500kV變電站仿真調試系統(tǒng)開發(fā)與應用現狀

摘 要：由于電力系統(tǒng)的特殊性，對現場的運行人員和管理人員提出很高的要求，而變電站仿真系統(tǒng)的實現，不僅降低了工作的難度，而且提高了工作效率。因此，對500kV變電站仿真調試系統(tǒng)開發(fā)與應用現狀的探討有其必要性。主要針對500kV變電站仿真調試系統(tǒng)開發(fā)與應用現狀進行了簡單分析與探討。

關鍵詞：500kV變電站；仿真調試系統(tǒng)；開發(fā)應用現狀

1 500kV變電站仿真調試系統(tǒng)開發(fā)

1.1 數學模型的構建

需要對同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)進行系統(tǒng)建模，同時，要給出各個參數以及各個變量之間的關系，通過這個模型的建立，在MATLAB的基礎上，進行建模，一般而言，可以是自底向上來搭建模型，也可以是自頂向下來搭建模型。根據模型，結合不同的參數，不同的輸入來進行調試，在具體的實施過程中，先分析一個簡單的系統(tǒng)，得到模型，來實現搭建模型和進行調試，在這里ADS為例進行說明，或者是IAR EWARM以及RealView的MDK都可以，IAR里可以設置Options選項的Debugger的Simulator中的Driver為Simulator軟件仿真模式，然后一步一步跟蹤代碼，在以上相關軟件編譯通過后，生成的bin文件，可以載入Protues電路仿真軟件中使用，Protues中可以選擇你編程使用的Arm芯片型號，然后設置arm的屬性，選擇bin文件載入后，在這個虛擬的arm上編制相關程序，與此同時，還可以添加上相關的外圍電路。

1.2 模型操作臺

相關人員在運行程序時，需高壓軟開關充電電源硬件，設計自動調試機控制系統(tǒng)，通過設計的PLC控制電磁閥，增強系統(tǒng)的耐久性。同時，在進行系統(tǒng)設計時，要結合永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)的仿真研究，運用PLC在熱交換控制系統(tǒng)設計中的應用，增強其PLC控制設計的科學性。

另外，要優(yōu)化系統(tǒng)硬件設計，利用550KV變電站中的 GIS中隔離開關，實時操作產生的過電壓，并計算滯網絡化控制系統(tǒng)的相關參數，控制系統(tǒng)中中的多路壓力值，并且利用采集系統(tǒng)，收集直流電機雙閉環(huán)系統(tǒng)運行中的相關數據，實現無損檢測，在此基礎上，還要利用磁路優(yōu)化設計，實現系統(tǒng)調試的逆變電源設計。

第三，利用基于MATLAB的數字濾波器，強化仿真系統(tǒng)的功能設計，結合PLC的應用，更好地優(yōu)化程序設計、變壓器設計，實現系統(tǒng)的自動控制。

1.3 主程序運行

在主程序運行時，主要是通過數碼管從0到f循環(huán)顯示，外部中斷1程序是使P1.0的LED亮，P3.2用線接地后P1.0的燈亮，但是數碼管還是在繼續(xù)循環(huán)，只是比沒中斷前數字的變化時間長，拔掉線，P1.0熄滅，具體的程序運行如下：

#includevoid delay（unsigned int）.

#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar num.

sbit d1=P1^0.uchar code

table[]={0xc0，0xf9，0xa4，0xb0，0x99，0x92，0x82，0xf8，0x80，0x90，0x88，0x83，0xc6，0xa1，0x84，0x8e，0x7f}.

void main（）{ EA=1. EX0=1. IT0=0. P2=0x0.

//數碼管位選 while（1） { for（num=0.num<16.num++） { d1=1. P0=table[num].

//段選 delay（50000）. } } }void delay（unsigned int x）{ while（x--）. }void exter0（） interrupt 0{ d1=0.

主程序正常運行主要通過多個動態(tài)連接庫，來構成整個仿真系統(tǒng)的核心，通過對相關菜單的調試，來實現所有程序的仿真功能，具體如圖1所示：

2 仿真調試系統(tǒng)應用分析

2.1 工程案例

某一變電站類型是：500kV降壓變電站，電壓等級：500kV/110kV/35kV/10kV；負荷情況：10kV側：Pmax=16MW，Pmin=12MW，cos∮=0.85 Tmax=6000小時；35kV側：Pmax=25MW Pmin=18MW cos∮=0.85 Tmax=6000h；負荷性質：工農業(yè)生產及城鄉(xiāng)生活用電；系統(tǒng)情況：系統(tǒng)500kV母線短路容量Sd=2500MVA；環(huán)境條件：土壤電阻率<250歐/米，最低氣溫-30℃，最高氣溫40℃，年平均氣溫+20℃，雷暴日40日/年。

2.2 仿真調試

首先，數據模塊。按設計圖紙和定額規(guī)定決定具體的調試位置，檢查上面的參數，以此判斷線路和發(fā)電機變壓器是否正常運行，包括一些輔助工作，比如做設備臺帳、巡檢所管轄的設備等。

其次，程序工程文件。在進行傳統(tǒng)變電站的繼電保護裝置現場試驗時，只需要經電纜向繼電保護裝置信號輸入端注入試驗信號，即可檢驗保護裝置技術性能。若在調試過程中，500kv變電站仍采用保護裝置試驗方法，結合智能控制，完整地檢驗整個500kv變電站二次系統(tǒng)的功能，這樣，不僅保護其他的設備，而且可以為500kv變電站運行帶來巨大的效益，全面提升系統(tǒng)運行的可靠性，大大提升系統(tǒng)運效益。

第三，監(jiān)控模塊。通過仿真系統(tǒng)，利用變電站的室外設備，全面監(jiān)視其工作環(huán)境，同時，通過計算機系統(tǒng)，將調出所有的相關設備，仔細檢查設備的缺陷狀況以及各個巡視點的情況。其中，巡視模塊主要是建立在多媒體軟件的基礎上，可以根據現場的實際情況，全面監(jiān)控斷路器、避雷器以及隔離開關和主變器的情況，并且將監(jiān)測的圖片，一一鏈接到主設備圖上，可以完整地記錄下設備的具體運行情況以及具體的操作情況及其所有設備運行的參數，并與主程序進行數據交換。

第四，故障管理模塊。該模塊的建立主要是利用不同的元件，將系統(tǒng)的所有故障數據記錄下來，實現逐條的模擬，并且重新組成數據庫，由管理人員和程序模塊進行進行故障記錄與分析，并對現場的事故進行模擬，一旦系統(tǒng)發(fā)生了故障，那么就會產生相應的保護動作，發(fā)出報警信號，在解決故障后，使得保護系統(tǒng)復歸。

3 結束語

總而言之，500kv變電站仿真調試系統(tǒng)開發(fā)與應用，主要是通過電網數字仿真構建的一次系統(tǒng)，將時域仿真結果以無線形式或RTDS發(fā)送至采集器模擬器，在保持二次系統(tǒng)接線完整性的條件下，采集器模擬器將仿真結果經光纖傳送給合并單元，合并單元同步地將數據進行分配、組織后傳送給繼保裝置、測控裝置、計量裝置和網絡交換機等，繼保裝置將保護的動作命令傳送至500kv操作箱，通過開關模擬器檢測500kv操作箱發(fā)出的開關動作命令，以檢測二次系統(tǒng)功能的正確性。

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