[发明专利]一种多端交直流主动配电网调度控制仿真系统及方法

摘要

本发明涉及一种多端交直流主动配电网调度控制仿真系统及方法，包括：数字仿真模块、物理仿真试验模块、功率放大模块、信号放大模块、保护装置、通信管理单元、综合处理单元、数据总线及主站模块；其中数字仿真模块通过功率放大模块与物理仿真试验模块互连，形成数字和物理联合仿真试验环境。本发明为交直流混联配电的稳定分析、运行控制、优化调度等领域提供理论计算、仿真分析以及相应的实验测试功能，以大幅提高交直流主动配电网的效率。

主权项

一种多端交直流主动配电网调度控制仿真系统，其特征在于包括：数字仿真模块、物理仿真试验模块、功率放大模块、信号放大模块、保护装置、通信管理单元、综合处理单元、数据总线及主站模块；其中数字仿真模块通过功率放大模块与物理仿真试验模块互连，形成数字和物理联合仿真试验环境；所述数字仿真模块，包括在实时仿真环境下运行的实时仿真模块、在非实时仿真环境下运行的非实时仿真模块、仿真信息‑通信数据交互接口和I/O板卡；实时仿真模块和非实时仿真模块根据不同的试验对象构建多端交直流主动配电网的数字仿真模型，实时仿真模块和非实时仿真模块运行在主机上；主机通过I/O板卡外接数字量及模拟量的输入输出，主机通过仿真信息‑通信数据交互接口交互信息；实时仿真模块通过仿真信息‑通信数据交互接口，将所述数字仿真模型运行的实时数据发送出去，同时获取仿真信息‑通信数据交互接口传输的实时数据，写入所述数字仿真模型；非实时仿真模块完成离线的仿真计算，满足非实时仿真计算要求，通过仿真信息‑通信数据交互接口，将所述数字仿真模型运行的数据发送出去，同时获取仿真信息‑通信数据交互接口传输的数据，写入所述数字仿真模型；仿真信息‑通信数据交互接口，一方面获取实时仿真模块或非实时仿真模块中所述数字仿真模型运行过程中的遥测信息和遥信信息，并上传至通信管理单元，另一方面接收通信管理单元下达的遥调信息和遥控信息，并写入所述数字仿真模型；I/O板卡，一方面，通过功率放大模块与物理仿真试验模块互联；数字仿真模型在运行过程中的实时输出数据通过I/O板卡形成模拟量或者数字量输出信号，再通过功率放大模块输出功率级的电压、电流，接入物理仿真试验模块中的动模装置与实际的热电设备；同时物理仿真试验模块中动模装置与实际的热电设备的运行数据反馈至I/O板卡形成数字仿真模块的模拟量或者数字量输入信号；另一方面，数字仿真模型故障运行时的电压波形、电流波形、开关状态信息通过I/O板卡输出对应的数字量、模拟量，并经过信号放大模块输出保护装置能够识别的电压、电流信号，作为保护装置的输入信号，当保护装置检测到故障发生时输出保护开关动作信号，并经过I/O板卡反馈至数字仿真模型；物理仿真试验模块，包括实际的热电设备和动模装置，所述动模装置用于模拟复杂的热电设备；所述数字仿真模型在运行过程中的实时输出数据通过I/O板卡形成模拟量或者数字量输出信号，再通过功率放大模块输出功率级的电压、电流，接入物理仿真试验模块中实际的热电设备和动模装置；通信管理单元，负责接受数字仿真模块的仿真信息‑通信数据交互接口上传的遥测、遥信信息，并转换至数据总线的标准化格式，发送至数据总线；并从数据总线获取相应的遥调、遥控信息，发送至仿真信息‑通信数据交互接口；综合处理单元，通过通信部件、采集部件获取物理仿真试验模块中动模装置与实际的热电设备上传的遥测、遥信信息，并转换至数据总线的标准化格式，发送至数据总线；并从数据总线获取相应的遥调、遥控信息，通过通信部件、控制部件调整物理仿真试验模块中相应的动模装置与实际的热电设备；保护装置，负责对数字仿真模块与物理仿真试验模块运行时发生的各类故障进行保护，并将动作信号进行反馈；一方面，数字仿真模型故障运行时的电压波形、电流波形、开关状态信息通过I/O板卡输出对应的数字量、模拟量，并经过信号放大模块输出保护装置能够识别的电压、电流信号，作为保护装置的输入信号；当保护装置检测到故障发生时将产生保护开关动作信号，通过I/O板卡反馈至所述数字仿真模型；另一方面，保护装置采集物理仿真试验模块中动模装置与实际的热电设备的电压、电流、开关状态信息；当保护装置检测到故障发生时，输出保护开关动作信号，反馈至动模装置与实际的热电设备所配套的保护开关，进行异常或者故障情况下的保护；主站模块，作为多端交直流主动配电网调度控制仿真系统的调度控制中心，通过数据总线获取数字仿真模块中的交直流主动配电网的数字仿真模型以及物理仿真试验模块中动模装置与实际的热电设备在运行过程中的遥测、遥信信息，进行分析计算和综合决策，并向数据总线下发对应生成的交直流主动配电网运行控制、优化调度的遥调、遥控信息。