一种变电站继电保护仿真测试系统及其仿真测试方法

一种变电站继电保护仿真测试系统及其仿真测试方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种变电站继电保护仿真测试系统及其仿真测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种变电站继电保护仿真测试系统及其仿真测试方法，属于电力配电自动化【技术领域】。
【背景技术】
[0002]近年来，计算机技术、信息处理技术和网络通信技术发展迅速，对变电站自动化系统产生了巨大影响。随着特高压、大容量、超大系统电网的逐渐形成，对电网安全、稳定、可靠、控制、信息交互等提出了更高、更迫切的要求。变电站作为电网中的节点，主要通过一次设备和线路完成输变电的功能，而对一次设备实行监控和保护需要自动化的二次设备，因此对变电站运行管理控制而言，其技术水平的不断提高依赖变电站自动化技术的不断发展。可以说变电站自动化技术的发展至今，就是不断深化的数字化、智能化的过程。
[0003]智能变电站是以变电站一、二次系统为数字化对象，对数字化信息进行统一建模，将物理设备虚拟化，采用标准化的网络通信平台，实现信息共享和互操作，满足安全、稳定、可靠、经济运行要求的现代化变电站。智能变电站数字化技术将处于不断发展和完善的进程中。就目前而言，符合IEC61850标准的变电站通信网络和系统、智能化的一次设备(如电子式互感器、智能化开关等)、网络化的二次设备、自动化的运行管理系统，为其最主要的技术特征。
[0004]从长远发展来看，面向智能电网的需求，智能变电站数字化技术还将涉及的内容有:变电站之间、变电站与控制中心之间的信息交互技术，信息安全技术，广域同步米样技术、实时动态监测技术，电能质量在线监测技术、实时分析技术，以及一、二次系统的技术融
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[0005]智能变电站对于建设资源节约型、环境友好型社会和科技创新型电力企业，通过节能调度实现节能降耗，通过标准化实现信息共享和系统的互联互通，减少投资，降低维护工作量，提高效率和效益，提高大电网的安全稳定水平和灾变防治能力，提高电网生产的科学、智能决策水平，显著提高电网生产效率具有重要的现实意义。
[0006]随着IEC-61850标准的提出，电子式(光)电压互感器(EVT)、电子式(光)电流互感器(ECT)技术的发展，EVT和ECT可直接输出数字量信号，智能变电站中的开关量信号也直接变为数字量信号，以上数字信号以基于IEC61850协议通过网络接入变电站中的保护装置和测量仪表中，不再需要保护用二次变换器，保护装置也不需要A/D转换元件。而且保护、测控等变电站二次设备只要符合IEC-61850标准，就可以直接无缝地接入变电站的局域网中，因此电力系统的数字测试仿真系统也应符合以上的发展趋势，测试将变得更为简单方便。
[0007]测试仿真系统在主界面上进行智能变电站仿真建模，并在构建的网络模型进行故障设置，仿真系统经过算法计算并输出模拟EVT、ECT的故障时的动态数据，按IEC-61850的规范通过局域网向保护装置发出数字信号(故障量)，保护综自等IED装置根据数字信号做出反应，并向局域网发出事件信息(跳合闸指令)，测试装置接受到事件信息后再进行下一步的操作。测试系统利用计算机的运算功能可以进行复杂的电力系统暂态仿真试验和故障再现等，测试仿真系统在保证信息安全的基础上，实现测试信息的共享，同时可以支持统计分析、异常处理记录等。
[0008]每个厂家在智能电子设备的通讯部分开展了大量的工作，但其保护功能是否真正和通讯协议融合在一起，是否能真正满足变电站复杂状态下的动作要求，这依然是智能变电站的核心要求。因此研究基于IEC61850标准下的变电站仿真测试系统，真正考核IED装置的动作特性，是很有必要的。
[0009]在智能变电站中，动模试验的研究，RTDS等仿真测试研究进行得很多。但是目前没有符合现场测试需要的智能变电站测试仿真系统，这主要表现在两方面:
[0010]I)目前使用的基于IEC61850协议的电力系统普通继电保护测试装置由于开发的机理不同，只能进行开环的基本功能测试，不具备进行系统闭环仿真测试和对电力系统设备的整体功能测试能力。
[0011]2)大型的实时仿真设备虽然具有闭环测试的功能，但是由于体积庞大、价格比较昂贵，不利于现场大规模的应用和推广，只能在具有实力的科研单位的实验室进行研究性的工作；而小型化的仿真测试装置相对较弱的计算能力和仿真模型的复杂性就形成了一个矛盾。

【发明内容】

[0012]本发明的目的在于提供一种变电站继电保护仿真测试系统及其仿真测试方法，通过改进测试仿真算法，解决仿真计算能力和实时性的关系，使便携式的小PC工控机装置也能进行复杂的智能变电站动态实时计算。
[0013]为达到上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0014]一种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，
[0015]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；
[0016]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；
[0017]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；
[0018]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。
[0019]采用前述的变电站继电保护仿真测试系统进行仿真测试的方法，包括以下步骤:
[0020]I)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；
[0021]2)计算机控制系统的计算模块依据Yi = & ? Yi^1计算5组数据:
[0022]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，&为系统初始导纳矩阵，Ytl为设置的电流电压初始值，Yi (i = 1,2,3……)为计算模块计算的电流电压的瞬时数据；
