基于RTDS的微机保护实时闭环数字仿真系统

传统仿真方式下建立的保护模型通常是离线、开环的,无法满足对微机保护实时交互测试与研究的要求.分析了微机保护实时闭环数字仿真系统的意义,说明其可以作为研究平台、事故分析平台、试验测试平台以及教学培训平台.提出了微机保护仿真系统的两种典型应用方式并分析了其优缺点.根据IEC 61850标准中对保护功能的划分方法,开发了丰富的保护实时仿真组件;根据IEC 61131-3标准,以功能方框图方式构成保护系统;将上述\"软保护\"系统嵌入到一次系统仿真模型中,从而构成微机保护实时闭环数字仿真系统.在RTDS上的实际运行结果表明,\"软保护\"系统可在各种故障情况下实时、闭环、正确动作.     

基于RTDS的微机保护实时闭环数字仿真系统

传统仿真方式下建立的保护模型通常是离线、开环的,无法满足对微机保护实时交互测试与研究的要求。分析了微机保护实时闭环数字仿真系统的意义,说明其可以作为研究平台、事故分析平台、试验测试平台以及教学培训平台。提出了微机保护仿真系统的两种典型应用方式并分析了其优缺点。根据IEC 61850标准中对保护功能的划分方法,开发了丰富的保护实时仿真组件;根据IEC 61131-3标准,以功能方框图方式构成保护系统;将上述“软保护”系统嵌入到一次系统仿真模型中,从而构成微机保护实时闭环数字仿真系统。在RTDS上的实际运行结果表明,“软保护”系统可在各种故障情况下实时、闭环、正确动作。     

基于EMTP/ATP的变压器建模及仿真

变压器是电力系统中的重要元件。基于EMTP/ATP建立了用于励磁涌流分析的变压器暂态仿真计算模型,该模型将非线性电感元件Type—96接在线性变压器元件BCTRAN低压侧节点,考虑了铁心的饱和磁滞特性以及铁心和绕组的结构型式。在此基础上搭建了胜利油田35 kV降压站空投变压器的EMTP仿真测试系统模型,通过设定开关元件的通断时刻来模拟合闸角度及剩磁的影响,通过TACS积分元件来求解主磁链,而后基于所建立的模型进行了仿真试验,并运用离散傅里叶算法(DFT)对涌流中的谐波成分进行了分析。仿真计算结果表明:该变压器仿真计算模型能够较好地应用于对实际系统的分析和研究,为现场工程师进行差动保护的设计整定提供指导和借鉴。文中的模型和方法可以对更为复杂的变压器瞬变过程以及TA的传变特性进行分析,亦可对不同的保护算法进行测试、评估和优化。     

基于Matlab的变压器差动保护闭环仿真研究

应用Matlab建立了微机保护仿真系统,并对不同原理的变压器差动保护进行了仿真和比较。仿真系统采用积木式结构,根据微机保护的实现原理构建模块,实现保护的闭环仿真,对保护的动作过程进行分析。以变压器差动保护为例,研究比较了常规比率差动、复式比率差动、故障分量比率差动元件的工作原理,分析了二次谐波、波形对称原理识别励磁涌流的方法,构建了相应的保护模块并进行了仿真和比较。仿真结果说明仿真系统可考核保护的各元件判据、动作定值、动作逻辑和分析特殊故障条件下保护内部元件的动作特性,实现保护动作全过程的闭环仿真。     

基于 ATP/EMTP仿真的抽水蓄能电站 雷电入侵波保护方案的选择

以某抽水蓄能电站为例,采用电力系统暂态仿真程序ATP/EMTP,对3种过电压保护方案进行雷电过电压仿真计算,并经综合比较,选择出最佳过电压保护方案。分析结果表明,合理配置避雷器的数量和位置,能降低各电气设备上的最大雷电过电压,从而保证各电气设备具有足够的雷电过电压保护安全裕度。     

