[发明专利]一种火电与水电机组仿真机和RTDS的通信接口

说明书

技术领域

本发明属于电力系统源网联合仿真建模与运行控制技术领域，尤其涉及一种火电与水电机组仿真机和RTDS的通信接口。

背景技术

实际电力系统中，电磁暂态过程和机电暂态过程是同时发生并相互影响的，将二者结合起来统一考虑，有助于了解大系统暂态稳定过程的动态特性及某一特定电网的详细暂态变化过程。因此，将电磁暂态计算与机电暂态计算进行实时接口，在一次仿真过程中同时实现对大规模电力系统的机电暂态仿真和局电磁暂态仿真具有重要的现实意义和理论价值。将两类仿真过程平滑连接，同时又必须充分体现两类仿真网络的动态特性，是国内外进行机电暂态和电磁暂态混合仿真研究的重点和难点。

自动发电控制（AGC）用于满足电网调频及电网系统的稳定性，传统的AGC只考虑电磁暂态特性，侧重电网的瞬态稳定。随着电厂机组单机容量的增大，电网管理水平的提高，如今AGC的实施与机组的运行也息息相关。电力系统中机组的动态特性反过来开始影响电网系统的安全性和稳定性。

考虑机组动态特性的AGC控制过程一直没有适合在实验室中进行研究的实验平台，本发明提出一种火电与水电机组仿真机和RTDS（Real Time Digital Simulator,实时数字仿真器）的通信接口，将服务器上的火电机组和水电机组仿真系统作为机电侧，RTDS电网仿真模块作为电磁侧，通过接口控制模块将二者平滑连接，实现步长可控的联合仿真；结合EMS调度控制系统，可对考虑机组动态特性的AGC控制过程进行详细仿真。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种火电与水电机组仿真机和RTDS的通信接口，将火电机组、水电机组仿真与用RTDS进行电磁暂态仿真的电网相结合，形成火电机组、水电机组与RTDS电网联合仿真系统，为考虑机组动态特性的AGC控制过程提供实时仿真工具。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种火电与水电机组仿真机和RTDS的通信接口，用于实现火电和水电机组仿真机与实时数字仿真器RTDS电网仿真之间的通信，所述火电和水电机组仿真机包括火电机组和抽水蓄能发电机组详细仿真模块，所述实时数字仿真器RTDS包括等值后交直流系统电网仿真模块、详细仿真数据输入模块、机组非详细仿真模块和光纤通讯接口卡，其特征在于，所述通信接口包括机组详细仿真模块接口控制单元和机组非详细仿真模块功频调节控制单元；

所述机组详细仿真模块接口控制单元分别与光纤通讯接口卡和详细仿真数据输入模块相连；

所述机组非详细仿真模块功频调节控制单元分别与等值后交直流系统电网仿真模块和机组非详细仿真模块相连；

所述机组详细仿真模块接口控制单元，用于接收火电机组和抽水蓄能发电机组详细仿真模块通过光纤通讯接口卡发送的发电机出口开关分合闸指令、机械功率参考值和同步信号，并将机械功率参考值转换为机械转矩，再将机械转矩发送至详细仿真数据输入模块；

所述机组非详细仿真模块功频调节控制单元，用于控制是否接收等值后交直流系统电网仿真模块发送的AGC指令，如果机组非详细仿真模块功频调节控制单元接收AGC指令，则将AGC指令转换为机械转矩后，再将所述机械转矩发送至机组非详细仿真模块。

所述机组非详细仿真模块功频调节控制单元包括负荷指令控制中心、协调控制单元、调速器控制单元、汽轮机控制单元和锅炉控制单元；

所述负荷指令控制中心和协调控制单元相连；

所述协调控制单元分别与调速器控制单元和锅炉控制单元相连；

所述调速器控制单元分别与协调控制单元、汽轮机控制单元和锅炉控制单元相连；

所述汽轮机控制单元分别与调速器控制单元和锅炉控制单元相连；

所述锅炉控制单元分别与协调控制单元、调速器控制单元和汽轮机控制单元相连；

所述负荷指令控制中心用于根据仿真得到的发电机转速差、仿真得到的发电机实际有功功率和AGC指令，计算得到实际负荷指令，再将实际负荷指令发送至协调控制单元；

所述协调控制单元用于接收负荷指令控制中心发送的实际负荷指令以及锅炉控制单元发送的蒸汽流量和锅炉主蒸汽压力，并根据实际负荷指令、蒸汽流量和锅炉主蒸汽压力计算得到汽轮机主控制器输出指令和锅炉主控制器输出指令，再将汽轮机主控制器输出指令发送至调速器控制单元，将锅炉主控制器输出指令发送至锅炉控制单元；

所述调速器控制单元用于接收汽轮机主控制器输出指令和锅炉主蒸汽压力，并根据汽轮机主控制器输出指令和锅炉主蒸汽压力，计算得到汽轮机调门开度指令，再将汽轮机调门开度指令发送至汽轮机控制单元；