（电力系统及其自动化专业论文）输电线路继电保护仿真平台的开发与研究.pdf

声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文 , ( p s 库c b 表中读取- 嬲j 4 j 漉数据的接8 m a x _ i n p u t s = o m a xo u t p i i f s = # 凇) l - c o e 殛i c i e 砸s = o o u t d e s c1 - - a 相电流实部( c u r a x o u t d e s c2 ：b 招电流实部i c u r b x o u t d e s c3 = c 相电流实都i c u t c x j o u t d e s c4 = 零摩电流实部i c u r o x ， a l g n a m e ( 算法名) 的构成：r t ，表示是从实时数据库中读写数据，继电保护仿 真平台识别后即认为其为接口算法，并进行相应处理。p s 为要进行操作的数据库名。 c b 为要进行操作的表名。c b c u r l 则为此算法在该工程中的唯一标识名，以区别其 它的接口算法。继电保护仿真平台在算法名中即可获得要读取的数据在数据库中存 3 5 华北电力大学硕士学位论文 放位置。 d e s c r i p t i o n ( 描述) ，为接口算法在继电保护仿真平台上形成模块后的模块说 明文字，显示在模块说明的文本框中，以方便用户了解该算法的作用。 m a x _ i n p u t s = o ，此接口算法形成的算法模块的输入引脚数为0 ；从实时数据库 中读取数据的接口算法模块，只能向其它算法模块输出数据，而不能接收数据。同 理，m a x _ o u t p u t s = 4 ，此接口算法形成的算法模块的输出引脚数为4 。 m a x c o e f f i c i e n t s = o ，算法所用系数的个数为0 ：接口算法中不需要任何系数参与 运行。 o u t d e s c i = a 相电流实部 c u r a x ，第一个输出引脚输出的变量为c u r f l x 字段的 值，即为a 相电流实部值；“a 相电流实部”，为第一个输出引脚的说明性文字，在 生产模块后显示在输出引脚1 后面的文本框中。同理，o u t d e s c 2 = b 相电流实部 c u r b x ，o u t d e s c 3 = c 相电流实部 c u r c x ，o u t d e s c 4 = 零序电流实部 c u r o x ，指 出，第二个输出引脚输出的变量为c u r b x 字段的值，即为b 相电流实部值；第三个 输出引脚输出的变量为c u r c x 字段的值，即为c 相电流实部值；第四个输出引脚输 出的变量为c u r o x 字段的值，即为零序电流实部值 由上，继电保护仿真平台则可以确定到p s 库中的c b 表中读取c u r a x 、c u r b x 、 c u r c x 和c u r o x 四个字段的数据，并在算法模块的四个输出管脚上对应输出。 同理，在继电保护仿真平台相数据库中写入数据的时候也需要相应的接1 = 1 算 法。此类接口算法的功能只能向实时数据库中的某个表中的某些字段写入数据或状 态，而不能完成其它的数据处理过程。需要其它的处理功能的时候，应该在数据送 入接口算法以前，通过一般的保护算法完成。向实时数据库中写入数据的接口算法 的书写规则，与从数据库中读取数据的接口算法类似。下面给出一个在综合重合闸 中用到的，向p s 库中的c b 表中写入开关状态的接口算法的例子，以方便与从数据 库中读取数据的接口算法进行区别。 a l g n m f e ：r t s _ _ c b _ o p e n d e s c r i i ：商p s 厣c b 表中写入开关状态 m a xi n p u t s = 4 凇x - t 孔t s = 0 凇x _ c 阮f f i c i e 晰s = o i n d e s cl = 三相操作t i o p e n i n d e s e2 = a 相操作c i o p e n a i n d e s e3 = b 相操作e i o p e n b 华北电力大学硕士学位论文 上n d b s c 4 = c 糨操作h o p e n o a l g n a m e ：r t s _ c b _ o p e n ，也是告知平台要进行数据库操作的具体位置。 m a k i n p u t s = 4 ，m a x _ o u t p u t s = o ，说明由此算法生成的算法模块的输入引脚为4 个，而没有输出引脚。 i n d e s c 1 = 三相操作 i o p e n ，第一个输入引脚输入的量为i o p e n 字段的状态， 即断路器三相状态量( 当a 、b 、c 三相中有一相动作时应置1 ) ，“三相操作”为输 入引脚1 的说明文字。同理，i n d e s c 2 = a 相操作 i o p e n a ，i n d e s c 3 = b 相操作 i o p e n b ，i n d e s c 4 = c 相操作 i o p e n c ，分别说明输入引脚2 ，输入引脚3 和输入 引脚4 所对应的数据库中的字段，以及他们的说明文字。 