一種電力系統(tǒng)實時分布式仿真平臺系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真領(lǐng)域，特別是一種電力系統(tǒng)實時分布式仿真平臺系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)對供電可靠性和電能質(zhì)量提出了更高的要求。由電力系統(tǒng)某處發(fā)生故障而引起的電壓跌落會通過輸電網(wǎng)向各個電壓等級傳播，大范圍內(nèi)的用戶都可能受到電壓跌落的影響。
[0003]電力系統(tǒng)仿真技術(shù)可以分為物理模擬和數(shù)字仿真兩大類。其中，實時數(shù)字仿真技術(shù)在電力系統(tǒng)試驗研究中得到越來越廣泛的應(yīng)用，而計算機(jī)技術(shù)及分布式控制技術(shù)的發(fā)展又進(jìn)一步推動了實時數(shù)字仿真技術(shù)的深入發(fā)展。
[0004]電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真技術(shù)是通過計算機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的演算，將得到的仿真數(shù)據(jù)輸出到仿真裝置，由仿真裝置的A0(模擬量輸出)或D0(數(shù)字量輸出)板卡產(chǎn)生相應(yīng)的電氣量(或進(jìn)一步放大輸出)并輸出到實際電力設(shè)備中，并將實際電力設(shè)備產(chǎn)生的變化輸入AI (模擬量輸入)或DI (數(shù)字量輸入)板卡，轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)并反饋回計算機(jī)系統(tǒng)。通過實時數(shù)字仿真技術(shù)可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的分析、故障再現(xiàn)重演、事故追憶、故障錄波等。
[0005]目前，電力系統(tǒng)仿真技術(shù)主要由集中仿真控制系統(tǒng)構(gòu)成，分布式仿真平臺系統(tǒng)技術(shù)還不是很成熟，與集中仿真系統(tǒng)相比，分布式仿真控制系統(tǒng)具有易于擴(kuò)展、靈活性好、性能及穩(wěn)定性較高等優(yōu)勢。它的規(guī)模大小可根據(jù)應(yīng)用項目靈活組合，有效減少對資源的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對所提到的問題，本發(fā)明提供了一種電力系統(tǒng)實時分布式仿真平臺系統(tǒng)，包括:
[0007]至少一臺仿真服務(wù)器，其基于電力數(shù)學(xué)模型生成并輸出電壓、電流信號形式的仿真數(shù)據(jù)在包括多臺所述仿真服務(wù)器的情況下，多臺所述仿真服務(wù)器通過以太網(wǎng)互相連接
[0008]多臺仿真客戶端，其輸入端以橋接分布方式連接所述仿真服務(wù)器的輸出端，其用于對所述仿真數(shù)據(jù)實施處理，并輸出經(jīng)過處理的所述仿真數(shù)據(jù)；
[0009]多個仿真連接模塊，其輸入端以總線方式與所述仿真客戶端的輸出端連接；
[0010]保護(hù)裝置，其輸入端與所述仿真連接模塊的輸出端連接，其根據(jù)經(jīng)過處理的所述仿真數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)取樣點的電氣參數(shù)形式的動作信號；
[0011]信號監(jiān)測模塊，其輸入端與所述保護(hù)裝置的輸出端連接，其輸出端與所述仿真服務(wù)器的輸入端連接，其用于將所述動作信號與預(yù)設(shè)閾值的范圍進(jìn)行匹配，并輸出匹配情況；
[0012]報警裝置，其輸入端與所述保護(hù)裝置的輸出端連接，其在所述匹配情況是所述動作信號大于或小于預(yù)先設(shè)置的閾值時發(fā)出報警信號；
[0013]其中，所述仿真服務(wù)器基于所述匹配情況修改所述電力數(shù)學(xué)模型，從而完成閉環(huán)測試工作。
[0014]優(yōu)選方案是:所述信號監(jiān)測模塊包括記錄單元，用于記錄所述保護(hù)裝置運行過程中的電氣參數(shù)。
[0015]優(yōu)選方案是:所述信號監(jiān)測模塊設(shè)置有圖形輸出單元。
[0016]優(yōu)選方案是:所述信號監(jiān)測模塊設(shè)置有表格輸出單元。
[0017]優(yōu)選方案是:所述信號檢測模塊中設(shè)置有數(shù)字處理器。
[0018]優(yōu)選方案是:所述總線為PCI總線。
