一種基于實時數(shù)字仿真的電網黑啟動方案全過程校核系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電網黑啟動技術領域，尤其涉及一種基于實時數(shù)字仿真的電網黑啟動方案全過程校核系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，黑啟動過程一般包括黑啟動機組啟動，黑啟動機組并網，黑啟動路徑恢復供電(即路徑中的線路、變壓器合閘充電)，被啟動機組的廠用負荷(輔機)啟動等過程。因此黑啟動方案校核應考慮上述過程，一般包括黑啟動機組自勵磁校核、啟動過程中工頻過電壓校核、空充長線路操作過電壓校核、空充變壓器操作過電壓校核以及被啟動機組廠用負荷投入過程中的電壓和頻率校核。
[0003]《電力系統(tǒng)自動化》2012年21期一電網黑啟動方案評價指標體系及應用趙達維劉天琪李興源唐健一鑒于現(xiàn)有評價指標不完備、評估方法存在主觀性和評估方案不完全等問題，尚無法對黑啟動方案進行全面、有效的評估。為此，提出并建立了電網黑啟動方案評價指標體系，涵蓋電源恢復、負荷接入、網架結構、并網準備、并網過程、恢復時間、頻率穩(wěn)定、電壓變化和恢復效益等內容。評價指標分為直接計算指標和間接獲取指標，可分別通過對黑啟動方案的分析和數(shù)字仿真求取?；谥笜擞嬎阒担\用主成分分析法計算各套方案的客觀評價值，可以找到相對最優(yōu)方案。該評價指標體系可為電網調度運行部門評估黑啟動方案提供決策依據。
[0004]《天津大學》2012年一黑啟動方案輔助自動生成系統(tǒng)趙子明一黑啟動是指整個電網因故障停電后，通過外部電網的幫組或者系統(tǒng)內具有自啟動能力的發(fā)電機組，啟動系統(tǒng)內無自啟動能力的發(fā)電機機組，實現(xiàn)并網運行，形成子系統(tǒng)，逐步擴大供電范圍，最終實現(xiàn)整個電網負荷恢復的過程。隨著我國用電量逐年提高，電網的規(guī)模越來越大，系統(tǒng)的動態(tài)行為越來越復雜，由局部故障引發(fā)電力系統(tǒng)災難的幾率越來越大。近年來國內外發(fā)生的大停電事故給國民經濟造成了巨大損失，黑啟動路徑恢復方案的制定逐漸得到國內外電力工作者的重視，并已成為其日常工作之一。本文以黑啟動方案輔助自動生成系統(tǒng)為題進行研究，取得了一定的成果。本文首先介紹了黑啟動的一般過程以及制定黑啟動方案時需要注意的原則和要求，其次討論了黑啟動對發(fā)電機機組二次系統(tǒng)的要求，重點分析研究了黑啟動過程中遇到的黑啟動電源選擇、自勵磁校核、工頻過電壓校核、操作過電壓校核、帶廠用負荷時電壓和頻率的校核、初步恢復后小系統(tǒng)穩(wěn)定性評估以及子系統(tǒng)的合環(huán)問題等。進而分別利用RTDS和BPA、PSCAD兩套仿真工具，對天津電網內一條黑啟動路徑方案進行了計算校核，并對其仿真結果進行了對比分析。最后，本文結合圖形建模技術、數(shù)據庫技術和電力系統(tǒng)分析計算技術開發(fā)了一套可視化的電網黑啟動輔助決策支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)將圖形系統(tǒng)與數(shù)據庫結合形成圖模一體化平臺，具有界面友好、交互性強和功能完善等特點；系統(tǒng)中包括了基于規(guī)則的黑啟動路徑自動生成算法形成黑啟動初始路徑方案，既避免了人工提供黑啟動初始路徑的繁瑣，又能避免合理路徑的遺漏；系統(tǒng)中所包括的路徑分析功能及數(shù)據管理，既相互獨立，又能相互配合，而形成了一個完整的整體。進而，系統(tǒng)所提供的分析結果的導出，可生成黑啟動初步分析報告，大大減輕了撰寫分析報告的壓力。
