【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统安全稳定控制技术，尤其涉及一种基于v流程的稳控系统数字化建模和验证装置及方法。
技术介绍
1、电网安全稳定控制系统即稳控系统作为保障电网安全稳定运行的第二道防线，在电力系统中发挥着不可替代的重要作用。随着新型电力系统建设的推进，电力系统安全稳定特性发生了深刻变化，稳控系统出现了控制策略复杂、控制对象增多、控制范围增大、耦合性增强的趋势，加大了稳控系统运行控制难度。近年来，由于装置本身缺陷、二次回路缺陷等因素，稳控装置多次出现拒动、误动或动作不正确的情况，暴露出了稳控装置在规划设计、研发制造、验收调试、运行管理等环节的诸多问题。
2、目前在实验室环境下，采用“电网仿真+稳控实物”的数字化仿真验证的手段，开展实验室工程验证。由于实验室资源有限，难以复制与现场规模等量的1:1稳控系统，因此，现有基于稳控装置实物的数字化仿真验证在试验验证真实性(包括试验规模、精度)、试验场景完备性、试验验证灵活性方面，与新型电力系统条件下大规模、强耦合的复杂稳控系统的试验验证要求存在相当大的差距。利用稳控装置的数学模型代替稳控装置实物开展稳控系统试验验证，要保证稳控系统试验验证的准确性，需要建立保留稳控装置全要素和稳控系统全过程主要运行特性的稳控系统数字化模型。目前，稳控系统数字化模型多采用控制策略模型，其适用范围局限于稳控策略校核以及稳控功能验证、方案设计离线研究场合，无法满足稳控系统可靠性试验验证的需求。因此，有必要研究稳控系统数字化建模和验证方法，构建保真性、实时性、可交互的稳控系统数字化建模和验证装置，开展稳控
3、v流程是一种软件开发流程，因其整个开发过程构造成一个v字形，其最重要的特征就是将计算机支持工具贯穿于设计测试的全过程，广泛应用于汽车变速器、动力传动系统、驱动防滑控制系统等程序开发过程中。在v流程中，开发过程被划分为多个阶段，每个阶段都有明确的目标和任务。在整个开发过程中，使用计算机支持工具进行辅助，大大提高了开发效率和准确性。同时，这种流程也强调在每个阶段都进行严格的测试和验证，确保每个阶段的工作都符合预期的要求，从而确保最终产品的质量和可靠性。借鉴v流程的理念，将稳控系统数字化建模工作划分为不同阶段，并在每个阶段都进行有效的测试和验证，提高模型的准确性和可靠性，减少模型优化迭代次数，加快模型的开发速度，降低开发风险和成本，为稳控系统数字化建模和验证方法及装置提供了新的思路。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术提出一种基于v流程的稳控系统数字化建模和验证装置及方法，通过快速构建具有保真性、实时性、可交互等特点的稳控系统数字化建模和验证装置，支撑工程中稳控系统可靠性试验验证需求。
2、技术方案：本专利技术基于v流程的稳控系统数字化建模和验证装置包括：
3、稳控功能单元模块，用于模拟现场稳控系统中各稳控装置内部元件功能，包括i/o单元模块、主控单元模块和通信单元模块；
4、稳控装置模型，用于模拟现场稳控系统中各稳控装置功能，参照现场稳控装置配置，选择稳控功能单元模块，集成为稳控装置模型；
5、稳控系统模型，用于模拟现场稳控系统功能，参照现场稳控系统配置，构建物理层面的稳控系统拓扑平面模型和信息层面的稳控系统控制平面模型，集成为稳控系统模型。
6、其中，i/o单元模块进行数据采集、数据计算、故障判断，采集一次电网模型中线路、机组、主变元件的电压、电流信号以及断路器的位置信号，并计算出对应的电压、电流有效值以及有功功率，结合相关压板、定值和标准化的投停判据、启动判据、跳闸判据确定投停、启动、跳闸信息，并将测量、计算和判断结果传输至主控单元模块。
7、主控单元模块控制决策，基于i/o单元模块结果以及相关的压板和定值信息确定故障类型、运行方式、潮流水平，检索稳控策略表，匹配控制策略，确定控制措施及控制量，如切机、切负荷、直流功率调制。
8、通信单元模块负责与其它稳控装置模型的通信，将主控单元模块的控制命令传输至其它稳控装置模型，以进行远方控制。
9、物理层面的稳控系统拓扑平面模型包括多层、多站和多套稳控装置模型及其联系所述装置的通信通道，包括但不限于稳控主站、稳控子站、切机执行站、直流执行站、切负荷执行站以及新能源执行站，也包括稳控系统与外部系统，如直流控保、稳控管理系统的交互接口。
10、信息层面的稳控系统控制平面模型是指稳控系统内部与外部的信息交互以及控制路径，包括但不限于稳控系统与外部系统，如直流控保、稳控管理系统的信息交互、稳控主站与稳控子站之间的信息交互、稳控子站之间的信息交互、稳控子站与稳控执行站之间的信息交互，以及稳控系统从信息采集计算到控制措施执行过程中控制流经过的路径。
11、本专利技术基于v流程的稳控系统数字化建模和验证方法，按照建模需求、要素分析、稳控装置模型设计、稳控系统模型设计、稳控功能单元模块、稳控装置模型集成及验证、稳控系统模型集成及验证、一二次联合模型验证的步骤开展稳控系统数字化建模和验证，包括以下步骤：
12、(1)基于现场稳控系统，结合稳控系统工程验证需求，明确待模拟稳控系统的边界，确定待模拟稳控系统范围；
13、(2)确定稳控装置建模要素包括信号采集、数据处理、装置判据和定值整定，稳控系统建模要素包括系统配置、控制策略、运行模式、内部通信通道和外部系统交互接口；
