一种基于RTDS直流配电网系统仿真平台

技术领域

本发明涉及电力网络检测技术领域，特别涉及一种基于RTDS直流配电网系统仿真平台。

背景技术

与交流配电网相比较，基于直流的配电网在输送容量、可控性以及提高供电质量等方面具有更好的性能。但由于早期直流输配电电压变换困难、供电范围受限等原因，逐渐被交流配电取代。随着新能源、新材料、信息技术和电力电子技术的长足发展和广泛应用，直流配电网再次被人们重视。目前，国内外对于直流配电网的研究还处于实验示范阶段。在我国，近年来各大院校、科研院所、企业等，开展了大量直流配电网技术相关的科研攻关、研究论证、规划设计、设备研制以及工程建设和运行等工作。

现有的仿真平台主要应用于高压、特高压直流输电或柔性直流输电系统，由于直流配电网拓扑结构灵活多变、系统内设备多样、运行方式及控制模式众多，根据不同拓扑的直流配电网需定制化配置，因而不同配网仿真系统之间切换须对原有的控制装置进行重新设计，这无疑增加了仿真研究的时间成本与经济成本，仿真搭建非常复杂。现有的技术方案，仿真系统装置只能应用于直流输电系统，针对直流配电网仿真系统改造困难，逻辑复杂。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于RTDS直流配电网系统仿真平台，通过配置一台协调控制装置对整个配电网系统设备统一管控，进行功能合理化分配，提高了仿真系统的灵活性、扩展性，实现了应用于直流配电网仿真系统的目的，节省了试验研究成本和改造成本。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于RTDS直流配电网系统仿真平台，包括：包括：运行人员控制层、协调控制层、站控制层、仿真接口层和RTDS仿真器；

所述运行人员控制层通过站内局域网与所述协调控制层和站控制层连接，将控制指令传输至控制层；

所述协调控制层通过快速总线与站控层连接，合理协调各站之间控制方式；

所述站控制层与所述RTDS接口层连接，实现开关指令、动作后状态、模拟量信号交互；

所述RTDS仿真器与所述仿真接口层连接，实现RTDS仿真模型数据收发接口转换。

进一步地，所述运行人员控制层包括：工程师工作站、运行人员工作站、录波工作站和交换机；

所述工程师工作站、所述运行人员工作站、所述录波工作站分别通过所述交换机与所述协调控制层、所述站控制层连接。

进一步地，所述协调控制层包括：协调控制模块及其用于互联的若干个通讯接口。

进一步地，所述协调控制模块具备如下功能：多换流器设备控制模式切换控制功能、直流配电网运行方式选择控制功能、直流电压稳定控制功能、直流配电网功率自动分配控制功能、开关联锁功能及启停条件判断功能。

进一步地，所述协调控制模块可通过光纤连接实现具有多端口、多设备直流配电网的多种拓扑仿真系统之间的切换。

进一步地，所述站控制层包括：若干个LCC控制模块和若干个VSC控制模块。

进一步地，所述LCC控制模块具备如下功能：直流电压控制功能、直流电流控制功能、直流功率控制功能、γ角控制功能、分接头控制功能、阀冷控制功能、交流滤波器投退功能、开关联锁功能及顺序控制功能。

进一步地，所述VSC控制模块具备如下功能：直流电压控制功能、有功功率控制功能、交流电压控制功能、无功功率控制功能、分接头控制功能、阀冷控制功能、开关联锁及顺序控制功能。

进一步地，所述仿真接口层包括：GTDI接口单元、GTAO接口单元和HSMD接口单元；

所述GTDI接口单元将所述站控制层电信号转换成所述RTDS光信号仿真器可识别的光信号；

所述GTAO接口单元将RTDS光信号转换成所述站控制层可识别的电信号；

所述HSMD接口单元可将TDM、IEC600044-8、IFC通讯协议转换成AURORA协议。

进一步地，所述RTDS仿真器包括：分层接入仿真子模块和混合级联仿真子模块，可通过RSCAD选择不同的工程原文间中的DFT文件实现不同子模块之间的切换。

本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

通过配置一台协调控制装置对整个配电网系统设备统一管控，进行功能合理化分配，提高了仿真系统的灵活性、扩展性，实现了应用于直流配电网仿真系统的目的，节省了试验研究成本和改造成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于RTDS直流配电网系统仿真平台原理图；

图2是本发明实施例提供的协调控制模块光纤连接示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

请参照图1和图2，本发明实施例提供了一种基于RTDS直流配电网系统仿真平台，包括：运行人员控制层、协调控制层、站控制层、仿真接口层和RTDS仿真器；运行人员控制层通过站内局域网与协调控制层和站控制层连接，将控制指令传输至控制层；协调控制层通过快速总线与站控层连接，合理协调各站之间控制方式；站控制层与RTDS接口层连接，实现开关指令、动作后状态、模拟量信号交互；RTDS仿真器与仿真接口层连接，完成控制系统与仿真模型的信息交互。

具体的，运行人员控制层包括：工程师工作站、运行人员工作站、录波工作站和交换机。工程师工作站、运行人员工作站、录波工作站分别通过交换机与协调控制层、站控制层连接。

进一步地，协调控制层包括：协调控制模块及其用于互联的若干个通讯接口。

请参照图2，协调控制模块具备完整的控制功能包括但不仅限于：多换流器设备控制模式切换控制功能、直流配电网运行方式选择控制功能、直流电压稳定控制功能、直流配电网功率自动分配控制功能、开关联锁功能及启停条件判断功能。

进一步地，协调控制模块可通过光纤连接实现具有多端口、多设备直流配电网的多种拓扑仿真系统之间的切换。

进一步地，站控制层包括：单个或多个LCC控制模块及单个或多个VSC控制模块。

进一步地，LCC控制模块具备完整的控制功能包括但不仅限于：直流电压控制功能、直流电流控制功能、直流功率控制功能、γ角控制功能、分接头控制功能、阀冷控制功能、交流滤波器投退功能、开关联锁功能及顺序控制功能。

进一步地，VSC控制模块具备完整的控制功能包括但不仅限于：直流电压控制功能、有功功率控制功能、交流电压控制功能、无功功率控制功能、分接头控制功能、阀冷控制功能、开关联锁及顺序控制功能。

进一步地，仿真接口层包括：GTDI接口单元、GTAO接口单元和HSMD接口单元；

GTDI接口单元将站控制层电信号转换成RTDS光信号仿真器可识别的光信号；

GTAO接口单元将RTDS光信号转换成站控制层可识别的电信号；

HSMD接口单元可将TDM、IEC600044-8、IFC通讯协议转换成AURORA协议。

进一步地，RTDS仿真器包括：分层接入仿真子模块和混合级联仿真子模块，可通过RSCAD选择不同的工程原文间中的DFT文件实现不同子模块之间的切换。

上述基于RTDS直流配电网仿真系统通过提出利用RTDS仿真系统配合二次控制装置搭建适用于直流配电网的仿真系统，协调控制可以灵活接入不同拓扑的多个多类型控制设备，也可直接接入仿真控制设备。

本发明实施例旨在保护一种基于RTDS直流配电网系统仿真平台，具备如下效果：

通过配置一台协调控制装置对整个配电网系统设备统一管控，进行功能合理化分配，提高了仿真系统的灵活性、扩展性，实现了应用于直流配电网仿真系统的目的，节省了试验研究成本和改造成本。

通过配置一台协调控制装置对整个配电网系统设备统一管控，进行功能合理化分配，提高了仿真系统的灵活性、扩展性，实现了应用于直流配电网仿真系统的目的，节省了试验研究成本和改造成本。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。