專利名稱：一種直流低壓保護(hù)仿真裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電氣測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種用于高壓直流輸電設(shè)備的直流控制保護(hù)系統(tǒng)仿真研究的直流低壓保護(hù)仿真測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
電力需求的不斷增長(zhǎng)導(dǎo)致了輸電系統(tǒng)向長(zhǎng)距離、大容量和高穩(wěn)定性的方向發(fā)展。隨著各電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)的特高壓交流輸電工程和高壓直流輸電工程的建設(shè)項(xiàng)目不斷增加，用電量集中區(qū)域的電網(wǎng)呈現(xiàn)出明顯的多直流饋入的特高壓交直流混聯(lián)受端電網(wǎng)特征，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)緊密，多條交直流線路之間電氣距離更加緊密，特高壓和超高壓交流系統(tǒng)故障后，易引發(fā)包含高壓直流在內(nèi)的多條直流同時(shí)換相失敗，而多回直流的換相失敗其恢復(fù)過程又將對(duì)交流系統(tǒng)產(chǎn)生較大沖擊，如果各直流系統(tǒng)的恢復(fù)策略配合不當(dāng)，則還有可能導(dǎo)致多條直流同時(shí)發(fā)生連續(xù)的換相失敗，甚至引發(fā)直流閉鎖。多回直流同時(shí)發(fā)生雙極閉鎖，大量潮流大范圍轉(zhuǎn)移或?qū)⒁l(fā)系統(tǒng)穩(wěn)定問題。這種交直流系統(tǒng)間的交互作用給特高壓交直流混聯(lián)受端電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來巨大挑戰(zhàn)。因此，在高壓直流輸電工程的研究或設(shè)計(jì)階段，必須對(duì)交直流系統(tǒng)間的交互作用給特高壓交直流混聯(lián)受端電網(wǎng)的穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn)和仿真，并參照試驗(yàn)和仿真結(jié)果，對(duì)研究或設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估。中國實(shí)用新型專利“一種多饋入直流輸電系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真模型”(實(shí)用新型專利號(hào):ZL201210532559.X授權(quán)公告號(hào):CN102945004A)公開了多饋入直流輸電系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真模型，其包括多個(gè)并聯(lián)的等值超高壓直流輸電系統(tǒng)，所述超高壓直流輸電系統(tǒng)包括一次系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真模型和二次系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真模型；所述一次系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真模型包括換流站和直流輸電線路，所述換流站設(shè)置在直流輸電線路的兩端；所述二次系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真模型包括換流站控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)，所述換流站控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)與換流站連接，用于控制和保護(hù)換流站的運(yùn)行。通過換流站控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)對(duì)換流站運(yùn)行的控制和保護(hù)，避免交流系統(tǒng)故障后易引發(fā)多回直流同時(shí)故障和多回直流故障及其恢復(fù)過程對(duì)交流系統(tǒng)產(chǎn)生的沖擊。但是，該仿真模型沒有涉及直流低壓保護(hù)的仿真，無法真實(shí)地模擬高壓直流輸電直流控制保護(hù)系統(tǒng)的直流低壓保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)。`

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供一種直流低壓保護(hù)仿真裝置，其可真實(shí)地模擬反映高壓直流輸電直流控制保護(hù)系統(tǒng)的直流低壓保護(hù)狀態(tài)，為直流控制保護(hù)裝置的直流低壓保護(hù)研究或設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的仿真結(jié)果，解決為直流控制保護(hù)裝置的直流低壓保護(hù)研究或設(shè)計(jì)提供驗(yàn)證平臺(tái)的技術(shù)問題。