[0005]目前現(xiàn)有的校核方法中僅是針對上述單一問題進行仿真計算，對每個問題逐一進行建模仿真，但是，黑啟動過程是一個連續(xù)的過程，將此過程割裂進行單一分析，必然會影響校核仿真正確性。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型為解決目前現(xiàn)有的黑啟動校核方法存在的僅是針對單一問題進行建模仿真，影響校核仿真正確性的技術問題而提供一種結構簡單、安裝使用方便、提高工作效率的基于實時數(shù)字仿真的電網黑啟動方案全過程校核系統(tǒng)。
[0007]本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:
[0008]本實用新型的基于實時數(shù)字仿真的電網黑啟動方案全過程校核系統(tǒng)設置有實時數(shù)字仿真儀；可以實時獲取電壓和電流的信息，為電網黑啟動提供了可靠的數(shù)據；
[0009]與所述實時數(shù)字仿真儀連接，接收所述實時數(shù)字仿真儀輸出的電壓、電流仿真信號的功率放大器；
[0010]與所述功率放大器連接，接收所述功率放大器增益放大的電壓電流信號的故障錄波器；
[0011]與所述實時數(shù)字仿真儀和故障錄波器連接，將所述模擬斷路器的控制信號輸出至所述實時數(shù)字仿真儀，實現(xiàn)對電網黑啟動模型斷路器開合的控制，同時所述模擬斷路器還將斷路器控制信號傳送至所述故障錄波器的模擬斷路器。
[0012]與所述實時數(shù)字仿真儀連接，用于黑啟動模型搭建，系統(tǒng)運行控制和數(shù)據監(jiān)測的工作站PC。
[0013]與所述實時數(shù)字仿真儀連接，應用存儲電網設備的技術參數(shù)，通過工作站PC調取數(shù)據，并傳輸給實時數(shù)字仿真儀完成電網模型中各參數(shù)填寫的電網實測參數(shù)庫。
[0014]進一步，所述功率放大器包括放大晶體管、諧振電路和多級低通濾波器；所述諧振電路串接在所述放大晶體管集電極和電源端子之間，所述多級低通濾波器連接在所述放大晶體管和信號輸出端之間，信號輸入端連接所述放大晶體管的基極；可對輸入信號進行可靠放大，且能量損失小。
[0015]所述諧振電路包括電感和多個并聯(lián)的電容器；
[0016]所述電容器包括電解電容；
[0017]所述放大晶體管為三極管，所述三極管的一側設置有散熱塊；結構簡單、散熱效果好，可以防止三極管燒壞，避免電子元器件損壞。
[0018]本發(fā)明提出了基于實時數(shù)字仿真的電網黑啟動方案全過程仿真校核系統(tǒng)，對黑啟動全過程進行統(tǒng)一建模，按照真實黑啟動操作過程進行仿真校核，以極大近似真實性，保證校核工作的客觀性。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型實施例提供的基于實時數(shù)字仿真的電網黑啟動方案全過程校核系統(tǒng)結構示意圖；
[0020]圖中:1、故障錄波器；2、功率放大器；3、模擬斷路器；4、工作站PC ;5、電網實測參數(shù)庫；6、實時數(shù)字仿真儀。
【具體實施方式】
[0021]為能進一步了解本實用新型的
【發(fā)明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下。
[0022]請參閱圖1:
[0023]如圖1所示，本實用新型實施例的基于實時數(shù)字仿真的電網黑啟動方案全過程校核系統(tǒng)主要包括:故障錄波器1、功率放大器2、模擬斷路器3、工作站PC4、電網實測參數(shù)庫
5、實時數(shù)字仿真儀6 ;
[0024]工作站PC4，用來控制整套系統(tǒng)運行，包括黑啟動模型搭建，系統(tǒng)運行控制和數(shù)據監(jiān)測；
[0025]電網實測參數(shù)庫5，存儲電網設備(發(fā)電機、變壓器、斷路器、線路、電動機、負荷等)的技術參數(shù)，工作站PC4可從該參數(shù)庫中調取數(shù)據，并傳輸給電力系統(tǒng)實時實時數(shù)字仿真儀6 (下稱RTDS系統(tǒng))完成電網模型中各參數(shù)的填寫；
[0026]實時數(shù)字仿真儀6，用來完成電網黑啟動系統(tǒng)的運行工況仿真，并根據工作站的指令將電網電壓、電流仿真信號(5V小信號)輸出；
