继电保护仿真与评估系统的研究

《继电保护仿真与评估系统的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、http://www.paper.edu.cn继电保护仿真与评估系统的研究刘博华北电力大学，保定（071003）E-mail：liubo19810803@sina.com摘要：为实现电力系统继电保护的仿真校验,在深入分析常用的保护装置的基础上，以通用性和方便性为原则，将保护装置划分为四层结构，并按保护的实际机理，分解构造了若干通用组件，最终形成了一套建立在实时仿真系统基础上的保护校验与评估系统。本文详细介绍了此系统的设计方案及实现功能。该系统模拟实际保护装置，采用了面向对象编程技术,提高了软件的模块化,可以应用于电力系统继电保护装置动作行为分析，对运行人员的仿真培训，高校继电保护教

2、学以及继电保护装置开发前预演和其它应用继电保护装置仿真的场合。关键词：继电保护，DDRTS实时仿真，校验随着电网容量的扩大和电压等级的提高，对继电保护四性的要求越来越高，使得保护种类繁多，保护装置日益复杂。针对单一保护装置的仿真系统，既无法满足产品开发的需要，也无法满足运行人员培训的需要。随着对保护原理研究的不断深入，在应用中的保护原理的作用范围、保护算法的合理性和实用性、保护在特定故障下动作是否正确，保护的动作区能否满足要求等，都需要对保护进行校验并能给出合理的正确的评价。因而，开发一套通用的继电保护仿真与评估系统有着重要的应用价值[1]。继电保护是一门实践性很强的学科，所研究出

3、来的任何新原理、新算法都必须经过大量的验证，证明其确实可行之后，才允许投放到系统中去[4]。在现阶段，研究人员验证新的保护原理，一般有两种途径：一是利用单片机或者工控机作为核心做出保护装置，采用汇编语言或者C语言编制相应的软件，通过动模实验来验证保护算法的性能；二是利用电力系统故障仿真软件仿真系统的各种故障状态的暂态过程，以其所得的数据去测试、分析原理的正确性[7]。然而，上述做法对于保护新原理的研究而言，却存在这样一个问题：中间过程不清晰，不便于分析、寻找问题[5]。对此，本文提出了将保护平台按4层结构划分的指导原则。并以此为基础，设计开发了一套通用继电保护仿真系统。通过和一次实

4、时数字仿真系统相连可以进行保护闭环校验，也可以采用故障录波数据进行离线校验。对各种装置的保护原理和构成可以做到直观的仿真，还可以模拟实际保护装置的面板,实现对现有继电保护进行校验，对各种保护整定规则进行评估与研究。1.DDRTS实时仿真系统概述DDRTS实时仿真系统已经具备完善的图形建模、电气设备参数设置、稳态与故障实时仿真，其提供的数据可以用于电力系统继电保护校验与评估。DDRTS系统的核心是电力系统电磁暂态仿真软件，利用此软件可在微机上建立数字仿真系统，对所模拟系统进行动态实时仿真，并将待测装置测试所需的电压、电流等信号经高速通信系统输出。通过信号转换及输人输出系统的D/A转换

5、和电压、电流功率放大器送入待测装置以进行装置的实时测试。同时，待测装置的响应信号可通过信号转换及输入输出系统实时反馈回微机形成闭环测试。-1-http://www.paper.edu.cn2.校验系统的设计方案2.1数据库管理数据库的管理是该系统的核心，大部分功能的实现都是以数据库为核心。本系统从实时数据库中读取数据到模型，或将模型数据传送到实时数据库中，才能实现在线仿真校验。而且对于以往校验所保存的典型模型和报表文件等文档管理所需数据也是来源于数据库。保护仿真系统与数据源的关系如图1：图1保护仿真系统与数据源的关系Figure1:Therelationbetweenprotect

6、ionemulationsystemanddatasource2.2保护的评估通过对保护校验得到的数据以及保护报告进行分析，可以检验保护的动作范围，检测在特定故障情况下保护是否能可靠动作，给出保护动作是否正确，算法是否合理，保护方案是否合理的评估结论[3]。保护校验系统实际上是对保护仿真数据进行分析的专家系统，建立保护动作行为分析的规则库和事实库，实现了知识库管理系统，建立合理的推理机制、解释机制。保护评估系统界面解释机制推理机制知识获取数据库知识库图2保护评估系统总体结构图Figure2Grossstructureofprotectionandcheckingsystem2.3软

7、保护的分层与构造通过对典型保护的分析，把典型的功能单元分离出来，使之成为通用于多种保护的具有特定功能的独立单元，也就是基本模块。基于上述思想，对保护装置进行-2-http://www.paper.edu.cn保护动作情况保护的动作逻辑层动作特性和保护判据层保护的基本功能元件采样数据的预处理(采样、A/D转换)数据源（一次仿真系统的数据或故障录波数据）图3逻辑分层Figure3Logicallayer分解如下：第一层，各种保护的动作逻辑根据保护装置的类型和要保护的一次设