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種直流低壓保護(hù)仿真裝置，連接在直流控制保護(hù)系統(tǒng)的直流系統(tǒng)保護(hù)單元中，用于高壓直流輸電設(shè)備的直流控制保護(hù)系統(tǒng)的仿真，其特征在于:[0007]所述的直流低壓保護(hù)仿真裝置包括電流觸發(fā)角判斷模塊，算術(shù)運(yùn)算元件，第一斯密特觸發(fā)器，第一與門，第二與門，第一至第三定時(shí)器和第一或門；直流電壓信號(hào)端依次通過算術(shù)運(yùn)算元件和第一斯密特觸發(fā)器，連接到第一與門的一個(gè)輸入端；第一與門的另一個(gè)輸入端，連接到整流狀態(tài)信號(hào)端；第一與門的輸出端，通過第一定時(shí)器連接到第二與門的一個(gè)輸入端；第二與門的另一個(gè)輸入端，連接到本極運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)端；第二與門的輸出端，通過第二定時(shí)器連接到第一或門的一個(gè)輸入端；電流觸發(fā)角判斷模塊連接到第一或門的另一個(gè)輸入端；第一或門的輸出端，通過第三定時(shí)器，連接到所述直流低壓保護(hù)仿真裝置的直流低壓保護(hù)信號(hào)端。本實(shí)用新型的直流低壓保護(hù)仿真裝置的一種較佳的技術(shù)方案，其特征在于電流觸發(fā)角判斷模塊包括慣性元件，第二斯密特觸發(fā)器，第三斯密特觸發(fā)器，第三至第五與門和第四定時(shí)器；觸發(fā)角指令信號(hào)端依次通 過慣性元件和第二斯密特觸發(fā)器，連接到第三與門的一個(gè)輸入端；第三與門的另一個(gè)輸入端連接到本極運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)端；第三與門的輸出端，連接到第四與門的一個(gè)輸入端；中性線電流信號(hào)端第三斯密特觸發(fā)器，連接到第五與門的一個(gè)輸入端；第五與門的另一個(gè)輸入端，連接到整流狀態(tài)信號(hào)端；第五與門的輸出端，連接到第四與門的另一個(gè)輸入端；第四與門的輸出端，通過第四定時(shí)器連接到第一或門的另一個(gè)輸入端。本實(shí)用新型的有益效果是:1.本實(shí)用新型的直流低壓保護(hù)仿真裝置可真實(shí)地模擬、反映直流控制保護(hù)裝置的直流低壓保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)，為直流控制保護(hù)裝置的研究或設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的仿真結(jié)果；2.本實(shí)用新型的直流低壓保護(hù)仿真裝置具有跨平臺(tái)仿真測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)，既可以在真實(shí)環(huán)境以實(shí)際元件實(shí)現(xiàn)，又可以在虛擬環(huán)境中以計(jì)算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)；

圖1是用于直流控制保護(hù)系統(tǒng)的仿真裝置的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型的直流低壓保護(hù)仿真裝置的電路原理圖。以上圖中各部件的標(biāo)號(hào):100-高壓直流輸電設(shè)備，110-交流濾波器投切裝置，120-換流變壓器，130-晶閘管換流器，200-控制單元，210-角度、電流電壓基準(zhǔn)值計(jì)算裝置，220-換流器觸發(fā)角控制裝置，230-觸發(fā)脈沖產(chǎn)生裝置，240-換流變分接頭控制裝置，250-極功率控制裝置，260-過負(fù)荷控制裝置，270-無功功率控制裝置，300-直流系統(tǒng)保護(hù)單元，900-運(yùn)行控制工作站。3010-電流觸發(fā)角判斷模塊，3011-算術(shù)運(yùn)算元件，3021 3023-第一至第三斯密特觸發(fā)器，3031 3035-第一至第五與門，3041 3044-第一至第四定時(shí)器，3051-第一或門，3061-慣性元件，UD_PU-直流電壓信號(hào)端，IDNC_PU-中性線電流信號(hào)端，ALPHA_0RD-觸發(fā)角指令信號(hào)端，OPN-本極運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)端，RECT-整流狀態(tài)信號(hào)端，UVP_BL0CK-直流低壓保護(hù)信號(hào)端。
具體實(shí)施方式
為了能更好地理解本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。[0018]圖2展示了本實(shí)用新型的直流低壓保護(hù)仿真裝置的一個(gè)實(shí)施例，連接在直流控制保護(hù)系統(tǒng)的直流系統(tǒng)保護(hù)單元300中，用于高壓直流輸電設(shè)備的直流控制保護(hù)系統(tǒng)的仿真。本實(shí)用新型的直流低壓保護(hù)仿真裝置是直流控制保護(hù)系統(tǒng)的直流系統(tǒng)保護(hù)單元300的基本功能單元之一。高壓直流輸電設(shè)備的直流控制保護(hù)系統(tǒng)的仿真裝置如圖1所示。如圖2所示，本實(shí)用新型的直流低壓保護(hù)仿真裝置包括電流觸發(fā)角判斷模塊3010，算術(shù)運(yùn)算元件3011，第一斯密特觸發(fā)器3021，第一與門3031，第二與門3032，第一至第三定時(shí)器3041 3043和第一或門3051 ；直流電壓信號(hào)端UD_PU依次通過算術(shù)運(yùn)算元件3011和第一斯密特觸發(fā)器3021，連接到第一與門3031的一個(gè)輸入端；第一與門3031的另一個(gè)輸入端，連接到整流狀態(tài)信號(hào)端RECT ;第一與門 3031的輸出端，通過第一定時(shí)器3041連接到第二與門3032的一個(gè)輸入端；第二與門3032的另一個(gè)輸入端，連接到本極運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)端OPN ；第二與門3032的輸出端，通過第二定時(shí)器3042連接到第一或門3051的一個(gè)輸入端；電流觸發(fā)角判斷模塊3010連接到第一或門3051的另一個(gè)輸入端；第一或門3051的輸出端，通過第三定時(shí)器3043，連接到本實(shí)用新型直流低壓保護(hù)仿真裝置的直流低壓保護(hù)信號(hào)端 UVP_BL0CK。