一种特高压直流输电仿真架构系统及其实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及特高压直流输电仿真架构实现方法，尤其是涉及一种基于智能电网调 度技术支持系统的特高压直流输电仿真架构实现方法；发明成果可以应用于电网调控人 员、特高压直流输电生产运行人员的培训。
【背景技术】
[0002] 目前我国已形成由3条特高压交流、3条特高压直流构成的特高压交直流输电系 统，而且，还计划大规模开展特高压输电系统的建设，通过特高压交直流互联电网实现大规 模西电东送、北电南送的能源配置格局，满足我国社会经济发展的需要。同时，"大运行"体 系在我国全面推进，电网调控一体化不仅将在省级电网全面实施，也将在国家电力调度控 制中心逐步实施，实现特高压变电站、换流站设备集中监控及现场的少人值班，这对国、分、 省级电网调控运行人员及特高压变电站、换流站运行人员协同管理、驾驭特大电网能力提 出更高的技术及技能要求。
[0003] 目前，智能电网调度技术支持系统（SG-0SS)调度员培训仿真应用、离线型换流站 仿真培训系统难以全面满足国分省电网调控运行人员、特高压站运行人员的联合培训及反 事故演习的需求，迫切需要基于智能电网调度技术支持系统开发具有特高压电网调控一体 化仿真功能和特高压直流输电系统仿真功能的一体化仿真培训系统，满足特高压电网调控 人员、特高压直流输电生产人员培训的需要。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，解决现有技术存在的缺陷，提供一种特高压直流输电仿真架 构系统及其实现方法。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] -种特高压直流输电仿真架构系统，包括特高压换流站仿真模块、协同仿真管理 模块、交直流电网仿真模块、智能电网调度技术支持系统消息总线、学员界面及教员界面， 其特征在于：
[0007] 所述特高压换流站仿真模块实现特高压换流站仿真，仿真架构支持接入多个特高 压换流站仿真实例；
[0008] 所述协调仿真管理模块集中管理仿真事件和仿真时钟，实现特高压电网调控仿真 和多个特高压换流站仿真之间同步和协调运行；
[0009] 所述交直流电网仿真模块实现特高压交直流电网仿真，并为整个仿真系统提供基 础的电网数据；
[0010] 所述智能电网调度技术支持系统消息总线是国家电网公司智能电网调度技术支 持系统基础平台的标准化通信总线，为各自应用提供标准化的通信接口；
[0011] 所述学员界面和教员界面是学员和教员与仿真系统交互的人机界面，为学员培 训、教员进行教学管理提供图形化的工作环境；
[0012] 所述协调仿真管理模块与特高压换流站仿真模块、交直流电网仿真模块通过tcp/ ip通信端口连接，采用tcp/ip通信方式进行数据交换，即通过tcp/ip通信端口读写仿真事 件；
[0013] 所述协调仿真管理模块采用消息订购发布方式实现与教员界面和学员界面之间 的数据交换，即消息的发送方和接收方通过智能电网调度技术支持系统消息总线进行消息 发布和订购，然后通过、消息发送接口messageSendO和消息接收接口messageReceiveO完 成消息的发送和接收。
[0014] 进一步的，所述仿真事件通信包数据结构由包头和数据包两部分构成，它们的结 构如下：
[0015] 包头结构:仿真事件号、数据包字节数、仿真时钟；
[0016] 数据包结构：与数据包字节数等长的数据区，需要根据不同的仿真事件号单独设 计。
[0017] -种特高压直流输电仿真架构系统的实现方法，其特征在于，所述方法具体如下：
[0018] (1)初始化协同仿真管理模块，包括以下步骤：
[0019] 1.1定义仿真事件发送通道号和仿真事件接收通道号，仿真事件发送通道号用于 向智能电网调度技术支持系统消息总线发布仿真事件，仿真事件接收通道号用于从智能电 网调度技术支持系统消息总线接收仿真事件；
[0020] 1.2协同仿真管理模块调用消息总线的注册接口 messagelnito注册协调仿真管 理模块的应用实例；
[0021 ] 1.3协同仿真管理模块调用消息总线的消息订阅接口 me s sage Sub s cr i b e 〇订阅消 息；
[0022] (2)特高压换流站仿真模块注册，具体如下：
[0023]特高压换流站仿真模块与协同仿真管理模块通过tcp/ip通信端口连接，特高压换 流站仿真模块发送注册事件，协同仿真管理模块接收处理注册事件并管理注册信息；协同 仿真管理模块按照如下步骤处理注册事件：
[0024] 2.1协同仿真管理模块接收特高压换流站仿真模块发送的注册事件：
[0025]协调仿真管理模块与特高压换流站仿真模块采用tcp/ip通信方式交换注册事件 数据，注册事件由特高压换流站仿真模块发送，协同仿真管理模块接收并处理，注册事件由 包头和数据包两部分构成，它们的结构如下:包头结构:注册事件号、数据包字节数、仿真时 钟;数据包结构:仿真模块实例名称、应用类型；
