[发明专利]递进搜索式数字化继电保护电磁暂态仿真测试法

说明书

技术领域

本发明涉及一种继电保护电磁暂态仿真测试法，尤其涉及一种递进搜索式 数字化继电保护电磁暂态仿真测试，属电力自动化领域。

背景技术

继电保护是电力系统安全运行的重要保证。从继电保护装置出现起，人们 就一直在研究如何对其特性及相关性能进行检测。随着电力系统的发展，电网 结构日益复杂，电气设备也越来越多，这使得相应继电保护装置的数量迅速增 加。同时，计算机技术的引入以及各种数字信号处理技术的发展，使继电保护 的原理和种类也越来越多，且特性各异。为了保证继电保护装置的安全、可靠 运行，电力系统对分析继电保护动作行为及特性的试验工具的要求也日益提 高。电磁暂态仿真是对继电保护的原理、特性及行为进行分析、试验的手段之 一。

随着变电站通信网络系统国际标准IEC61850的制定和颁布，伴随着光电 互感器的大力推广，数字光电电气量测系统将取代常规的以电流、电压互感器 为基础的量测系统，进而全数字化变电站将得到很快推广和应用。目前国内的 各继电保护生产厂家正相继开发和完善在数字光电量测系统下运行的全数字 保护，变电站中这些全数字型的智能电子设备(IED)的推广应用，使得与之相 适应的保护、仪器及智能设备试验、测试手段将发生根本的改变。主要体现在： 首先传统继电保护、测量仪表的输入是电压和电流的模拟量，而数字化继电保 护、仪器及智能设备所输入的信号是经过处理的纯数字信号；其次，传统保护 的测试对于信号源的技术参数要求标准很高，如信号源的精度、稳定性、幅频 相频特性、带宽、暂态响应速度、叠加谐波能力、负载特性、最大输出值等， 而全数字保护、仪器及智能设备的测试采用数字量输入，所以，无需信号源。 另外，传统的利用电磁暂态仿真程序对继电保护动作行为的仿真研究，仅能进 行原理仿真来刻画保护的动作行为，而不能直接与继电保护装置接口进行测 试，但实际继电保护装置的实现并不止限于保护的基本原理，通常还需要大量 的逻辑配合、动作时间配合等隐含于装置内具体技术细节。简单的原理仿真很 难全面了解保护装置动作行为的全貌。虽然全模拟量输出的实时暂态仿真装置 (由电磁暂态仿真程序、D/A变换和功放构成)(如加拿大的RTDS)目前已有 不少应用，但高昂的价格和维护费用以及庞大的体积很大程度限制了其进一步 推广，况且这种实时暂态仿真装置仅适用于传统的模拟量输入继电保护，而不 能用于数字式继电保护的测试，因此，研究基于PC平台的电磁暂态仿真用于 满足新的规约的数字化继电保护、仪器及智能设备的仿真测试，是非常必要的， 有着广阔的前景。

发明内容

本发明的目的在于：提供基于PC平台的电磁暂态仿真用于满足新的规约 的数字化继电保护、仪器及智能设备的仿真测试方法。

本发明的递进搜索式数字化继电保护电磁暂态仿真测试法，其步骤为：将 电磁暂态仿真程序所生成的暂态仿真数据经过数据转换模块进行调整和编码， 使之适应以太网组帧收发；经过变换后的暂态仿真数据通过以太网交换至包含 可运行以太网协议栈软件驱动以及具备双光纤以太网硬件接口的计算机的嵌 入式计算机通讯管理模块，在该模块中按照所定标准要求，组成采样值数据帧， 并通过光纤以太网发送，计算机通讯管理模块中的另一个以太网端口，用于接 收全数字式继电保护装置发送过来的数字化GOOSE跳闸信号，并按照所定标准 进行解包以及数据提取；在此基础上，由仿真测试调度模块调度电磁暂态仿真 程序的运行，按照电力系统故障发展的过程：故障-跳闸-重合-重合于故障-永 久跳开断路器，递进搜索被测继电保护装置的响应时间，逐次修改电磁暂态仿 真模型，调整其中仿真断路器模型的动作时刻以及故障发生时刻，最终完成整 个测试过程。

本发明所述的继电保护电磁暂态仿真测试法，其电磁暂态程序的计算结 果，经过嵌入式计算机模块按照所定标准，将仿真结果转换成离散采样值发送 到被测数字化继电保护，该保护的动作相应以GOOSE信息的形式经过嵌入式计 算机模块反馈到仿真测试调度模块中，进而依此修改暂态仿真计算模型，调度 暂态仿真计算。