)控系統(tǒng)連接，發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)與電廠監(jiān)控系統(tǒng)連接，發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)連接，RTDS建模工作站與RTDS處理器板卡GPC\PB5連接，RTDS處理器板卡GPC\PB5通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO、功率放大器將相關(guān)電壓電流等控制信號(hào)送至發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)、電廠監(jiān)控系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置，RTDS處理器板卡GPC\PB5通過RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO將相關(guān)數(shù)字量信號(hào)送至發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)、電廠監(jiān)控系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)、電廠監(jiān)控系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置通過RTDS模擬量輸入板卡GTAI將相關(guān)控制信號(hào)送至RTDS處理器板卡GPC\PB5，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、電廠監(jiān)控系統(tǒng)通過RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI將相關(guān)控制信號(hào)送至RTDS處理器板卡GPC\PB5。
[0006]上述電廠監(jiān)控系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)發(fā)送增減磁信號(hào)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)向電廠監(jiān)控系統(tǒng)反饋勵(lì)磁調(diào)節(jié)器狀態(tài)信號(hào)。
[0007]上述電廠監(jiān)控系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)發(fā)送增減有功指令，發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)向電廠監(jiān)控系統(tǒng)反饋調(diào)速器相關(guān)狀態(tài)量。
[0008]上述RTDS處理器板卡GPC\PB5通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO向發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置發(fā)送機(jī)組頻率信號(hào)，發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置發(fā)送控制開度信號(hào)，發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置通過RTDS模擬量輸入板卡GTAI向RTDS處理器板卡GPC\PB5發(fā)送發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩信號(hào)。
[0009]上述RTDS處理器板卡GPC\PB5通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO、功率放大器向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)發(fā)送發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、定子電流、同步電壓信號(hào)、勵(lì)磁電壓電流信號(hào)；RTDS處理器板卡GPC\PB5通過RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)發(fā)送機(jī)端斷路器狀態(tài)、孤島、聯(lián)網(wǎng)、直流停運(yùn)等信號(hào)；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)通過RTDS模擬量輸入板卡GTAI向RTDS處理器板卡GPC\PB5送入勵(lì)磁控制電壓；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)通過RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI向RTDS處理器板卡GPC\PB5送入整流橋觸發(fā)脈沖信號(hào)。
[0010]上述RTDS處理器板卡GPC\PB5通過RTDS模擬量輸出板卡GTA0、功率放大器向發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)發(fā)送發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、定子電流、電站母線電壓、導(dǎo)葉行程信號(hào)；RTDS處理器板卡GPC\PB5通過RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO向發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)發(fā)送機(jī)端斷路器狀態(tài)、孤島、聯(lián)網(wǎng)、直流停運(yùn)等信號(hào)；發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)通過模擬量輸入板卡GTAI向RTDS處理器板卡GPC\PB5送入控制開度信號(hào)。
[0011]上述RTDS處理器板卡GPC\PB5通過RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO向電廠監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送機(jī)端斷路器狀態(tài)、孤島、聯(lián)網(wǎng)、直流停運(yùn)等信號(hào)；電廠監(jiān)控系統(tǒng)通過RTDS數(shù)字量輸入板卡GTD1、RTDS模擬量輸入板卡GTAI向RTDS處理器板卡GPC\PB5發(fā)送發(fā)電機(jī)有功、無功增減指令。
[0012]上述直流孤島系統(tǒng)包含孤島運(yùn)行電站的全部發(fā)變組單元、RTDS純數(shù)字勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)、RTDS純數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)、機(jī)端斷路器、電站母線、電站交流出線、相關(guān)直流輸電系統(tǒng)，發(fā)變組單元通過機(jī)端斷路器與電站母線相連，電站母線通過電站交流出線與直流輸電系統(tǒng)相連。
[0013]上述RTDS純數(shù)字勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)按照實(shí)際發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)搭建，通過RTDS與真實(shí)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的閉環(huán)測(cè)試，對(duì)真實(shí)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的邏輯與參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)與驗(yàn)證，最終建立的RTDS純數(shù)字勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)能真實(shí)反映發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)控制特性。