[0023]3)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；
[0024]4)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Yi=f ? Yi^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5)，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6);
[0025]5)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4)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；
[0026]6)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；
[0027]7)假设断路器的跳合信号动作在!^!^后发生，用户设置的仿真测试系统的步长为A Tms,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 = Ii1/ A T ；
[0028]8)计算机控制系统的计算模块继续根据Yi = ? Yi^1进行计算,直至计算出Ylri,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Ytl到Ylri这n组数据即为仿真测试系统结构发生变化前的测试数据；
[0029]9)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；
[0030]10)当n组数据都输出后，以步骤8)计算的Ylri作为初始值，以步骤9)计算的新的导纳矩阵作为当前导纳矩阵，依据Yi = ? Yg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Yn，Yn+1, Yn+2, Yn+3, Yn+4，同时在每组数据后面加上时标，Tn, Tn+1, Tn+2, Tn+3, Tn+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；
[0031]11)转入步骤5),循环计算。
[0032]与现有技术相比，本发明的优点为:
[0033]本发明的仿真测试系统及仿真测试方法通过提前计算导纳矩阵和测试数据，使系统在结构突变时的可利用时间数倍增加，极大地降低了计算难度，对仿真测试系统的步长和实时要求大大降低，也就是对硬件的要求大大降低，更能符合现场测试的需要，同时可以提高电力系统相关产品的测试水平和工作效率，有效地减少人为误差，防止智能变电站自动化设备在现场运行时出现不正确动作的情况，提高智能电网的安全稳定运行。
【专利附图】

【附图说明】
[0034]图1为现有的仿真计算方式及输出结构示意图；
[0035]图2为本发明在仿真测试系统结构稳定时仿真计算方式及输出结构示意图；
[0036]图3为本发明在仿真测试系统结构发生变化时仿真计算方式及输出结构示意图。【具体实施方式】
[0037]现结合附图和【具体实施方式】对本发明进行进一步详细解释。
[0038]一、智能变电站仿真测试系统及仿真计算
[0039]智能变电站仿真测试系统就是被测的装置与所模拟的智能变电站系统(仿真系统)构成闭环测试环境，仿真系统模拟各种状态使IED动作来跳开或合上断路器。
[0040]仿真计算的实质就是根据断路器的状态来得到系统的拓扑结构从而进行计算模型的实时解算工作。仿真过程边算边送数据，IED接受的数据是与时间T同步的，这种快速实时解算及真正闭环的试验过程符合实际系统的动态特性。
[0041]智能变电站的各种装置和环境都可以建立各种数学模型，根据其对测试系统的重要性或简或繁，但最终都会生成描述系统动态过程的微分方程组和描述网络状态的代数方程组。因此实时仿真过程就是在时间间隔AT(仿真步长)内，完成对所有微分方程和代数方程的解算。
[0042]仿真计算实际上是由变量Y的当前数据和时间T来计算下一步的数据。具体如下:
[0043]1-1、根据系统设置形成全网节点导纳矩阵和微分方程组。
[0044]1-2、把微分方程组用一组差分方程代替，成为代数方程。
[0045]1-3、利用数值计算来计算下一步的变量值。
[0046]二、实 时仿真测试中的难点和问题
[0047]在智能变电站的实时仿真测试中，主要是仿真计算的实时性和计算精度与硬件性能的矛盾。
[0048]对实时仿真而言，具体表现在以下四方面:
[0049]2-1)系统仿真的规模大小影响具体计算量；
[0050]2-2)系统各个模型的复杂程度影响计算精度，模型越详细，计算精度越好，计算量越大；
[0051]2-3)仿真计算步长影响计算精度,步长越小,计算精度越好,计算量越大；
[0052]2-4)计算量越大，实时性要求越高，对硬件性能的要求和成本越高。
[0053]而现场便携式测试系统考虑到体积和成本，其硬件计算能力和性能会有所限制，这就会产生矛盾。
[0054]三、本发明的仿真测试系统及仿真测试方法
[0055]3-1)变电站测试系统具有以下三个特性:
[0056]3-1-1)变电站仿真算法中，当仿真测试系统的结构稳定时，其导纳矩阵固定，只要确定好其初始值数据，由当前数据计算出下一步数据的计算量并不是很大。
[0057]设Yn向量为Tn时刻的变量向量，Yn^1向量为Tlri时刻的变量向量。
[0058]仿真计算最终会生成代数方程:Yn = f ? Ylri
[0059]其中，f为导纳矩阵，
[0060]而当仿真测试系统的结构稳定时，导纳矩阵f固定，由Ylri推算出Yn的计算量并不大，计算耗时一般远远小于仿真步长AT。实际上如果仅仅是仿真稳定状态下的变电站，对硬件的要求并不高。[0061]3-1-2)当仿真测试系统结构变化时，例如被模拟的变电站故障发生或被测试装置断路器动作，导纳矩阵的计算量很大，这是仿真计算中耗时最多的，如果硬件性能差，就会出现计算时间大于仿真步长AT，影响系统的实时性。
[0062]仿真测试系统结构变化，就是导纳矩阵f发生变化，假设发生变化的时刻为Tn，变化后的导纳矩阵为f\，