全数字实时仿真装置与直流输电控制保护装置的闭环仿真试验及分析

介绍了电力系统全数字实时仿真装置(advanced digital power system simulator,ADPSS)与葛洲坝—上海直流输电工程控制保护装置的闭环仿真试验过程及分析结果。简化系统的试验结果表明,采用ADPSS进行闭环仿真试验的结果与动模试验结果一致,准确可信。另对葛洲坝—上海直流输电工程大系统做了一些具体试验分析,体现了采用ADPSS进行控制保护装置闭环仿真试验的优越性,证明ADPSS不仅可用于控制保护装置本身的行为特性研究和功能、性能测试,也可用于研究装置控制保护策略与大电网动态特性的相互作用。     

基于EMTP和MATLAB的继电保护仿真系统

针对微机保护实验存在工作过程无法被实验者直接观测的问题,建立了基于EMTP和MATLAB继电保护仿真系统。该系统采用EMTP故障仿真的结果作为实验数据。利用MATLAB中的图形用户界面设计功能（GUI）建立仿真系统的界面,并且通过设置控件的属性及编制M文件来实现微机保护的功能。最后经过编译形成可执行文件。该仿真系统具有可视性、灵活性及可控性等优点,有利于完成微机保护实验。     

采用ATP/EMTP的CIGRE HVDC建模与仿真

为了提高HVDC研究、设计的效率及可信性,同时满足实际复杂的HVDC系统的仿真研究要求,弥补PSCAD软件因模块封装导致软件使用灵活性降低的问题,基于ATP/EMTP电磁暂态仿真软件,利用其强大的自定义模块功能,搭建了CIGRE直流输电模型,开展系统仿真分析,并与PSCAD中标准的CIGRE模型的仿真结果进行比对分析,验证了所搭建的HVDC模型的正确性及可行性;选用适当的仿真步长,保证计算结果正确性同时,提高了计算效率。     

基于EMTP/ATP的HVDC整流器建模及仿真

基于EMTP/ATP程序研究高压直流输电(HVDC)换流器的暂态特性,需要建立控制及电气元件的详细模型,同时,在进行仿真研究时,尤其是当HVDC换流器与弱交流系统相联时,需特别注意电磁暂态过程本身所具有的复杂特性。基于EMTP程序,并考虑到HVDC联于弱交流系统时的情况,建立了详细的HVDC整流器仿真模型,包括门极触发单元(GFU)、电流控制器、阀缓冲电路等,同时,为缩短仿真初始化时间,还在电流控制器中引入了延迟阶跃信号DS。最后,基于CIGRE标准模型对所建立的HVDC整流器EMTP仿真模型进行了测试,仿真结果表明,系统对于正常的电流调节及突发故障均表现出良好的动态性能。     

Control of dynamic overvoltages due to load rejection by static shunt compensation

A digital computer method used to evaluate the performance of a static shunt compensator as a device for controlling dynamic overvoltages caused by load rejection is presented. A typical system of a generating station connected to a load centre through an EHV transmission line with a static compensator at the load end is considered, and the envelopes of dynamic overvoltages following load rejection are evaluated. Detailed mathematical models incorporating the dynamics of a synchronous machine, transmission network and static shunt compensator are employed in the analysis. The static shunt compensator is shown to be an effective tool for controlling dynamic overvoltages. The application of this analysis for choosing an economic voltage rating of the surge arrestor is highlighted.     

基于RTDS和实际控制系统的±800 kV直流输电系统仿真

电力系统仿真是研究电力系统特征和电力控制技术的主要手段。为深入研究特高压直流输电技术和特高压交直流混联系统的特性,基于实时数字仿真器RTDS和南瑞继保自主研发制造的世界上首台±800kV直流控制保护样机搭建了±800kV直流输电系统的闭环仿真系统模型。由于能够在任何工况下准确模拟直流输电系统行为的仿真方法只有电磁暂态仿真,所建基于RTDS的仿真模型较之机电暂态仿真模型能够提供更深刻和准确的仿真结果;由于考虑了实际UHVDC控制与保护设备的控制作用,仿真将更能反映实际交直流系统的动态特性和更具备实际工程的参考价值。基于南方电网云广特高压直流输电系统的"孤岛运行"方式参数的仿真分析进行了必要的说明,阐明了所搭建的闭环特高压直流仿真系统可用于研究特高压直流控制保护技术和全面分析特高压直流输电系统的特征。     

