计算机仿真技术在继电保护开发中的应用研究

摘要

在电力系统中，继电保护装置为确保电网的安全稳定运行发挥着极其重要的作用。利用开发硬件原型的方式研究保护的动态特性、新原理、新算法，非常耗时且硬件成本较高，开发周期长。
　　 计算机仿真系统综合利用现代数字式保护技术、仿真技术，可用于建模、仿真、分析在各种电网故障和异常情况下，微机保护的动作特性。该系统既可用于研究新型保护算法或原理，也可用于评价已有保护原理对于特定电网的适应性。
　　 本文通过参阅相关文献，对计算机仿真技术在微机保护装置的应用情况及实现方法做出简单说明，并进行了概括分析。
　　 本文利用Matlab的SIMULINK功能搭建任意图形化系统，进行潮流计算和短路计算，并在此基础上进行暂态计算，其特点是用三相进行计算，并在三相断路器模型上考虑了分相操作，其开闭时间可以由用户自行设置，从而可以任意设置简单故障、转换性故障和复杂故障得到仿真结果数据，再转换为微机采样数据格式进行试验.
　　 微机保护开发平台是将经典继电保护原理和可编程逻辑有机结合起来，首先将经典保护功能进行元件化封装，然后再用可编程逻辑进行系统构建。VC实现仿真平台负责管理与接口。保护仿真，采用模块化技术建立保护模型，在仿真系统中模拟物理保护装置，实现保护动作过程可视化、透明化，方便研究保护的新原理、新算法，动作逻辑，评价保护动作行为。仿真平台负责管理与接口。
　　 本系统具有如下特点：(1)基于仿真技术；(2)集成化；(3)模块化；(4)仿真过程可视化和透明化，可以完整观察系统仿真过程以及保护内部动作情况。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 引言

1.1概述

1.2选题背景

1.3国内外研究现状及发展趋势

1.3.1继电保护仿真研究的现状

1.3.2继电保护仿真平台研究的趋势

1.4本文研究的内容和主要工作

第二章总体方案设计

2.1继电保护仿真平台的总体设计目标

2.2仿真平台的软件设计思路

2.3仿真平台的保护设计方案

2.4开发环境

2.5本章小结

第三章软件平台

3.1基本设计

3.2驱动层

3.2.1硬件抽象层

3.2.2 Windows仿真实现

3.3平台层的基础平台模块

3.3.1调度机制

3.3.2 C运行库封装

3.3.3 GUI模块

3.3.4端口管理

3.3.5 Boot模块

3.3.6 Boot模块和系统自检模块

3.4平台层的API模块

3.4.1 API模块的功能

3.4.2 API模块的处理机制

3.4.3 API模块的定值和软压板

3.4.4 API模块的报告

3.5本章小结

第四章保护软件设计

4.1概述

4.2元件化设计

4.3可编程设计

4.4本章小结

第五章仿真系统的实例

5.1仿真的数据格式

5.1.1 Matlab/Simulink生成的MAT文件格式

5.1.2 COMTRADE文件格式

5.2仿真的保护装置

5.2.1保护装置概述

5.2.2保护功能的元件化

5.2.3保护功能的可编程

5.3保护装置试验项目及结果

5.3.1试验项目(以REF为例)

5.3.2 Matlab仿真模型

5.3.3装置的仿真运行结果

5.4本章小结

第六章总结

参考文献

致谢