專利名稱：一種數(shù)字仿真系統(tǒng)與斷路器操作箱開關(guān)量接口實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)?；旌戏抡嬖囼?yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種數(shù)字仿真系統(tǒng)與斷路器操作箱開關(guān)量接口實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字仿真技術(shù)的發(fā)展，ADPSS, RTDS, PSCAD/EMTDC和EMTP等電力系統(tǒng)仿真軟件性能已經(jīng)比較穩(wěn)定，逐步成為電力系統(tǒng)研究的重要工具之一。在數(shù)字仿真系統(tǒng)中構(gòu)建變電站一次系統(tǒng)設(shè)備模型，通過物理接口裝置與實(shí)際二次設(shè)備相連接，可以構(gòu)成數(shù)?；旌戏抡嬖囼?yàn)系統(tǒng)。目前，數(shù)?；旌戏抡嬖囼?yàn)系統(tǒng)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)技術(shù)研究的一種重要手段。在構(gòu)建數(shù)?；旌戏抡嬖囼?yàn)系統(tǒng)時，數(shù)字仿真系統(tǒng)中的開關(guān)模型(斷路器、隔離開關(guān)模型)與斷路器操作箱之間可能存在信號不匹配的問題(I)如圖1所示，斷路器操作箱分別通過兩個信號端子輸出脈沖類型的跳、合閘指令，但在很多情況下，仿真系統(tǒng)中開關(guān)模型所能夠識別的控制信號類型為電平(或者其他類型)信號，無法直接接收脈沖信號。(2)如圖1所示，斷路器操作箱所能夠識別的位置信號類型為雙位信號，但在很多情況下，仿真系統(tǒng)中開關(guān)模型發(fā)出的位置信號類型為單位信號(電平類型)，與斷路器操作箱所識別的雙位信號不匹配。對于上述問題，普遍采用的解決辦法是在開關(guān)模型與斷路器操作箱之間增加模擬斷路器設(shè)備，該設(shè)備安裝在數(shù)字仿真系統(tǒng)和斷路器操作箱之間，如圖2所示。模擬斷路器接收斷路器操作箱發(fā)出的跳/合閘脈沖信號，斷路器操作箱接收模擬斷路器反饋的雙位信號(斷路器操作箱與開關(guān)模型之間的開關(guān)量信號類型相匹配)，仿真系統(tǒng)中的開關(guān)模型只需要根據(jù)模擬斷路器設(shè)備的當(dāng)前位置狀態(tài)改變自己的位置狀態(tài)即可。該方法可以解決數(shù)字仿真系統(tǒng)中的開關(guān)模型(斷路器、隔離開關(guān)模型)與斷路器操作箱之間可能存在信號不匹配的問題，動作可靠性高，但是該方法具有如下缺點(diǎn)(I)接口配置靈活性差。加裝的模擬斷路器設(shè)備與斷路器操作箱之間通過硬接線的方式相連接，當(dāng)需要改變斷路器或隔離開關(guān)在一次系統(tǒng)中的安裝位置時，接線更改較為復(fù)雜，接口配置靈活性差。(2)接口可擴(kuò)展性不高。試驗(yàn)系統(tǒng)建成后，模擬斷路器數(shù)量確定，所以，當(dāng)所做試驗(yàn)需要斷路器或隔離開關(guān)數(shù)量增加時，對應(yīng)的模擬斷路器數(shù)量的無法按照需求增加。(3)接口數(shù)量較大時，試驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建成本高。配置模擬斷路器設(shè)備需要增加系統(tǒng)建設(shè)成本，當(dāng)開展試驗(yàn)所需要的模擬斷路器配置數(shù)量較多時，數(shù)模混合試驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)成本的增加尤為顯著。(4)特殊情況下，仍然需要軟件輔助解決問題。