[0063]则代数方程由Yn = f ? Ylri变成了 Yn = ? Ylri
[0064]必须先推出导纳矩阵为的公式，这里包含了矩阵求逆等很多非常耗时计算工作；求出后，再利用Yn = ? Yn^1计算出Yn。
[0065]3-1-3)变电站仿真测试中结构变化的可预测性
[0066]变电站仿真测试中仿真测试系统结构变化主要有两点:
[0067]故障的发生:
[0068]由于是仿真测试，因此其发生的故障类型、具体时间、性质等是用户提前设置的，它对系统结构的影响可以在测试前由程序提前计算出其导纳矩阵f\，
[0069]断路器的动作:
[0070]断路器的动作则和被测的保护装置动作特性有关，具有不确定性，但断路器的动作却有一定的延时性，即开关的跳闸、合闸是有时间的，一般在IOms左右，最快也不会低于Ims0这表示当仿真系统接受到断路器改变到修改系统结构参数有Ims以上的提前时间。 [0071]通过以上分析，可以得知在变电站仿真中，当仿真测试系统结构发生改变，会有一定的提前量，系统会事先或提前至少Ims得到将要改变具体状态的信号。
[0072]3-2)本发明的变电站继电保护仿真测试系统，包括计算机控制系统、数据通讯系统以及被测试装置，
[0073]其中计算机控制系统主要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，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；
[0074]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，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发送的数据生成合并单元的实时数据流发送至被测试装置；
[0075]被测试装置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(IED)；
[0076]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。
[0077]3-3)本发明的仿真测试系统所采用的仿真计算方法
[0078]在一个稳定的结构中，数学模型代数化并解耦后，其计算量并不大，而且计算时间大体固定，也就是每一步的计算中很多时间是处于空闲状态；但当系统结构改变时，计算量会突然变大，又要求在一个AT时间内完成。这相当于在一个n* AT的时间段中，如果发生系统结构的改变，只要n数目符合要求，整个计算量是能在这n* A T时间内完成的。
[0079]如图1所示，现有的仿真计算方式为仿真系统会定时计算和发送这一时刻的数据。在Ttl到T1的时间段内计算数据Y1,并在T1时刻发送数据Y1，在T1到T2的时间段内计算数据Y2,并在T2时刻发送数据Y2……，在Tlri到Tn的时间段内计算数据Yn，并在Tn时刻发送数据Yn。在一般的数字仿真中也采用这种方式，必须在同一个仿真时步(AT = Tn+1-Tn)中实现全部的计算，如并行处理时也要求每一个进程必须同步，否则会发生计算超时现象，必须终止仿真计算。
[0080]当计算量不大时，计算时间会有很多空余(空余时间定义为Ts)，程序处于空闲等待状态；而当计算量突然变大后，会发生计算时间不够的问题。
[0081]本发明中，将仿真计算和实时输出分开，分别通过计算模块和实时输出模块来实现，计算模块计算数据并为数据打上时标，然后再发送至实时输出模块，实时输出模块根据时标时刻，定时输出相应的数据。
[0082]如图2和图3所示，采用本发明的仿真测试方法主要包括以下步骤:[0083]I)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，确定系统的初始导纳矩阵；任何仿真计算必须要有初始的约束条件，一般电力系统方程为Y = AX，向量Y和X是电流电压变量，是要计算的变量，而矩阵A则是有电力系统中的阻抗等计算出来的常量，称导纳矩阵。导纳矩阵无固定形式，它是一个常量，其数据和该电力系统的阻抗定值有关，当系统固定时，导纳矩阵也固定，只有当系统改变时，例如短路、断路器动作等，阻抗发生改变，导纳矩阵需要重新计算。
[0084]2)计算机控制系统的计算模块依据Yi = ? Yi^1计算5组数据
[0085]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，&为系统初始导纳矩阵，Ytl为电流电压初始值，Yi (i = 1，2，3……)为计算的电流电压的测试数据；
[0086]3)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；被测试装置根据合并单元状态数据反应其特性；
[0087]4)如果输出数据正常，则当5组数据都输出后，以最后一组数据作为初始值，依据Yi = f-Yi^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5)，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6);
[0088]5)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4)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；
[0089]6)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；
[0090]7)假设断路器的跳合信号动作在!^!^后发生，用户设置的仿真测试系统的步长为A Tms,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 = Ii1/ A T ；
[0091]8)计算机控制系统的计算模块继续根据Yi = ? Yi^1进行计算,直至计算出Ylri,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Ytl到Ylri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；[0092]9)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；
