500kV變電站仿真調(diào)試系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀

摘 要：由于電力系統(tǒng)的特殊性，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)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(shí)現(xiàn)，不僅降低了工作的難度，而且提高了工作效率。因此，對(duì)500kV變電站仿真調(diào)試系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀的探討有其必要性。主要針對(duì)500kV變電站仿真調(diào)試系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析與探討。

關(guān)鍵詞：500kV變電站；仿真調(diào)試系統(tǒng)；開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀

1 500kV變電站仿真調(diào)試系統(tǒng)開發(fā)

1.1 數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建

需要對(duì)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)建模，同時(shí)，要給出各個(gè)參數(shù)以及各個(gè)變量之間的關(guān)系，通過這個(gè)模型的建立，在MATLAB的基礎(chǔ)上，進(jìn)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(jù)模型，結(jié)合不同的參數(shù)，不同的輸入來進(jìn)行調(diào)試，在具體的實(shí)施過程中，先分析一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，得到模型，來實(shí)現(xiàn)搭建模型和進(jìn)行調(diào)試，在這里ADS為例進(jìn)行說明，或者是IAR EWARM以及RealView的MDK都可以，IAR里可以設(shè)置Options選項(xiàng)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(guān)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(hào)，然后設(shè)置arm的屬性，選擇bin文件載入后，在這個(gè)虛擬的arm上編制相關(guān)程序，與此同時(shí)，還可以添加上相關(guān)的外圍電路。

1.2 模型操作臺(tái)

相關(guān)人員在運(yùn)行程序時(shí)，需高壓軟開關(guān)充電電源硬件，設(shè)計(jì)自動(dòng)調(diào)試機(jī)控制系統(tǒng)，通過設(shè)計(jì)的PLC控制電磁閥，增強(qiáng)系統(tǒng)的耐久性。同時(shí)，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的仿真研究，運(yùn)用PLC在熱交換控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，增強(qiáng)其PLC控制設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

另外，要優(yōu)化系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，利用550KV變電站中的 GIS中隔離開關(guān)，實(shí)時(shí)操作產(chǎn)生的過電壓，并計(jì)算滯網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，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(jī)雙閉環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行中的相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)無損檢測(cè)，在此基礎(chǔ)上，還要利用磁路優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)試的逆變電源設(shè)計(jì)。

第三，利用基于MATLAB的數(shù)字濾波器，強(qiáng)化仿真系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，結(jié)合PLC的應(yīng)用，更好地優(yōu)化程序設(shè)計(jì)、變壓器設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。

1.3 主程序運(yùn)行

在主程序運(yùn)行時(shí)，主要是通過數(shù)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(shù)碼管還是在繼續(xù)循環(huán)，只是比沒中斷前數(shù)字的變化時(shí)間長(zhǎng)，拔掉線，P1.0熄滅，具體的程序運(yùn)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(shù)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(yùn)行主要通過多個(gè)動(dòng)態(tài)連接庫，來構(gòu)成整個(gè)仿真系統(tǒng)的核心，通過對(duì)相關(guān)菜單的調(diào)試，來實(shí)現(xiàn)所有程序的仿真功能，具體如圖1所示：

2 仿真調(diào)試系統(tǒng)應(yīng)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(jí)：500kV/110kV/35kV/10kV；負(fù)荷情況：10kV側(cè)：Pmax=16MW，Pmin=12MW，cos∮=0.85 Tmax=6000小時(shí)；35kV側(cè)：Pmax=25MW Pmin=18MW cos∮=0.85 Tmax=6000h；負(fù)荷性質(zhì)：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(diào)試

首先，數(shù)據(jù)模塊。按設(shè)計(jì)圖紙和定額規(guī)定決定具體的調(diào)試位置，檢查上面的參數(shù)，以此判斷線路和發(fā)電機(jī)變壓器是否正常運(yùn)行，包括一些輔助工作，比如做設(shè)備臺(tái)帳、巡檢所管轄的設(shè)備等。

其次，程序工程文件。在進(jìn)行傳統(tǒng)變電站的繼電保護(hù)裝置現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，只需要經(jīng)電纜向繼電保護(hù)裝置信號(hào)輸入端注入試驗(yàn)信號(hào)，即可檢驗(yàn)保護(hù)裝置技術(shù)性能。若在調(diào)試過程中，500kv變電站仍采用保護(hù)裝置試驗(yàn)方法，結(jié)合智能控制，完整地檢驗(yàn)整個(gè)500kv變電站二次系統(tǒng)的功能，這樣，不僅保護(hù)其他的設(shè)備，而且可以為500kv變電站運(yùn)行帶來巨大的效益，全面提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，大大提升系統(tǒng)運(yùn)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(shè)備，全面監(jiān)視其工作環(huán)境，同時(shí)，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將調(diào)出所有的相關(guān)設(shè)備，仔細(xì)檢查設(shè)備的缺陷狀況以及各個(gè)巡視點(diǎn)的情況。其中，巡視模塊主要是建立在多媒體軟件的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，全面監(jiān)控?cái)嗦菲鳌⒈芾灼饕约案綦x開關(guān)和主變器的情況，并且將監(jiān)測(cè)的圖片，一一鏈接到主設(shè)備圖上，可以完整地記錄下設(shè)備的具體運(yùn)行情況以及具體的操作情況及其所有設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)，并與主程序進(jìn)行數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)記錄下來，實(shí)現(xiàn)逐條的模擬，并且重新組成數(shù)據(jù)庫，由管理人員和程序模塊進(jìn)行進(jìn)行故障記錄與分析，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的事故進(jìn)行模擬，一旦系統(tǒng)發(fā)生了故障，那么就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，在解決故障后，使得保護(hù)系統(tǒng)復(fù)歸。

3 結(jié)束語

總而言之，500kv變電站仿真調(diào)試系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用，主要是通過電網(wǎng)數(shù)字仿真構(gòu)建的一次系統(tǒng)，將時(shí)域仿真結(jié)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(jié)果經(jīng)光纖傳送給合并單元，合并單元同步地將數(shù)據(jù)進(jìn)行分配、組織后傳送給繼保裝置、測(cè)控裝置、計(jì)量裝置和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等，繼保裝置將保護(hù)的動(dòng)作命令傳送至500kv操作箱，通過開關(guān)模擬器檢測(cè)500kv操作箱發(fā)出的開關(guān)動(dòng)作命令，以檢測(cè)二次系統(tǒng)功能的正確性。

參考文獻(xiàn)

[1]曾奕輝.基于IEC61850的變電站智能監(jiān)測(cè)電子設(shè)備模型設(shè)計(jì)[J].電氣時(shí)代.2011（09）.

[2]肖鋒.數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)分析[J].電氣時(shí)代.2011（09）.

[3]李韋華.李永攀.鄭麗萍.變電站自動(dòng)化改造中的注意事項(xiàng)探討[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇.2011（02）.

[4]徐艷華.關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)選型中存在的若干問題和應(yīng)遵循的原則[J].內(nèi)蒙古石油化工.2011（12）.

[5]張喜銘.遠(yuǎn)程方式維護(hù)變電站監(jiān)控系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J].廣東電力.2011（06）.