[0014]上述RTDS純數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)按照發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)搭建，通過RTDS與真實(shí)發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的閉環(huán)測(cè)試，對(duì)真實(shí)發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的邏輯與參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)與驗(yàn)證，建立的RTDS純數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)能真實(shí)反映發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)控制特性。
[0015]本實(shí)用新型為一種直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，利用機(jī)組的勵(lì)磁調(diào)速監(jiān)控與RTDS形成閉環(huán)的仿真測(cè)試平臺(tái)。所述的發(fā)變組單元、機(jī)端斷路器、電站母線、電站交流出線、相關(guān)直流輸電系統(tǒng)在RTDS中搭建純數(shù)字模型，所述的勵(lì)磁調(diào)速監(jiān)控采用實(shí)際物理裝置，采用該方式，可以真實(shí)準(zhǔn)確模擬實(shí)際勵(lì)磁調(diào)速對(duì)機(jī)組的控制特性。當(dāng)勵(lì)磁調(diào)速控制設(shè)備的數(shù)量少于發(fā)變組數(shù)量時(shí)，多余發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)速控制采用RTDS純數(shù)字勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)、RTDS純數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)控制。基于該平臺(tái)，可以研宄直流孤島運(yùn)行時(shí)，發(fā)生送端交流故障、直流相關(guān)故障下，發(fā)變組側(cè)勵(lì)磁調(diào)速的控制特性以及其與直流控制保護(hù)的相互影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄仿真系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)。

【具體實(shí)施方式】
實(shí)施例
[0018]本實(shí)用新型為一種直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。包括發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I以ABB生產(chǎn)的UNITR0L6800勵(lì)磁調(diào)節(jié)器為例、發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2武漢能事達(dá)公司生產(chǎn)的MGC5000可編程微機(jī)調(diào)速器為例，電廠監(jiān)控系統(tǒng)3以北京中水科水電科技公司生產(chǎn)的H9000監(jiān)控系統(tǒng)為例，發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置4具體為南網(wǎng)科研院與武漢大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的HRTS裝置，RTDS建模工作站5本實(shí)施例使用的為裝有windoWS7系統(tǒng)的DELL臺(tái)式計(jì)算機(jī)，RTDS處理器板卡GPC\PB5 6，RTDS模擬量輸出板卡GTAO 7，RTDS模擬量輸入板卡GTAI 8，RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO 9，RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI 10，功率放大器11本實(shí)施例中使用的為北京博電公司生產(chǎn)的PA30B數(shù)字仿真功率放大器；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I與電廠監(jiān)控系統(tǒng)3連接，兩者之間相互傳遞的相關(guān)信號(hào)通過繼電器將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成為開關(guān)信號(hào)后，通過硬接線實(shí)現(xiàn)連接。發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2與電廠監(jiān)控系統(tǒng)3連接，其連接方式為電信號(hào)轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào)后硬接線連接。發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置4與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2連接，兩者之間通過DA/AD轉(zhuǎn)換模塊以及硬接線實(shí)現(xiàn)連接。RTDS建模工作站5與RTDS處理器板卡GPC\PB5 6連接，RTDS建模工作站5通過網(wǎng)線、RTDS處理器板卡GPC\PB5 6通過GTWIF卡直接連接至公共的交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)兩者之間的連接。RTDS處理器板卡GPC\PB5 6與RTDS模擬量輸出板卡GTAO 7、RTDS模擬量輸入板卡GTAI 8、RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO 9、RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI 10之間通過光纖進(jìn)行連接。
[0019]RTDS處理器板卡GPC\PB5 6通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO 7、功率放大器11將孤島運(yùn)行的電站的發(fā)電機(jī)電壓電流以及電站母線電壓、勵(lì)磁變二次側(cè)電壓等控制信號(hào)送至發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)1、發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2、電廠監(jiān)控系統(tǒng)3、發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置4，RTDS處理器板卡GPC\PB5 6通過RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO 9將相關(guān)數(shù)字量信號(hào)送至發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)1、發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2、電廠監(jiān)控系統(tǒng)3、發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置4，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)1、發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2、電廠監(jiān)控系統(tǒng)3、發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置4通過RTDS模擬量輸入板卡GTAI 8將相關(guān)控制信號(hào)送至RTDS處理器板卡GPC\PB5 6，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)1、電廠監(jiān)控系統(tǒng)3通過RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI 10將相關(guān)控制信號(hào)送至RTDS處理器板卡GPC\PB5 6。
[0020]上述電廠監(jiān)控系統(tǒng)3向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I發(fā)送增減磁、開停機(jī)、PSS投退指令，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I向電廠監(jiān)控系統(tǒng)3反饋勵(lì)磁調(diào)節(jié)器各限制環(huán)節(jié)動(dòng)作等狀態(tài)信號(hào)。