[0093]10)当n组数据都输出后，以步骤8)计算的Ylri作为初始值，以步骤9)计算的新的导纳矩阵作为当前导纳矩阵，依据Yi = ? Yg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Yn，Yn+1, Yn+2, Yn+3, Yn+4，同时在每组数据后面加上时标，Tn, Tn+1, Tn+2, Tn+3, Tn+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；
[0094]11)转入步骤5),循环计算。
[0095]下面通过一个具体的实施例来进行说明，
[0096]例如仿真测试系统接收的数据通讯系统收到被测试装置断路器保护A相跳闸GOOSE信息，解析后，发送给计算机控制系统中的计算模块，断路器动作时间为10ms，SPIi1=IO,仿真步长为IOOii S，即n2=0.1，则系统会在100个步长后跳A相(10/0.1=100)；
[0097]计算模块会先计算Y1, Y2……Y99, 99组数据，同时打上时标，T1, T2……T99,并依次送给实时输出模块，假设计算I组数据所用的时间为Tk，则总共耗时为99个Tk ;
[0098]实时输出模块按照时标标志的先后顺序实时输出测试数据至被测试装置，同时计算模块计算新的导纳矩阵，耗时Tf ；
[0099]f,计算完成后，将Y99作为初始值，新的导纳矩阵作为当前导纳矩阵，根据代数方程Yi = ? Yp1，计算新的5组数据，并在Tltltl时刻输出Yltltl至被测试装置，计算Yltltl所用的时间为Tk。
[0100]按照现有的仿真计算方式，在Ttl到T99时刻的计算没有问题，但到Tltltl时刻时必须在一个仿真步长AT，即本实施`例中的IOOy s中，计算出新的导纳矩阵和数据Y.，即要求
[0101]Tf+Tk〈 AT，也就是 Tf〈(AT-Tk)
[0102]这显然是对硬件性能的极大考验，在便携式系统中往往是实现不了的。
[0103]而采用本发明的仿真计算方式后，计算量相同，但由于提前计算测试数据，则可用的计算时间大大增加了，系统的要求变为，Tf+nTk〈n A T
[0104]也就是Tf<n ( A T-Tk)
[0105]本实施例中，n为100，
[0106]两相比较，从理论上本发明的仿真计算方法对仿真测试系统结构发生突变时的可利用时间提高了 100倍，也就是对硬件的要求大大降低。
[0107]通过录波分析，也可以得到，采用现有的仿真计算方式仿真步长为IOy s时，在故障变化时刻或保护动作时就会发生丢数据(丢点)现象；而采用本发明的仿真计算方式则要到步长设置为2 i! S时才会出现同样的现象，说明本发明的仿真计算方式明显优于现有的计算方式。
【权利要求】
1.一种变电站继电保护仿真测试系统，其特征在于，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.采用权利要求1所述的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)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； 2)计算机控制系统的计算模块依据Yi= & ? Yi^1计算5组数据: Y。，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，Yi (i = 1，2，3……)为计算模块计算的电流电压的瞬时数据； 3)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； 4)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Yi=f ? Yi^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5)，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6); 5)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4)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； 6)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； 7)假设断路器的跳合信号动作在!^!^后发生，用户设置的仿真测试系统的步长为A Tms,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 = Ii1/ A T ； 8)计算机控制系统的计算模块继续根据Yi= & ? Yi^1进行计算，直至计算出Yn+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Ytl到Ylri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； 9)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； 10)当n组数据都输出后，以步骤8)计算的Ylri作为初始值，以步骤9)计算的新的导纳矩阵作为当前导纳矩阵，依据Yi = ? Yi^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Yn，Yn+1, Yn+2, Yn+3, Yn+4，同时在每组数据后面加上时标，Tn, Tn+1, Tn+2, Tn+3, Tn+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； 11)转入步骤5)，循环计`算。
【文档编号】G05B17/02GK103605293SQ201310635032
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】张振军, 盛立健, 孙军, 童骏 申请人:南京南瑞集团公司, 国网电力科学研究院