14、(3)参照现场稳控系统中各稳控装置配置，结合稳控装置建模要素，设计对应的稳控装置模型，明确各稳控功能单元模块输入、输出及交互信息，确定各稳控装置模型的相关参数，包括功率、电压、电流和时间不同类型的定值以及压板信息；
15、(4)参照现场稳控系统配置，结合稳控系统建模要素，设计对应的稳控系统模型，明确稳控装置模型之间的拓扑连接和交互信息；
16、(5)基于组态化建模工具平台，通过功能逻辑或装置源代码构建稳控功能单元模块，并直接设定输入信息，观察模块输出信息是否与预想一致，以验证稳控功能单元模块功能逻辑的正确性；
17、(6)在稳控功能单元模块的基础上，集成为稳控装置模型，并直接设定输入信息，观察稳控装置模型的输出信息是否与预想一致，以验证稳控装置模型功能逻辑的正确性；
18、(7)在稳控装置模型的基础上，集成为稳控系统模型，基于组态化建模工具平台，以中国电力调度部门常用离线仿真软件的一次电网录波数据为输入信息，观察稳控系统模型的输出信息是否与预想一致，以验证稳控系统模型功能逻辑的正确性；
19、(8)利用代码转换工具将稳控系统模型转换为代码并导入至稳控系统实时仿真平台中，联合稳控系统模型和一次电网模型，在实时仿真环境下模拟电力系统各类故障开展仿真验证，确保稳控系统模型能够得到全面满足和验证。
20、工作原理：本专利技术基于v流程将稳控系统数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于V流程的稳控系统数字化建模和验证装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的基于V流程的稳控系统数字化建模和验证装置，其特征在于：所述I/O单元模块进行数据采集、数据计算、故障判断，采集一次电网模型中线路、机组、主变元件的电压、电流信号以及断路器的位置信号，并计算出对应的电压、电流有效值以及有功功率，结合相关压板、定值和标准化的投停判据、启动判据、跳闸判据确定投停、启动、跳闸信息，并将测量、计算和判断结果传输至主控单元模块。
3.根据权利要求1所述的基于V流程的稳控系统数字化建模和验证装置，其特征在于：所述主控单元模块控制决策，基于I/O单元模块结果以及相关的压板和定值信息确定故障类型、运行方式、潮流水平，检索稳控策略表，匹配控制策略，确定控制措施及控制量。
4.根据权利要求1所述的基于V流程的稳控系统数字化建模和验证装置，其特征在于：所述通信单元模块与其它稳控装置模型通信，将主控单元模块的控制命令传输至其它稳控装置模型，以进行远方控制。
5.根据权利要求1所述的基于V流程的稳控系统数字化建模和验证装置，其特征在于
6.根据权利要求1所述的基于V流程的稳控系统数字化建模和验证装置，其特征在于：所述物理层面的稳控系统拓扑平面模型包括稳控主站、稳控子站、切机执行站、直流执行站、切负荷执行站以及新能源执行站。
7.根据权利要求1所述的基于V流程的稳控系统数字化建模和验证装置，其特征在于：所述物理层面的稳控系统拓扑平面模型还包括稳控系统与外部系统的交互接口。
8.根据权利要求1所述的基于V流程的稳控系统数字化建模和验证装置，其特征在于：所述信息层面的稳控系统控制平面模型包括但不限于稳控系统与外部系统的信息交互、稳控主站与稳控子站之间的信息交互、稳控子站之间的信息交互、稳控子站与稳控执行站之间的信息交互，以及稳控系统从信息采集计算到控制措施执行过程中控制流经过的路径。
9.一种基于V流程的稳控系统数字化建模和验证方法，其特征在于：包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的基于V流程的稳控系统数字化建模和验证方法，其特征在于：步骤(3)中，各稳控装置模型的参数包括功率、电压、电流和时间等不同类型的定值以及压板信息。
...【技术特征摘要】
1.一种基于v流程的稳控系统数字化建模和验证装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的基于v流程的稳控系统数字化建模和验证装置，其特征在于：所述i/o单元模块进行数据采集、数据计算、故障判断，采集一次电网模型中线路、机组、主变元件的电压、电流信号以及断路器的位置信号，并计算出对应的电压、电流有效值以及有功功率，结合相关压板、定值和标准化的投停判据、启动判据、跳闸判据确定投停、启动、跳闸信息，并将测量、计算和判断结果传输至主控单元模块。
3.根据权利要求1所述的基于v流程的稳控系统数字化建模和验证装置，其特征在于：所述主控单元模块控制决策，基于i/o单元模块结果以及相关的压板和定值信息确定故障类型、运行方式、潮流水平，检索稳控策略表，匹配控制策略，确定控制措施及控制量。
4.根据权利要求1所述的基于v流程的稳控系统数字化建模和验证装置，其特征在于：所述通信单元模块与其它稳控装置模型通信，将主控单元模块的控制命令传输至其它稳控装置模型，以进行远方控制。
5.根据权利要求1所述的基于v流程的稳控系统数字化建模和验证装置，其特征在于：所述物理层面的稳控系统拓扑平面模...
【专利技术属性】
技术研发人员：许剑冰，冯霄峰，徐海波，刘奇韬，印钊阳，任金华，李满礼，何杰，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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