[0019]優(yōu)選方案是:所述PCI總線之間設(shè)有共享的高速緩存，同時還設(shè)有信息單元和控制寄存器。
[0020]本發(fā)明所提供的實時分布式仿真平臺系統(tǒng)通過分布式布局和與現(xiàn)場設(shè)備的靈活連接，可以方便地構(gòu)成適合各種現(xiàn)場需要的實時分布式仿真系統(tǒng)，充分滿足電力系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展要求。可全面分析可能對客戶供電可靠性和供電質(zhì)量帶來負(fù)面影響的各種風(fēng)險因素，為電網(wǎng)的建設(shè)、監(jiān)測及維護(hù)提供手段和依據(jù)。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0023]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0024]本發(fā)明提供了一種電力系統(tǒng)實時分布式仿真平臺系統(tǒng)，其特征在于，包括:
[0025]至少一臺仿真服務(wù)器，其通過以太網(wǎng)互相連接，所述仿真服務(wù)器的輸入端連接數(shù)字模型的輸出端；多臺仿真客戶端，其輸入端以橋接分布方式連接所述仿真服務(wù)器的輸出端；多個仿真連接模塊，其輸入端以總線與所述仿真客戶端的輸出端連接；保護(hù)裝置，其輸入端與所述仿真連接模塊的輸出端連接；信號監(jiān)測模塊，其輸入端與所述保護(hù)裝置的輸出端連接，輸出端與所述仿真服務(wù)器的輸入端連接，所述信號檢測模塊中設(shè)置有數(shù)字處理器，于將所述保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)取樣點的電氣參數(shù)與預(yù)設(shè)閾值的范圍進(jìn)行匹配并將匹配情況通過輸出端輸送到所述仿真服務(wù)器中，所述信號監(jiān)測模塊包括記錄單元，用于記錄所述保護(hù)裝置運行過程中的電氣參數(shù)，所述信號監(jiān)測模塊設(shè)置有圖形輸出單元，用于將記錄單元記錄的電氣參數(shù)繪制成電氣參數(shù)波動曲線圖并輸出，所述信號檢測模塊包括表格輸出單元，用于將第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)的記錄單元記錄的電氣參數(shù)整合成數(shù)據(jù)表格并輸出；報警裝置，其輸入端與所述保護(hù)裝置的輸出端連接，當(dāng)所述報警裝置接收到的信號值大于或小于預(yù)先設(shè)置的閾值，則發(fā)出報警信號。通過數(shù)字模型，所述仿真服務(wù)器將計算得出的電壓、電流信號輸入到所述仿真客戶端，所述仿真連接模塊接收并處理電壓、電流信號后輸入到所述保護(hù)裝置中，所述保護(hù)裝置再將其動作信號輸出到所述仿真服務(wù)器中，所述仿真服務(wù)器接收到動作信號后，通過改變數(shù)字模型中的系統(tǒng)運行狀態(tài)來改變其輸出的電壓、電流信號，從而完成閉環(huán)測試工作。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明所提供的實時分布式仿真平臺系統(tǒng)包括至少一臺仿真服務(wù)器，該仿真服務(wù)器可單臺進(jìn)行運算或多臺聯(lián)合進(jìn)行運算。在進(jìn)行聯(lián)合運算時，多臺仿真服務(wù)器之間通過千兆(或以上速率)以太網(wǎng)進(jìn)行連接。在每一臺仿真服務(wù)器中，通PCIe/PCI橋接方式連接單臺或多臺實時分布式仿真裝置。所述PCI總線之間設(shè)有共享的高速緩存，同時還設(shè)有信息單元和控制寄存器，采用芯片實現(xiàn)的信息單元，其中高速RAM用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，信息單元實現(xiàn)信息流控。通過它們可以實現(xiàn)對內(nèi)存的共享，并支持DMA數(shù)據(jù)傳輸，從而有效提尚數(shù)據(jù)吞吐的能力。
[0027]本發(fā)明中使用的仿真服務(wù)器由運算能力較強(qiáng)的高性能的仿真服務(wù)器實現(xiàn)，用于提供仿真運算和輸入輸出服務(wù)功能。它與實時分布式仿真裝置通過PCI/PCIe橋接方式實現(xiàn)連接，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入輸出的轉(zhuǎn)換。在本仿真服務(wù)器中，可采用QNX、Linux等實時操作系統(tǒng)。這些操作系統(tǒng)的實時性能好，且支持多核系統(tǒng)，適合電力系統(tǒng)實時分布式仿真的需要。