[0027]功率放大器2，接收實時數(shù)字仿真儀6輸出的電壓、電流仿真信號，并將信號根據增益放大成電壓電流(二次值)信號至故障錄波器I ;
[0028]所述功率放大器I包括放大晶體管、諧振電路和多級低通濾波器；所述諧振電路串接在所述放大晶體管集電極和電源端子之間，所述多級低通濾波器連接在所述放大晶體管和信號輸出端之間，信號輸入端連接所述放大晶體管的基極；
[0029]所述諧振電路包括電感和多個并聯(lián)的電容器；
[0030]所述電容器包括電解電容；
[0031]所述放大晶體管為三極管，所述三極管的一側設置有散熱塊。
[0032]模擬斷路器3，將模擬斷路器3的控制信號輸出至實時數(shù)字仿真儀6，實現(xiàn)對電網黑啟動模型斷路器開合的控制，同時模擬斷路器3還將斷路器控制信號傳送至故障錄波器I ;
[0033]故障錄波器1，自動存儲所接收到的電壓電流(二次值)信號和斷路器控制信號，以備實驗結束后進行數(shù)據分析使用。
[0034]以上所述僅是對本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種基于實時數(shù)字仿真的電網黑啟動方案全過程校核系統(tǒng)，其特征在于，所述基于實時數(shù)字仿真的電網黑啟動方案全過程校核系統(tǒng)設置有實時數(shù)字仿真儀； 與所述實時數(shù)字仿真儀連接，接收所述實時數(shù)字仿真儀輸出的電壓、電流仿真信號的功率放大器； 與所述功率放大器連接，接收所述功率放大器增益放大的電壓電流信號的故障錄波器; 與所述實時數(shù)字仿真儀和故障錄波器連接，將模擬斷路器的控制信號輸出至所述實時數(shù)字仿真儀，實現(xiàn)對電網黑啟動模型斷路器開合的控制，同時模擬斷路器還將斷路器控制信號傳送至所述故障錄波器的模擬斷路器。2.如權利要求1所述的基于實時數(shù)字仿真的電網黑啟動方案全過程校核系統(tǒng)，其特征在于，所述基于實時數(shù)字仿真的電網黑啟動方案全過程校核系統(tǒng)還包括: 與所述實時數(shù)字仿真儀連接，用于黑啟動模型搭建，系統(tǒng)運行控制和數(shù)據監(jiān)測的工作站PCo3.如權利要求1所述的基于實時數(shù)字仿真的電網黑啟動方案全過程校核系統(tǒng)，其特征在于，所述功率放大器包括放大晶體管、諧振電路和多級低通濾波器；所述諧振電路串接在所述放大晶體管集電極和電源端子之間，所述多級低通濾波器連接在所述放大晶體管和信號輸出端之間，信號輸入端連接所述放大晶體管的基極； 所述諧振電路包括電感和多個并聯(lián)的電容器； 所述電容器包括電解電容； 所述放大晶體管為三極管，所述三極管的一側設置有散熱塊。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于實時數(shù)字仿真的電網黑啟動方案全過程校核系統(tǒng)，設置有實時數(shù)字仿真儀；與所述實時數(shù)字仿真儀連接，接收所述實時數(shù)字仿真儀輸出的電壓、電流仿真信號的功率放大器；與所述功率放大器連接，接收所述功率放大器增益放大的電壓電流信號的故障錄波器；與所述實時數(shù)字仿真儀和故障錄波器連接，將所述模擬斷路器的控制信號輸出至所述實時數(shù)字仿真儀，實現(xiàn)對電網黑啟動模型斷路器開合的控制，同時所述模擬斷路器還將斷路器控制信號傳送至所述故障錄波器。因此本實用新型實現(xiàn)了對黑啟動全過程進行統(tǒng)一建模，按照真實黑啟動操作過程進行仿真校核，以極大近似真實性，保證了校核工作的客觀性。
【IPC分類】G05B23/02, G05B17/02
【公開號】CN204740447
【申請?zhí)枴緾N201520280802
【發(fā)明人】劉濤, 史成廣, 林濟鏗, 時燕新, 王旭東
【申請人】國家電網公司, 國網天津市電力公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年5月4日