當(dāng)所外部加裝的模擬斷路器設(shè)備和仿真系統(tǒng)中開關(guān)模型(斷路器和隔離開關(guān)模型)之間的開關(guān)量信號類型不一致時，需要使用軟件的方法構(gòu)建一個信號接收模塊，該模塊可以使用軟件方法實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種數(shù)字仿真系統(tǒng)與斷路器操作箱開關(guān)量接口實(shí)現(xiàn)方法，其通過在仿真軟件上設(shè)計(jì)控制回路功能模塊的方式來解決數(shù)字仿真系統(tǒng)中的開關(guān)模型(斷路器和隔離開關(guān)模型)與斷路器操作箱之間的開關(guān)量接口問題，可以降低數(shù)?；旌戏抡嬖囼?yàn)系統(tǒng)的成本，當(dāng)開關(guān)量接口數(shù)量較多時，效果更加顯著。一種數(shù)字仿真系統(tǒng)與斷路器操作箱開關(guān)量接口實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于在數(shù)字仿真系統(tǒng)中構(gòu)建控制回路功能模塊，所述控制回路功能模塊包括功能控制單元、信號采集單元和信號輸出單元，其中所述功能控制單元，用于實(shí)現(xiàn)對實(shí)際斷路器設(shè)備動作特性的模擬，具體的，所述功能控制單元對斷路器操作箱發(fā)送的脈沖信號進(jìn)行處理以實(shí)現(xiàn)開關(guān)模型動作延時、跳閘方式選擇等功能，處理后的跳/合閘脈沖信號輸出至信號采集單元。所述信號采集單元，用于對所述功能控制單元輸出的跳/合閘脈沖信號進(jìn)行信號采集，采用邏輯電路將所述脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)殚_關(guān)模型所識別的控制信號，控制開關(guān)模型的動作行為；所述信號輸出單元，用于將開關(guān)模型發(fā)出的位置信號(單位信號)轉(zhuǎn)變成雙位信號輸出至斷路器操作箱，斷路器操作箱根據(jù)所述雙位信號來判別開關(guān)模型的當(dāng)前狀態(tài)。進(jìn)一步的，所述功能控制單元包括延時電路和信號通道設(shè)置元件，所述延時電路將斷路器操作箱發(fā)送的跳/合閘脈沖信號延時發(fā)送給信號采集單元，進(jìn)而控制開關(guān)模型延時動作；通過所述信號通道設(shè)置元件配置輸入信號通道可實(shí)現(xiàn)開關(guān)模型跳閘方式的選擇。本發(fā)明所述的開關(guān)量接口實(shí)現(xiàn)方法，其優(yōu)點(diǎn)在于依照實(shí)際斷路器設(shè)備的開關(guān)量信號控制、處理邏輯，構(gòu)建控制回路功能模塊(所構(gòu)建的仿真電路模型)，該功能模塊可實(shí)現(xiàn)開關(guān)量控制信號的接收、處理以及位置信號的發(fā)送，用軟件的方法解決了斷路器操作箱與數(shù)字仿真系統(tǒng)之間的開關(guān)量信號接口問題；另外，當(dāng)斷路器、隔離開關(guān)的位置改變時，只需在軟件中改變輸入信號通道即可，提高了開關(guān)量接口配置的靈活性；根據(jù)所做試驗(yàn)的需要，開關(guān)量接口(斷路器或隔離開關(guān)數(shù)量)增加時，只需要復(fù)制控制回路功能模塊，修改相應(yīng)的信號通道即可，極大的提高了開關(guān)量接口的可擴(kuò)展性；采用本發(fā)明解決開關(guān)量信號接口問題，可以降低數(shù)模混合仿真試驗(yàn)系統(tǒng)的成本，當(dāng)開關(guān)量接口(斷路器、隔離開關(guān))數(shù)量較多時，效果更加顯著。


圖1是數(shù)字仿真系統(tǒng)與斷路器操作箱之間開關(guān)量信號傳遞示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)外接模擬斷路器的示意圖；圖3是本發(fā)明的原理框圖，其在數(shù)字仿真系統(tǒng)中構(gòu)建控制回路功能模塊；圖4是本發(fā)明中控制回路功能模塊的實(shí)現(xiàn)原理示意圖；圖5是本發(fā)明一個實(shí)施例中信號采集單元的具體邏輯框圖；圖6是本發(fā)明一個實(shí)施例中信號輸出單元的具體邏輯框圖。