[0021]上述電廠監(jiān)控系統(tǒng)3向發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2發(fā)送增減有功、開停機(jī)指令，發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2向電廠監(jiān)控系統(tǒng)3反饋調(diào)速器相關(guān)狀態(tài)量。
[0022]上述RTDS處理器板卡GPC\PB5 6通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO 7向發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置4發(fā)送孤島運(yùn)行機(jī)組頻率信號(hào)，發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2向發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置4發(fā)送控制開度信號(hào)，發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置4通過RTDS模擬量輸入板卡GTAI 8向RTDS處理器板卡GPC\PB5 6發(fā)送發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩信號(hào)。
[0023]上述RTDS處理器板卡GPC\PB5 6通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO 7、功率放大器11向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I發(fā)送發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、定子三相電流、三相同步電壓信號(hào)、勵(lì)磁電壓電流信號(hào)；RTDS處理器板卡GPC\PB5 6通過RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO 9向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I發(fā)送機(jī)端斷路器狀態(tài)、孤島、聯(lián)網(wǎng)、直流停運(yùn)等信號(hào)；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I通過RTDS模擬量輸入板卡GTAI 8向RTDS處理器板卡GPC\PB5 6送入勵(lì)磁控制電壓；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I通過RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI 10向RTDS處理器板卡GPC\PB5 6送入自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)整流橋觸發(fā)脈沖信號(hào)。
[0024]上述RTDS處理器板卡GPC\PB5 6通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO 7、功率放大器11向發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2發(fā)送發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、定子三相電流、電站母線電壓、執(zhí)行機(jī)構(gòu)導(dǎo)葉行程信號(hào)；RTDS處理器板卡GPC\PB5 6通過RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO 9向發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2發(fā)送機(jī)端斷路器狀態(tài)、孤島、聯(lián)網(wǎng)、直流停運(yùn)等信號(hào)；發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2通過模擬量輸入板卡GTAI 8向RTDS處理器板卡GPC\PB5 6送入控制開度信號(hào)。
[0025]上述RTDS處理器板卡GPC\PB5 6通過RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO 9向電廠監(jiān)控系統(tǒng)3發(fā)送機(jī)端斷路器狀態(tài)、孤島、聯(lián)網(wǎng)、直流停運(yùn)等信號(hào)；電廠監(jiān)控系統(tǒng)3通過RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI 10、RTDS模擬量輸入板卡GTAI 8向RTDS處理器板卡GPC\PB5 6發(fā)送發(fā)電機(jī)有功、無功增減指令。
[0026]本實(shí)施例中，在RTDS建模工作站5上建立直流孤島系統(tǒng)數(shù)字模型。直流孤島數(shù)字模型包括孤島運(yùn)行電站的全部發(fā)變組單元12、RTDS純數(shù)字勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)13、RTDS純數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)14、機(jī)端斷路器15、電站母線16、電站交流出線17、相關(guān)直流輸電系統(tǒng)18，發(fā)變組單元12通過機(jī)端斷路器15與電站母線16相連，電站母線16通過電站交流出線17與直流輸電系統(tǒng)18相連，見附圖2
[0027]本實(shí)施例中，上述直流孤島系統(tǒng)在RTDS建模工作站5建模后，由RTDS處理器板卡GPC\PB5 6進(jìn)行實(shí)施仿真計(jì)算。
[0028]本實(shí)施例中，上述RTDS純數(shù)字勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)13按照發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I搭建，能真實(shí)反映發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I控制特性。能準(zhǔn)確模擬勵(lì)磁AVR控制，包含調(diào)差、伏赫茲限制、過勵(lì)、欠勵(lì)、定子電流限制、PSS相關(guān)模塊。
[0029]本實(shí)施例中，上述RTDS純數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)14按照發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2搭建，能真實(shí)反映發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2控制特性。能準(zhǔn)確模擬調(diào)速器開度功率模式下一次調(diào)頻死區(qū)、孤網(wǎng)、空載等工況的切換。
[0030]本實(shí)用新型的一種直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真方法，包含以下步驟:
[0031]I)在RTDS建模工作站5建立直流孤島系統(tǒng)仿真模型。
[0032]2 )將RTDS建模工作站5與RTDS處理器板卡GPC\PB5 6連接。模型的數(shù)據(jù)將傳遞到RTDS處理器板卡GPC\PB56后進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真計(jì)算。