[0026] 2.2协同仿真管理模块建立注册信息管理表，将特高压换流站仿真模块的注册信 息存储在注册信息管理表中，注册信息管理表如下：
[0027]
[0028]其中仿真模块实例名称用于唯一确定仿真模块的实例，特高压换流站的名称，或 交直流电网仿真模块的名称psm;应用类型可以为特高压换流站仿真和交直流电网仿真两 种类型；tcp/ip通信端口记录协同仿真管理模块与仿真模块实例的通信接口；换流站配对 指针记录与本仿真模块实例名称配对的另外一个仿真模块实例名称在本表中的位置，当不 存在与之配对的仿真模块实例名称时，该指针的值为空；
[0029] 2.3协同仿真管理模块将特高压换流站仿真模块注册信息封装成通道号为251的 消息，调用智能电网调度技术支持系统消息总线的消息发送接口 me ssageSendO,向整个系 统发送该注册信息；
[0030] (3)交直流电网仿真模块注册，具体如下：
[0031]交直流电网仿真模块与协同仿真管理模块通过tcp/ip通信端口连接，交直流电网 仿真模块发送注册事件，协同仿真管理模块接收处理注册事件并管理注册信息；协同仿真 管理模块按照步骤(2)相似的方式处理交直流电网仿真模块注册事件；
[0032] (4)协同仿真管理模块接收来自教员界面和学员界面的仿真事件，处理步骤如下：
[0033] 4.1协同仿真管理模块调用智能电网调度技术支持系统消息总线的消息接收接口 messageReceiveO，读取来自教员界面和学员界面的仿真事件；
[0034] 4.2协同仿真管理模块将接收到的仿真事件插入到仿真事件管理队列中，事件管 理队列的结构包括仿真事件来源、仿真事件包头及仿真事件数据包；
[0035] 其中仿真事件来源记录仿真事件的发送者，包括特高压换流站仿真模块、交直流 电网仿真模块、教员与学员界面三种类型；仿真事件包头保存协同仿真管理模块接收到的 仿真事件的包头数据；仿真事件数据包保存协同仿真管理模块接收到的仿真事件的数据 包；
[0036] (5)协同仿真管理模块接收来自特高压换流站仿真模块和交直流电网仿真模块的 仿真事件，协同仿真管理模块通过tcp/ip端口与特高压换流站仿真模块和交直流电网仿真 模块进行数据交换；协同仿真管理模块按照步骤(4)相似的方式处理来自特高压换流站仿 真模块和交直流电网仿真模块的仿真事件；
[0037] (6)协同仿真管理模块分发仿真事件，包括下列步骤：
[0038] 6.1遍历仿真事件管理队列，处理潮流数据变更仿真事件：
[0039]如果仿真事件管理队列存在潮流数据变更仿真事件，则：按照tcp/ip通信方式构 造新的潮流数据变更仿真事件，该事件由包头和数据包组成；
[0040] 然后搜索注册信息管理表中应用类型为"特高压换流站仿真"的仿真模块实例，通 过相应的"Tcp/ip通信端口"向特高压换流站仿真模块发送该事件，特高压换流站仿真模块 接收到该事件后，立刻重新从实时数据库获取潮流数据进行仿真计算；
[0041] 6.2遍历仿真事件管理队列，按照状态变位仿真事件在仿真事件管理队列中的顺 序处理状态变位仿真事件：
[0042] 6.21如果状态变位仿真事件来自于交直流电网仿真模块，则：从该事件中变位对 象所在的厂站名称，从注册信息管理表中查找仿真模块实例名称与之相同的特高压换流站 仿真模块实例，然后按照tcp/ip通信方式构造新的状态变位仿真事件，该仿真事件由包头 和数据包组成；并从注册信息管理表中获取该特高压换流站仿真模块的"Tcp/ip通信端 口"，向该特高压换流站仿真模块发送事件；
[0043] 6.22如果状态变位仿真事件来自于特高压换流站仿真模块，则：按照tcp/ip通信 方式构造新的状态变位仿真事件，向交直流电网仿真模块发送该事件;若状态变位仿真事 件的对象是直流极控制系统，则还需要进一步处理:按照tcp/ip通信方式构造新的状态变 位仿真事件，向与本站配对的特高压换流站仿真模块发送该状态变位仿真事件；
[0044] 6.23协同仿真管理模块将状态变位仿真事件封装成通道号为251的消息，调用智 能电网调度技术支持系统消息总线的消息发送接口 essageSend()，向整个系统发送该状态 变位仿真事件；
[0045] 6.3遍历仿真事件管理队列，按照事件在仿真事件管理队列中的顺序处理操作仿 真事件、故障仿真事件：
[0046] 6.3.1如果是自于"教员与学员界面"的操作仿真事件
[0047] (a)从该事件数据包中提取厂站名称，在注册信息管理表中查找仿真模块实例名 称与之相同的记录行，如果不存在，则:将该操作仿真事件加上仿真时间戳，按照tcp/ip通 信方式发送到交直流电网仿真模块；
[0048] (b)如果在注册信息管理表存在仿真模块实例名称与之相同记录行，按照tcp/ip 通信方式将该事件发送到特高压换流站仿真模块请求批准执行该操作仿真事件，如果不能 执行该事件，则该事件被丢弃；
[0049]