基于RTDS和实际控制系统的±800kV直流输电系统仿真

电力系统仿真是研究电力系统特征和电力控制技术的主要手段。为深入研究特高压直流输电技术和特高压交直流混联系统的特性。基于实时数字仿真器RTDS和南瑞继保自主研发制造的世界上首台±800kV直流控制保护样机搭建了±800kV直流输电系统的闭环仿真系统模型。由于能够在任何工况下准备模拟直流输电系统行为的仿真方法只有电磁暂态仿真，所建基于RTDS的仿真模型较之机电暂态仿真模型能够提供更深刻和准确的仿真结果；由于考虑了实际UHVDC控制与保护设备的控制作用，仿真将更能反映实际交直流系统的动态特性和更具备实际工程的参考价值。基于南方电网云广特高压直流输电系统的“孤岛运行”方式参数的仿真分析进行了必要的说明，阐明了所搭建的闭环特高压直流仿真系统可用于研究特高压直流控制保护技术和全面分析特高压直流输电系统的特征。     

阳城-淮阴 500 kV 串补电容线路对继电保护的影响

对阳城—淮阴串补线路的一次系统、二次传变环节ＣＴ和ＣＶＴ以及各种典型的继电保护装置进行了数字仿真研究,并对不同的故障点和不同的故障类型情况下继电保护装置的动作行为特性进行了仿真分析研究,得出了一些结论,提出了一些改进意见。     

应对继电保护多场景的数字仿真测试方法

新能源大量接入使得继电保护面临适应性问题;提出一种应对继电保护多场景的数字仿真测试方法;可为继电保护性能评估提供有效技术支撑。从继电保护装置时序配合逻辑、不同保护装置配合关系、多场景测试的维度出发;提出了继电保护仿真模块设计和模拟方法。所提方法能够满足各类继电保护仿真测试要求;并通过了仿真测试。     

基于RTDS-GTNET的智能变电站保护装置实用化测试技术及方案

简要介绍了传统RTDS-GTNET的测试结构,并分析了智能变电站背景下对保护装置进行测试的实用化需求。针对测试需求,对更新的GTNET-SV模块技术进行了同步跟踪,对比了新、旧版本采样值(SV)模块的协议以及报文抖动情况,利用参数识别匹配的方法为RTDS与保护装置SV报文数据的正常交互提供了解决方案。以站域保护装置为实例,介绍了利用GTNET实现闭环测试的方法,并验证了测试的准确性。     

基于Hypersim的变电站自动化系统闭环测试环境的建立

介绍了一种基于Hypersim变电站系统闭环测试的方法。在Hypersim中实时仿真变电站运行,并将被测装置所需要的电压、电流和开关位置信号输出,装置的控制信号再返回Hypersim中,从而形成变电站自动化系统装置的闭环测试环境。Hypersim主要完成电力系统网络的构建,并对网络进行分析、映射任务、生成代码。详细叙述了在Hypersim中建立仿真闭环测试环境模型、解耦元件、参数设置、负荷变动的脚本、与被测装置闭环连接等。从仿真变电站运行情况看,所介绍的方法能方便地研究被测装置与仿真变电站的相互作用。     

一种用于继电保护测试装置的闭环控制正弦基准生成系统

针对目前继电保护测试装置在应用中实现小型化、智能化的需求,设计出了基于FPGA的闭环控制正弦信号基准生成系统。该系统采用FPGA作为片上系统,在芯片内集成了数字滤波器和PID控制器。设计出了低通和高通两种数字滤波器的原型,并通过递推算法在片内实现其功能。分析了解调中的幅值相位分离理论,并给出了相位环路和幅度环路的闭环控制框图,推导了控制器的离散表达式。实验结果表明,所设计的信号处理系统在输出信号幅值大于5V时,误差小于万分之一。当输出幅值信号较小时,相比开环系统,采用闭环控制系统的输出精度得到了明显的改善。在FPGA片内实现闭环正弦生成系统,为继电保护测试装置在保证精度的前提下提高系统集成度,提供了一种全新的设计思路和实现方法。