具體實(shí)施例方式下面以一種常用的數(shù)字仿真系統(tǒng)(ADPSS)與智能化斷路器操作箱之間(智能終端)開關(guān)量接口實(shí)現(xiàn)方法為例進(jìn)一步介紹本發(fā)明的實(shí)施方法。數(shù)字仿真系統(tǒng)中的開關(guān)模型(斷路器或隔離開關(guān)模型)通過物理接口箱與智能化斷路器操作箱進(jìn)行通信，物理接口箱進(jìn)行開關(guān)量信號采樣，并轉(zhuǎn)送至開關(guān)模型，開關(guān)模型與智能化斷路器操作箱之間的開關(guān)量信號類型和通道類型見下表表I開關(guān)模型和智能化斷路器操作箱的開關(guān)量信號類型
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字仿真系統(tǒng)與斷路器操作箱開關(guān)量接口實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于在數(shù)字仿真系統(tǒng)中構(gòu)建控制回路功能模塊，所述控制回路功能模塊包括功能控制單元、信號采集單元和信號輸出單元，其中 所述功能控制單元，用于實(shí)現(xiàn)對實(shí)際斷路器設(shè)備動作特性的模擬，具體的，所述功能控制單元對斷路器操作箱發(fā)送的跳/合閘脈沖信號進(jìn)行處理以實(shí)現(xiàn)開關(guān)模型動作延時設(shè)置、跳閘方式選擇功能，處理后的跳/合閘脈沖信號輸出至信號采集單元； 所述信號采集單元，用于對所述功能控制單元發(fā)送的跳閘/合閘脈沖信號進(jìn)行信號采集，采用邏輯電路將所述脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)殚_關(guān)模型所識別的控制信號，控制開關(guān)模型的動作行為； 所述信號輸出單元，用于將開關(guān)模型發(fā)出的位置信號轉(zhuǎn)變成雙位信號輸出至斷路器操作箱，斷路器操作箱根據(jù)所述雙位信號來判別開關(guān)模型的當(dāng)前狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字仿真系統(tǒng)與斷路器操作箱開關(guān)量接口實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述功能控制單元包括延時電路和信號通道設(shè)置元件，所述延時電路將斷路器操作箱發(fā)送的跳/合閘脈沖信號延時發(fā)送給信號采集單元，進(jìn)而控制開關(guān)模型延時動作；通過所述信號通道設(shè)置元件配置輸入信號通道可實(shí)現(xiàn)開關(guān)模型跳閘方式的選擇。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)字仿真系統(tǒng)與斷路器操作箱開關(guān)量接口實(shí)現(xiàn)方法，該方法針對使用數(shù)字仿真系統(tǒng)開展數(shù)?；旌戏抡嬖囼?yàn)時，仿真系統(tǒng)中的開關(guān)模型(斷路器或隔離開關(guān)模型)與斷路器操作箱之間開關(guān)量信號無法直接交互的情況，從兩者開關(guān)量的信號類型、特點(diǎn)與要實(shí)現(xiàn)具體功能之間的邏輯關(guān)系出發(fā)，通過在仿真軟件中構(gòu)建控制回路功能模塊的方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)字仿真系統(tǒng)與斷路器操作箱之間的開關(guān)量信號的有效傳輸。本發(fā)明提供的方法屬于軟件解決方案，不需增加硬件接口設(shè)備，通過所設(shè)計(jì)的控制回路功能模塊，可以有效地解決仿真系統(tǒng)中的開關(guān)模型與斷路器操作箱之間開關(guān)量信號類型不匹配的問題。
文檔編號G05B17/02GK103019106SQ201210592199
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者黎恒煊, 夏勇軍, 張侃君, 陳磊 申請人:湖北省電力公司電力科學(xué)研究院, 武漢方源東力電力技術(shù)中心, 國家電網(wǎng)公司