[0033]3)將RTDS處理器板卡GPC\PB5 6與RTDS模擬量輸出板卡GTAO 7連接后經(jīng)功率放大器11向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I發(fā)送發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、定子三相電流、三相同步電壓信號(hào)、勵(lì)磁電壓電流信號(hào)；RTDS處理器板卡GPC\PB5 6通過RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO9向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I發(fā)送機(jī)端斷路器狀態(tài)、孤島、聯(lián)網(wǎng)、直流停運(yùn)等信號(hào)；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I通過RTDS模擬量輸入板卡GTAI 8向RTDS處理器板卡GPC\PB5 6送入勵(lì)磁控制電壓；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I通過RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI 10向RTDS處理器板卡GPC\PB5 6送入自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)整流橋觸發(fā)脈沖信號(hào)。
[0034]4)將RTDS處理器板卡GPC\PB5 6與RTDS模擬量輸出板卡GTAO 7連接后經(jīng)功率放大器11向發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2發(fā)送發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、定子三相電流、電站母線電壓、執(zhí)行機(jī)構(gòu)導(dǎo)葉行程信號(hào)；RTDS處理器板卡GPC\PB5 6通過RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO9向發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2發(fā)送機(jī)端斷路器狀態(tài)、孤島、聯(lián)網(wǎng)、直流停運(yùn)等信號(hào)；發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2通過模擬量輸入板卡GTAI 8向RTDS處理器板卡GPC\PB5 6送入控制開度信號(hào)。
[0035]5)將RTDS處理器板卡GPC\PB5 6與RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO 9連接后向電廠監(jiān)控系統(tǒng)3發(fā)送機(jī)端斷路器狀態(tài)、孤島、聯(lián)網(wǎng)、直流停運(yùn)等信號(hào)；電廠監(jiān)控系統(tǒng)3通過RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI 10、RTDS模擬量輸入板卡GTAI 8向RTDS處理器板卡GPC\PB5 6發(fā)送發(fā)電機(jī)有功、無功增減指令。
[0036]6)將RTDS處理器板卡GPC\PB5 6與RTDS模擬量輸出板卡GTAO 7連接后向發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置4發(fā)送機(jī)組頻率信號(hào)，發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2向發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置4發(fā)送控制開度信號(hào)，發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置4通過RTDS模擬量輸入板卡GTAI 8向RTDS處理器板卡GPC\PB5 6發(fā)送發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩信號(hào)。
[0037]7)將電廠監(jiān)控系統(tǒng)3與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)I連接，實(shí)現(xiàn)兩者之間控制量的傳遞。
[0038]8 )將電廠監(jiān)控系統(tǒng)3與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)2連接，實(shí)現(xiàn)兩者之間控制量的傳遞。
[0039]9)將所有裝置上電后，在RTDS建模工作站5上利用RSCAD軟件編譯并運(yùn)行模型，即可在孤島運(yùn)行的一次系統(tǒng)中設(shè)置相關(guān)故障(例如直流閥組短路故障導(dǎo)致的直流閉鎖)并對(duì)該故障進(jìn)行仿真分析。
【權(quán)利要求】
1.一種直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，其特征在于:該平臺(tái)包括發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(1)、發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(2)，電廠監(jiān)控系統(tǒng)(3)，發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置(4)，RTDS建模工作站(5)，RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)，RTDS模擬量輸出板卡GTAO (7)，RTDS模擬量輸入板卡GTAI (8)，RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO (9)，RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI (10)，功率放大器(11)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(I)與電廠監(jiān)控系統(tǒng)(3)連接，發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(2)與電廠監(jiān)控系統(tǒng)(3)連接，發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置(4)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(2)連接，RTDS建模工作站(5)與RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)連接，RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO (7)、功率放大器(11)將相關(guān)電壓電流控制信號(hào)送至發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(I)、發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(2)、電廠監(jiān)控系統(tǒng)(3 )、發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置(4 )，RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6 )通過RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO (9)將相關(guān)數(shù)字量信號(hào)送至發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(1)、發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(2)、電廠監(jiān)控系統(tǒng)(3)、發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置(4)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(I)、發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(2)、電廠監(jiān)控系統(tǒng)(3)、發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置(4)通過RTDS模擬量輸入板卡GTAI (8)將相關(guān)控制信號(hào)送至RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(I)、電廠監(jiān)控系統(tǒng)(3)通過RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI (10)將相關(guān)控制信號(hào)送至RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，其特征在于:電廠監(jiān)控系統(tǒng)(3)向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(I)發(fā)送增減磁信號(hào)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(I)向電廠監(jiān)控系統(tǒng)(3)反饋勵(lì)磁調(diào)節(jié)器狀態(tài)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，其特征在于:電廠監(jiān)控系統(tǒng)(3)向發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(2)發(fā)送增減有功指令，發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(2)向電廠監(jiān)控系統(tǒng)(3)反饋調(diào)速器相關(guān)狀態(tài)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，其特征在于:RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO (7)向發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置(4)發(fā)送機(jī)組頻率信號(hào)，發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(2)向發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置(4)發(fā)送控制開度信號(hào)，發(fā)電機(jī)水輪機(jī)實(shí)時(shí)仿真裝置(4)通過RTDS模擬量輸入板卡GTAI(8)向RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)發(fā)送發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，其特征在于:RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO (7)、功率放大器(11)向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(I)發(fā)送發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、定子電流、同步電壓信號(hào)、勵(lì)磁電壓電流信號(hào)；RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)通過RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO (9)向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(I)發(fā)送機(jī)端斷路器狀態(tài)、孤島、聯(lián)網(wǎng)、直流停運(yùn)信號(hào)；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(I)通過RTDS模擬量輸入板卡GTAI (8)向RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)送入勵(lì)磁控制電壓；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(I)通過RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI (10)向RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)送入整流橋觸發(fā)脈沖信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，其特征在于:RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)通過RTDS模擬量輸出板卡GTAO (7)、功率放大器(11)向發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(2)發(fā)送發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、定子電流、電站母線電壓、導(dǎo)葉行程信號(hào)；RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)通過RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO (9)向發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(2)發(fā)送機(jī)端斷路器狀態(tài)、孤島、聯(lián)網(wǎng)、直流停運(yùn)信號(hào)；發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(2)通過模擬量輸入板卡GTAI (8)向RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)送入控制開度信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，其特征在于:RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)通過RTDS數(shù)字量輸出板卡GTDO (9)向電廠監(jiān)控系統(tǒng)(3)發(fā)送機(jī)端斷路器狀態(tài)、孤島、聯(lián)網(wǎng)、直流停運(yùn)信號(hào)；電廠監(jiān)控系統(tǒng)(3)通過RTDS數(shù)字量輸入板卡GTDI (10)、RTDS模擬量輸入板卡GTAI (8)向RTDS處理器板卡GPC\PB5 (6)發(fā)送發(fā)電機(jī)有功、無功增減指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，其特征在于:上述直流孤島系統(tǒng)包含孤島運(yùn)行電站的全部發(fā)變組單元(12)、RTDS純數(shù)字勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)(13 )、RTDS純數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)(14 )、機(jī)端斷路器(15)、電站母線(16 )、電站交流出線(17)、相關(guān)直流輸電系統(tǒng)(18)，發(fā)變組單元(12)通過機(jī)端斷路器(15)與電站母線(16)相連，電站母線(16)通過電站交流出線(17)與直流輸電系統(tǒng)(18)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，其特征在于:RTDS純數(shù)字勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)(13)按照發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(I)搭建，能真實(shí)反映發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(I)控制特性。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直流孤島運(yùn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)特性研宄實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，其特征在于:RTDS純數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)(14)按照發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(2)搭建，能真實(shí)反映發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(2)控制特性。
【文檔編號(hào)】G05B17/02GK204229132SQ201420344401
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】袁藝, 郭琦, 李偉, 李書勇, 關(guān)紅兵, 黃立濱, 歐開健 申請(qǐng)人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司