本實(shí)用新型的直流低壓保護(hù)仿真裝置的電流觸發(fā)角判斷模塊3010表示在圖2的虛線框中，包括慣性元件3061，第二斯密特觸發(fā)器3022，第三斯密特觸發(fā)器3023，第三至第五與門3033 3035和第四定時(shí)器3044 ;觸發(fā)角指令信號(hào)端ALPHA_0RD依次通過慣性元件3061和第二斯密特觸發(fā)器3022，連接到第三與門3033的一個(gè)輸入端；第三與門3033的另一個(gè)輸入端連接到本極運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)端OPN ;第三與門3033的輸出端，連接到第四與門3034的一個(gè)輸入端；中性線電流信號(hào)端IDNC_PU第三斯密特觸發(fā)器3023，連接到第五與門3035的一個(gè)輸入端；第五與門3035的另一個(gè)輸入端,連接到整流狀態(tài)信號(hào)端RECT ;第五與門3035的輸出端，連接到第四與門3034的另一個(gè)輸入端；第四與門3034的輸出端，通過第四定時(shí)器3044連接到第一或門3051的另一個(gè)輸入端。直流低壓保護(hù)的判據(jù):UDL < 0.5pu，4s閉鎖換流器，或者整流側(cè)觸發(fā)角ALPHA > 60°，且中性線電流IDNC > 0.5pu，500ms閉鎖換流器。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，任何基于本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神對(duì)以上所述實(shí)施例所作的變化、變型，都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種直流低壓保護(hù)仿真裝置，連接在直流控制保護(hù)系統(tǒng)的直流系統(tǒng)保護(hù)單元中，用于高壓直流輸電設(shè)備的直流控制保護(hù)系統(tǒng)的仿真，其特征在于: 所述的直流低壓保護(hù)仿真裝置包括電流觸發(fā)角判斷模塊，算術(shù)運(yùn)算元件，第一斯密特觸發(fā)器，第一與門，第二與門，第一至第三定時(shí)器和第一或門； 直流電壓信號(hào)端依次通過算術(shù)運(yùn)算元件和第一斯密特觸發(fā)器，連接到第一與門的一個(gè)輸入端；第一與門的另一個(gè)輸入端，連接到整流狀態(tài)信號(hào)端；第一與門的輸出端，通過第一定時(shí)器連接到第二與門的一個(gè)輸入端；第二與門的另一個(gè)輸入端，連接到本極運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)端; 第二與門的輸出端，通過第二定時(shí)器連接到第一或門的一個(gè)輸入端；電流觸發(fā)角判斷模塊連接到第一或門的另一個(gè)輸入端；第一或門的輸出端，通過第三定時(shí)器，連接到所述直流低壓保護(hù)仿真裝置的直流低壓保護(hù)信號(hào)端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流低壓保護(hù)仿真裝置，其特征在于電流觸發(fā)角判斷模塊包括慣性元件，第二斯密特觸發(fā)器，第三斯密特觸發(fā)器，第三至第五與門和第四定時(shí)器；觸發(fā)角指令信號(hào)端依次通過慣性元件和第二斯密特觸發(fā)器，連接到第三與門的一個(gè)輸入端；第三與門的另一個(gè) 輸入端連接到本極運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)端；第三與門的輸出端，連接到第四與門的一個(gè)輸入端；中性線電流信號(hào)端第三斯密特觸發(fā)器，連接到第五與門的一個(gè)輸入端；第五與門的另一個(gè)輸入端，連接到整流狀態(tài)信號(hào)端；第五與門的輸出端，連接到第四與門的另一個(gè)輸入端；第四與門的輸出端，通過第四定時(shí)器連接到第一或門的另一個(gè)輸入端。
專利摘要一種直流低壓保護(hù)仿真裝置，屬于電氣測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種用于高壓直流輸電設(shè)備的直流控制保護(hù)系統(tǒng)仿真研究的直流低壓保護(hù)仿真測(cè)試裝置，直流電壓信號(hào)端依次通過算術(shù)運(yùn)算元件和第一斯密特觸發(fā)器，連接到第一與門；第一與門的另一個(gè)輸入端連接到整流狀態(tài)信號(hào)端；第一與門的輸出端通過第一定時(shí)器連接到第二與門；第二與門的另一個(gè)輸入端連接到本極運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)端；第二與門的輸出端通過第二定時(shí)器連接到第一或門；第一或門的輸出端，通過第三定時(shí)器，連接到所述直流低壓保護(hù)仿真裝置的直流低壓保護(hù)信號(hào)端。該裝置可真實(shí)地模擬、反映直流控制保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)，為直流控制保護(hù)裝置的研究或設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的仿真結(jié)果。
文檔編號(hào)G01R31/00GK203133210SQ20132015517
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者崔勇, 郭強(qiáng) 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 上海市電力公司, 華東電力試驗(yàn)研究院有限公司