[0028]盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項】
1.一種電力系統(tǒng)實時分布式仿真平臺系統(tǒng)，其特征在于，包括: 至少一臺仿真服務(wù)器，其基于電力數(shù)學(xué)模型生成并輸出電壓、電流信號形式的仿真數(shù)據(jù)在包括多臺所述仿真服務(wù)器的情況下，多臺所述仿真服務(wù)器通過以太網(wǎng)互相連接 多臺仿真客戶端，其輸入端以橋接分布方式連接所述仿真服務(wù)器的輸出端，其用于對所述仿真數(shù)據(jù)實施處理，并輸出經(jīng)過處理的所述仿真數(shù)據(jù)； 多個仿真連接模塊，其輸入端以總線方式與所述仿真客戶端的輸出端連接； 保護(hù)裝置，其輸入端與所述仿真連接模塊的輸出端連接，其根據(jù)經(jīng)過處理的所述仿真數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)取樣點的電氣參數(shù)形式的動作信號； 信號監(jiān)測模塊，其輸入端與所述保護(hù)裝置的輸出端連接，其輸出端與所述仿真服務(wù)器的輸入端連接，其用于將所述動作信號與預(yù)設(shè)閾值的范圍進(jìn)行匹配，并輸出匹配情況； 報警裝置，其輸入端與所述保護(hù)裝置的輸出端連接，其在所述匹配情況是所述動作信號大于或小于預(yù)先設(shè)置的閾值時發(fā)出報警信號； 其中，所述仿真服務(wù)器基于所述匹配情況修改所述電力數(shù)學(xué)模型，從而完成閉環(huán)測試工作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)實時分布式仿真平臺系統(tǒng)，其特征在于，所述信號監(jiān)測模塊包括記錄單元，所述記錄單元用于記錄所述保護(hù)裝置運行過程中的電氣參數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)實時分布式仿真平臺系統(tǒng)，其特征在于，所述信號監(jiān)測模塊設(shè)置有圖形輸出單元。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)實時分布式仿真平臺系統(tǒng)，其特征在于，所述信號監(jiān)測模塊設(shè)置有表格輸出單元。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)實時分布式仿真平臺系統(tǒng)，其特征在于，所述信號檢測模塊中設(shè)置有數(shù)字處理器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)實時分布式仿真平臺系統(tǒng)，其特征在于，所述總線為PCI總線。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力系統(tǒng)實時分布式仿真平臺系統(tǒng)，其特征在于，所述PCI總線之間設(shè)有共享的高速緩存，同時還設(shè)有信息單元和控制寄存器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)實時分布式仿真平臺系統(tǒng)，包括：至少一臺仿真服務(wù)器；多臺仿真客戶端；多個仿真連接模塊；保護(hù)裝置；信號監(jiān)測模塊；報警裝置；通過數(shù)字模型，所述仿真服務(wù)器將計算得出的電壓、電流信號輸入到所述仿真客戶端，所述仿真連接模塊接收并處理電壓、電流信號后輸入到所述保護(hù)裝置中。本發(fā)明所提供的實時分布式仿真平臺系統(tǒng)通過分布式布局和與現(xiàn)場設(shè)備的靈活連接，可以方便地構(gòu)成適合各種現(xiàn)場需要的實時分布式仿真系統(tǒng)，充分滿足電力系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展要求?？扇娣治隹赡軐蛻艄╇娍煽啃院凸╇娰|(zhì)量帶來負(fù)面影響的各種風(fēng)險因素，為電網(wǎng)的建設(shè)、監(jiān)測及維護(hù)提供手段和依據(jù)。
【IPC分類】G05B17/02
【公開號】CN105319986
【申請?zhí)枴緾N201510746914
【發(fā)明人】李偉, 梁旭, 郭琦, 歐開健, 周仲暉, 胡云, 張樹卿
【申請人】中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心, 清華大學(xué)
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月4日