一种电力系统便携式全数字实时仿真仪

摘要

本发明提供一种电力系统便携式全数字实时仿真仪，包括机箱以及设置于机箱内部的主控板、功能板和计算单元；主控板、功能板和计算单元之间通过PCI总线相互通信，主控板控制功能板和计算单元之间的操作和通信；功能板包括AI、AO、DI和DO四种类型的通道与外部通信连接；全数字实时仿真仪包括空闲模式、开环模式和闭环模式三种工作模式；当全数字实时仿真仪运行在闭环模式时，功能板与外部的功率放大装置通过模拟信号线连接。闭环测试过程基于精准的运行时序，选用成熟的多核处理器工业级平台做为计算平台核心，基于内存共享通信方式，通过分网并行计算技术，使仿真仪从计算性能、IO接口等方面满足现场测试需求。

主权项

一种电力系统便携式全数字实时仿真仪，其特征在于，所述全数字实时仿真仪采用模块化设计，包括机箱(10)、主控板(40)、功能板(60)和计算单元；所述主控板(40)、功能板(60)和计算单元之间通过PCI总线相互通信，所述主控板(40)控制所述功能板(60)和所述计算单元之间的操作和通信；所述功能板(60)包括AI、AO、DI和DO四种类型的通道与外部通信连接；所述全数字实时仿真仪包括空闲模式、开环模式和闭环模式三种工作模式；当所述全数字实时仿真仪运行在所述闭环模式时，所述功能板(60)与外部的功率放大装置通过模拟信号线连接；所述功能板(60)的AI/DI端口与外部被测装置直接通信连接，读取AI/DI数据，并将所述AI/DI数据网络发送至所述计算单元；所述计算单元进行电磁暂态仿真计算，将计算得到的AO/DO数据网络发送至所述功能板(60)；所述功能板(60)将DO数据直接发送给所述被测装置，将AO数据发送至所述功率放大装置，所述功率放大装置对输出的弱信号进行放大，将实际的电气量输出给所述被测装置，为所述被测装置提供电流、电压信号；所述全数字实时仿真仪运行在所述闭环模式时，通过设置各种复杂故障，来检测各种继电保护、励磁控制的实际物理装置动作的正确性以及控制策略的合理性；所述全数字实时仿真仪运行在所述闭环模式时，所述计算单元与所述功能板(60)按照固定仿真步长T交换数据，一个仿真步长周期内包括：步骤S1，进行PCI中断响应，所述功能板(60)与外部进行数据交换；步骤S2，所述功能板(60)完成所述AI/DI数据读取和发送；步骤S3，所述计算单元进行仿真计算并将计算得到的所述AO/DO数据发送至所述功能板(60)；所述全数字实时仿真仪包括两块功能板(60)，通过PCI扩展板桥接出两路PCI总线分别用于连接所述两块功能板(60)；每块所述功能板(60)包括8模拟量输出、4模拟量输入、4开关量输出和4开关量输入；所述4开关量输出包括2路空节点输出、2路电平输出；所述4开关量输入兼容空节点输入和电平输入两种方式。