構建rtds的實物控制器仿真實驗標準接口及其電路的方法
【專利摘要】一種構建RTDS的實物控制器仿真實驗標準接口及其電路的方法，該方法將RTDS接口劃分為五個模塊進行信號調理，五個模塊分別為交流電壓調理模塊、小電流信號調理模塊、直流電壓轉直流電流調理模塊、脈沖調理模塊和空節(jié)點信號轉化模塊。所述五個模塊組成接口電路，以解決RTDS常規(guī)接口表輸入輸出范圍之外的信號接口要求。所述接口電路包括由實現(xiàn)5V標準電平轉換的MC14504芯片；5V變220V的變壓器；10V,0.2A的電流互感器；50V,25mA的直流電壓變送器；繼電器模塊組成的電路。本發(fā)明解決了RTDS接口與控制輸入輸出信號不匹配的問題，同時擴展了RTDS的應用范圍。本發(fā)明針對RTDS裝置與控制板的常用信號兼容問題設計接口電路，提升了控制器仿真的通用性。本發(fā)明適用于RTDS的控制器實時仿真領域。
【專利說明】構建RTDS的實物控制器仿真實驗標準接口及其電路的方法
[0001]【技術領域】
本發(fā)明涉及一種構建基于實時數(shù)字仿真系統(tǒng)(Real Time Digital Simulator簡稱RTDS)的接口及其電路的方法，屬于電子信息【技術領域】。
[0002]【背景技術】
隨著電力科學技術的飛速發(fā)展，越來越多的電氣設備通過智能控制器來進行控制，控制器的性能是電氣設備性能的核心，對其各方面參數(shù)進行安全精確的測試是保證設備安全穩(wěn)定高效運行的重要舉措。而電力電網作為密切關系經濟生產和人民生活的重要設施，電氣設備在電網中的測試和投運也必須充分準備，謹慎操作。傳統(tǒng)的電氣設備測試方式之一是用純軟件方法進行理論與算法的仿真計算；二是將裝置直接接入電網進行實際運行測試。前一種方式考核方式過于理想，完全不涉及裝置的硬件部分，無法精確反映設備的性能，僅能起到參考作用。第二種方式無法保障設備和電網的安全，不僅容易出現(xiàn)測試事故，而且很多特殊工況難以現(xiàn)場模擬。
[0003]RTDS裝置具有電網及其各種狀態(tài)的精確模擬能力和多種輸入輸出接口，能夠將裝備一次系統(tǒng)和電網用軟件模擬，通過RTDS接口將軟件系統(tǒng)與裝備控制器連接，利用實際采樣與控制信號進行控制測試，從而實現(xiàn)在實驗室環(huán)境下對電氣設備控制器進行全面精確的實時動態(tài)測試，綜合純軟件仿真和現(xiàn)場測試的各自優(yōu)點，非常適合裝備研發(fā)及其性能校核。然而，由于電氣設備控制器的輸入輸出信號多種多樣，如何構建其與RTDS裝置的接口，實現(xiàn)控制器與RTDS信號的兼容，對保證測試的順利進行及其可信度具有重要意義。
[0004]目前RTDS雖具備多種輸入輸出接口，但其配置主要以滿足繼電保護裝置的測試為主，信號輸入輸出標準較為單一，通用性不夠理想，尤其是交直流電壓和電流信號根據(jù)傳感器所在位置不同，會有不同的大小范圍和精度，可能導致部分控制器的輸入輸出信號與RTDS接口不匹配，影響了 RTDS裝置的應用范圍。
[0005]現(xiàn)有RTDS的硬件配置情況，其輸入輸出接口通常包括:
(1)GTAO口(模擬輸出接口)，最大輸出電壓為±10V，配合相應的電壓和電流功放后，電壓一般可達140V,電流可達60A ；
(2)GTDI口(數(shù)字量輸入接口)，對于不同電壓等級的脈沖信號輸入，需通過調整內部電阻(廠家標準配置為330歐姆和2.2K歐姆)來進行電平兼容，適用于5V及24V電平脈沖輸A ；
(3)GTFPI 口(開關量輸入輸出接口):適用于繼電器等空節(jié)點信號接入。
[0006]下表為RTDS的常規(guī)接口表。
【權利要求】
1.一種構建RTDS的實物控制器仿真實驗標準接口及其電路的方法，其特征在于，所述方法將RTDS接口劃分為五個模塊分別進行信號調理，五個模塊分別為交流電壓調理模塊、小電流信號調理模塊、直流電壓轉直流電流調理模塊、脈沖調理模塊和空節(jié)點信號轉化模塊； 所述交流電壓調理模塊一端通過電壓功放接RTDS交流電壓模擬輸出接口，另一端接控制器220伏采樣接口 ；所述小電流信號調理模塊一端通過電流功放接RTDS交流電流模擬輸出接口，另一端接控制器交流小信號采樣接口 ；所述直流電壓轉直流電流調理模塊一端通過電壓功放接RTDS直流電壓模擬輸出接口，另一端接控制器交流小信號采樣接口 ；所述脈沖調理模塊一端接RTDS數(shù)字量輸入接口，另一端接控制器脈沖信號輸出端；所述空節(jié)點信號轉化模塊一端接RTDS開關量輸入輸出接口，另一端接控制器投切信號輸出端； 所述五個模塊組成接口電路，以解決RTDS常規(guī)接口表輸入輸出范圍之外的信號接口要求。
2.根據(jù)權利要求1所述的構建RTDS的實物控制器仿真實驗標準接口及其電路的方法，其特征在于，所述接口電路包括由實現(xiàn)5V標準電平轉換的MC14504芯片；5V變220V的變壓器；10V，0.2A的電流互感器；50V，25mA的直流電壓變送器；繼電器模塊組成的電路； MC14504芯片的相應端口分別接RTDS數(shù)字量輸入接口的脈沖輸入和控制器的脈沖輸出，電平轉換開關和3.3V、5V、15V標準電平輸入；5V變220V的變壓器通過功放接RTDS交流電壓模擬輸出接口 ；10V，0.2A的電流互感器分別接控制器小電流輸入接口和通過電流功放接RTDS交流電流模擬輸出接口 ；50V，25mA的直流電壓變送器分別接控制器直流小信號輸入接口和通過電壓功放接RTDS直流模擬輸出接口 ；繼電器模塊分別接控制器投切信號輸出和RTDS開關量輸入輸出接口。
【文檔編號】G05B23/02GK103558840SQ201310539868
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月5日 優(yōu)先權日:2013年11月5日
【發(fā)明者】范瑞祥, 鄧才波, 徐在德, 肖紅霞 申請人:國家電網公司, 國網江西省電力科學研究院