一种变电站继电保护仿真测试系统及其仿真测试方法

摘要

本发明公开了一种变电站继电保护仿真测试系统及其仿真测试方法，仿真测试系统包括计算机控制系统，数据通讯系统和被测试装置，通过在计算机控制系统设置计算模块和在数据通讯系统设置实时输出模块，将计算和输出分开，计算模块计算数据后，打上时标，使实时输出模块提前接收到带时标的计算数据，并按时标定时输出至被测试装置，当接收到断路器跳合闸信号时，计算模块计算新的导纳矩阵和系统结构发生突变时的数据的可用时间将大大增加，降低了对硬件性能的要求，降低了成本，并且提高了实时性。

主权项

变电站继电保护仿真测试系统进行仿真测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)构建变电站继电保护仿真测试系统，包括计算机控制系统，数据通讯系统和被测试装置，计算机控制系统主要用于设置所模拟的变电站的线路、母线、变压器各支路在故障前、故障中和故障后的电流电压参数，所述计算机控制系统内设有计算模块，用于根据设置的电流电压参数计算下一步电流电压的瞬时数据并输出至数据通讯系统；所述计算模块还根据数据通讯系统发送的信息，生成新的导纳矩阵，用于电流电压的瞬时数据的计算；数据通讯系统主要负责与被测试装置的网络数据实时交换，数据通讯系统解析被测试装置发送的GOOSE数据，并将其发送至计算机控制系统的计算模块；所述数据通讯系统内设有实时输出模块，实时输出模块将计算模块计算的电流电压瞬时数据生成合并单元的实时数据流发送至被测试装置；被测试装置是指仿真测试系统测试的对象，主要是变电站的各种智能电子设备；所述计算机控制系统和数据通讯系统通过PCI总线进行数据传输；2)通过计算机控制系统设置所要模拟的变电站的线路、母线、变压器各支路电流电压参数作为仿真计算的初始值，并设置仿真初始约束条件；3)计算机控制系统的计算模块依据Y_i＝f₀·Y_i‑1计算5组数据：Y₀,Y₁,Y₂,Y₃,Y₄，同时在计算数据时在每组数据后面加上时标，T₀,T₁,T₂,T₃,T₄，并依次将这5组数据及时标发送至数据通讯系统的实时输出模块，其中，f₀为系统初始导纳矩阵，Y₀为设置的电流电压初始值，Y_i为计算模块计算的电流电压的瞬时数据，其中，i＝1,2,3……；4)实时输出模块接收到计算数据后，生成合并单元的实时数据流，按照时标标志的先后顺序实时输出至被测试装置；被测试装置根据合并单元状态数据反应其特性；5)如果输出数据正常，当5组数据都输出后，以最后一组数据作为初始值，依据Y_i＝f·Y_i‑1再计算5组数据同时加上时标，并依次将这5组数据及时标发送至数据通讯系统的实时输出模块，并转入步骤6)，f为系统当前导纳矩阵，即如果系统结构稳定，则为初始导纳矩阵，如果系统结构发生变化，则为变化后重新计算的系统导纳矩阵；如果输出为故障数据，则转入步骤7)；6)实时输出模块接收到计算数据后，生成合并单元的实时数据流，按照时标标志的先后顺序实时输出至被测试装置，然后返回步骤5)循环计算，直至仿真测试系统退出，实现对被测试装置特性的测试，被测试装置根据合并单元状态数据反应其特性；7)被测试装置在接收到故障数据后，发出GOOSE跳闸或者合闸信息给数据通讯系统，数据通讯系统解析GOOSE信息后，发送给计算机控制系统中的计算模块；8)假设断路器的跳合信号动作在n₁ms后发生，用户设置的仿真测试系统的步长为ΔTms，则仿真测试系统在n个步长后发生改变，n用以下公式表示，n＝n₁/ΔT；9)计算机控制系统的计算模块继续根据Y_i＝f₀·Y_i‑1进行计算，直至计算出Y_n‑1，同时在计算数据时在每组数据后面加上时标，并依次将计算的数据及时标发送至数据通讯系统的实时输出模块；输出的Y₀到Y_n‑1这n组数据即为仿真测试系统结构发生变化时的测试数据；10)实时输出模块接收到数据后，生成合并单元的实时数据流，按照时标标志的先后顺序实时输出至被测试装置；同时计算模块根据GOOSE信息生成新的导纳矩阵f₁；11)当n组数据都输出后，以步骤9)计算的Y_n‑1作为初始值，以步骤10)计算的新的导纳矩阵f₁作为当前导纳矩阵，依据Y_i＝f₁·Y_i‑1计算仿真测试系统结构发生变化后的5组新的电流电压测试数据Y_n,Y_n+1,Y_n+2,Y_n+3,Y_n+4，同时在每组数据后面加上时标，T_n,T_n+1,T_n+2,T_n+3,T_n+4，并依次将这5组数据及时标发送至数据通讯系统的实时输出模块；12)转入步骤6)，循环计算。