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：
本實用新型屬于電氣測量領(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)仿真測試裝置。
背景技術(shù)：
電力需求的不斷增長導(dǎo)致了輸電系統(tǒng)向長距離、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)的多條直流同時換相失敗，而多回直流的換相失敗其恢復(fù)過程又將對交流系統(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)計階段，必須對交直流系統(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)行試驗和仿真，并參照試驗和仿真結(jié)果，對研究或設(shè)計的結(jié)果進(jìn)行驗證，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行評估。中國實用新型專利“一種多饋入直流輸電系統(tǒng)實時數(shù)字仿真模型”(實用新型專利號:ZL201210532559.X授權(quán)公告號:CN102945004A)公開了多饋入直流輸電系統(tǒng)實時數(shù)字仿真模型，其包括多個并聯(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)實時數(shù)字仿真模型和二次系統(tǒng)實時數(shù)字仿真模型；所述一次系統(tǒng)實時數(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)實時數(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)換流站的運行。通過換流站控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)對換流站運行的控制和保護(hù)，避免交流系統(tǒng)故障后易引發(fā)多回直流同時故障和多回直流故障及其恢復(fù)過程對交流系統(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)運行狀態(tài)。`

實用新型內(nèi)容本實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)計提供驗證平臺的技術(shù)問題。本實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，第一至第三定時器和第一或門；直流電壓信號端依次通過算術(shù)運算元件和第一斯密特觸發(fā)器，連接到第一與門的一個輸入端；第一與門的另一個輸入端，連接到整流狀態(tài)信號端；第一與門的輸出端，通過第一定時器連接到第二與門的一個輸入端；第二與門的另一個輸入端，連接到本極運行狀態(tài)信號端；第二與門的輸出端，通過第二定時器連接到第一或門的一個輸入端；電流觸發(fā)角判斷模塊連接到第一或門的另一個輸入端；第一或門的輸出端，通過第三定時器，連接到所述直流低壓保護(hù)仿真裝置的直流低壓保護(hù)信號端。本實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器；觸發(fā)角指令信號端依次通 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輸入端；第三與門的另一個輸入端連接到本極運行狀態(tài)信號端；第三與門的輸出端，連接到第四與門的一個輸入端；中性線電流信號端第三斯密特觸發(fā)器，連接到第五與門的一個輸入端；第五與門的另一個輸入端，連接到整流狀態(tài)信號端；第五與門的輸出端，連接到第四與門的另一個輸入端；第四與門的輸出端，通過第四定時器連接到第一或門的另一個輸入端。本實用新型的有益效果是:1.本實用新型的直流低壓保護(hù)仿真裝置可真實地模擬、反映直流控制保護(hù)裝置的直流低壓保護(hù)運行狀態(tài)，為直流控制保護(hù)裝置的研究或設(shè)計提供相應(yīng)的仿真結(jié)果；2.本實用新型的直流低壓保護(hù)仿真裝置具有跨平臺仿真測試的優(yōu)點，既可以在真實環(huán)境以實際元件實現(xiàn)，又可以在虛擬環(huán)境中以計算機(jī)軟件來實現(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: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-運行控制工作站。3010-電流觸發(fā)角判斷模塊，3011-算術(shù)運算元件，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-第一至第四定時器，3051-第一或門，3061-慣性元件，UD_PU-直流電壓信號端，IDNC_PU-中性線電流信號端，ALPHA_0RD-觸發(fā)角指令信號端，OPN-本極運行狀態(tài)信號端，RECT-整流狀態(tài)信號端，UVP_BL0CK-直流低壓保護(hù)信號端。
具體實施方式
為了能更好地理解本實用新型的上述技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和實施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。[0018]圖2展示了本實用新型的直流低壓保護(hù)仿真裝置的一個實施例，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，第一至第三定時器3041 3043和第一或門3051 ；直流電壓信號端UD_PU依次通過算術(shù)運算元件3011和第一斯密特觸發(fā)器3021，連接到第一與門3031的一個輸入端；第一與門3031的另一個輸入端，連接到整流狀態(tài)信號端RECT ;第一與門 3031的輸出端，通過第一定時器3041連接到第二與門3032的一個輸入端；第二與門3032的另一個輸入端，連接到本極運行狀態(tài)信號端OPN ；第二與門3032的輸出端，通過第二定時器3042連接到第一或門3051的一個輸入端；電流觸發(fā)角判斷模塊3010連接到第一或門3051的另一個輸入端；第一或門3051的輸出端，通過第三定時器3043，連接到本實用新型直流低壓保護(hù)仿真裝置的直流低壓保護(hù)信號端 UVP_BL0CK。本實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和第四定時器3044 ;觸發(fā)角指令信號端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的一個輸入端；第三與門3033的另一個輸入端連接到本極運行狀態(tài)信號端OPN ;第三與門3033的輸出端，連接到第四與門3034的一個輸入端；中性線電流信號端IDNC_PU第三斯密特觸發(fā)器3023，連接到第五與門3035的一個輸入端；第五與門3035的另一個輸入端,連接到整流狀態(tài)信號端RECT ;第五與門3035的輸出端，連接到第四與門3034的另一個輸入端；第四與門3034的輸出端，通過第四定時器3044連接到第一或門3051的另一個輸入端。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)識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型的技術(shù)方案，而并非用作為對本實用新型的限定，任何基于本實用新型的實質(zhì)精神對以上所述實施例所作的變化、變型，都將落在本實用新型的權(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，第一至第三定時器和第一或門； 直流電壓信號端依次通過算術(shù)運算元件和第一斯密特觸發(fā)器，連接到第一與門的一個輸入端；第一與門的另一個輸入端，連接到整流狀態(tài)信號端；第一與門的輸出端，通過第一定時器連接到第二與門的一個輸入端；第二與門的另一個輸入端，連接到本極運行狀態(tài)信號端; 第二與門的輸出端，通過第二定時器連接到第一或門的一個輸入端；電流觸發(fā)角判斷模塊連接到第一或門的另一個輸入端；第一或門的輸出端，通過第三定時器，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器；觸發(fā)角指令信號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輸入端；第三與門的另一個 輸入端連接到本極運行狀態(tài)信號端；第三與門的輸出端，連接到第四與門的一個輸入端；中性線電流信號端第三斯密特觸發(fā)器，連接到第五與門的一個輸入端；第五與門的另一個輸入端，連接到整流狀態(tài)信號端；第五與門的輸出端，連接到第四與門的另一個輸入端；第四與門的輸出端，通過第四定時器連接到第一或門的另一個輸入端。
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)仿真測試裝置，直流電壓信號端依次通過算術(shù)運算元件和第一斯密特觸發(fā)器，連接到第一與門；第一與門的另一個輸入端連接到整流狀態(tài)信號端；第一與門的輸出端通過第一定時器連接到第二與門；第二與門的另一個輸入端連接到本極運行狀態(tài)信號端；第二與門的輸出端通過第二定時器連接到第一或門；第一或門的輸出端，通過第三定時器，連接到所述直流低壓保護(hù)仿真裝置的直流低壓保護(hù)信號端。該裝置可真實地模擬、反映直流控制保護(hù)裝置的運行狀態(tài)，為直流控制保護(hù)裝置的研究或設(shè)計提供相應(yīng)的仿真結(jié)果。
文檔編號G01R31/00GK203133210SQ20132015517
公開日2013年8月14日 申請日期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 申請人:國家電網(wǎng)公司, 上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司