据此，继电保护仿真平台则可以确定将从算法模块的四个管脚输入的4 路数据， 分别写入到到p s 库中的c b 表中的i o p e n 、i o p e n a 、i o p e n b 和i o p e n c 四个字段。 至此，仿真平台与外部数据的接口设计已经完成，下面将介绍仿真平台的其它 数据管理功能。 4 2 保护定值的存储 为与实际的继电保护装置保持一致，输电线路继电保护仿真平台采用统一的定 值输入方式，即保护模块的定值以输入变量的形式定义。因此，保护模型的定值是 由不同的模块通过输入端接收的。对简单的保护模型进行仿真校验时，用户完全可 以通过手工输入的方法设置各个保护模块的定值，完成定值的设定。对于较大的保 护模型，为方便模型定值的管理，最好的解决办法是通过数据库保存保护模型的定 值，再由继电保护仿真平台通过数据接口从数据库中读取各个定值付给相应模块的 对应输入变量。 因此，实时数据库开发时，开辟了用于存放保护模型定值的表格，即s c t 库中 的a i 表。其中，实际用到的字段有3 个： 1 、i d ：即定值单中定值的名字字段，数据类型为c h a r ( 字符型) 。i d 是继电 保护仿真平台联系数据库中数据与模型中对应输入变量的关键字段。 2 、v a l u e ：值字段，即为要设定的定值的具体数值，数据类型为f l o a t ( 实型) 。 3 、d e s c ：d e s c r i p t i o n ( 描述) 的缩写，为便于以后设定模型定值时查看的对 定值的说明性文字，数据类型为c h a r 。 在模型搭建过程中，对于某模块上要输入定值的输入变量，我们无需使用类似 华北电力大学硕士学位论文 p s 库中的数据接口，而只需用外部连接线引出一个数据端即可。仿真平台会弹出对 话框询问要连接的定值i d ，如图4 2 所示。输入或在列表中选择相应的定值i d ， 该输入变量即可接收相应i d 的定值数据。 图4 2 外部变量选择对话框 通过实时数据库完成的保护模型定值的写入有两种方法： i 、使用数据库工具到实时数据中s c t 库中a i 表中，手工逐条输入模型的各项 定值及说明。此方法可用于定值不太多的模型。 2 、使用数据库工具导出s c t 库中的a i 表，生成s c t _ a i c s v 文件。用e x c e l 打开并编辑，输入保护模型的所有定值项。用此方法可以快捷方便地输入大量的保 护模型定值。当所有定值输入好后，再利用数据库工具将s c t a i c s v 文件中的数 据导入到数据库即可。 4 3 保护动作报告数据的管理 保护动作报告是继电保护装置的必须功能之一，本文尚未完成保护模型的动作 报告功能。 但通过本平台可以看到模型运行过程中，保护是否动作。这是通过连接线的属 性完成的。当连接线的两端为模拟量，或数字量为o f f 时，其显示为黄色；而当连 接线两端为逻辑变量，且其值为o n 时，连接线变为红色。由此，我们可以看出模 型运行过程中，保护是否动作。 此外，也可以通过电力系统一次网络拓扑的变化结果来观察保护是否动作。当 保护模型中有保护动作时，由于是闭环仿真，一次仿真程序接收信号后，将断路器 跳开，则相应支路的电流变为0 。 同时，我们为以后平台增加保护动作报告的功能做好了准备。模型运行过程中， 保护的动作数据也都写入实时数据库，未来的保护报告功能可以直接到数据库中读 华北电力大学硕士学位论文 取保护的动作信息，并加以输出即可。 数据库中用于存放保护动作信息的表格为s c t 库中的o c c f g 表和o c l o g 表。前 者用于存放模型中各个保护的动作信息，可用一般的接口算法写入动作信息。后者 则对前者各位数字代表的意义做出解释，用于完成保护报告时输出信息的参照。 华北电力大学硕士学位论文 第五章继电保护仿真平台的应用实例 继电保护仿真平台完成的主要结构和功能在以上章节中已经加以详尽地介绍， 下面我们将主要以北京四方继保自动化有限公司的1 l o k v 保护产品c s l l 6 1 b 中的 距离保护为例，具体说明继电保护模型搭建的过程。 5 ，1c s l l 6 1 b 保护中距离保护的主要功能 c s l 一1 6 1 b 属于c s l l 6 0 b 系列，是应用于大电流接地系统的1 l o k v 输电线路得保 护装置。保护装置的功能配置有：启动元件、闭锁式高频距离、闭锁式零序方向高 频、三段相间距离、三段接地距离、四段零序电流方向、三相一次重合闸、不对称 故障相继速动、无故障快速复归、p t 断线保护等。 。 距离保护是其中较为复杂的组成部分，主要组成部分和功能有： 1 起动元件 装置设有一个反映任一相间电流突变量的启动元件，启动元件不启动时，距离 不投入。为防止经大电阻接地时，突变量启动元件灵敏度不够，还设置了零序辅助 启动元件，在零序电流大于零序保护任一段定值时起动，投入整套保护。 2 距离保护 距离保护包括用于大电流接地系统的三段式相间距离保护和三段接地距离。主 要完成的功能是检测故障点至保护安装处之间的距离，并根据此距离的远近确定保 护动作时间。 距离保护i 、i i 段可以由控制字选择经或不经振荡闭锁。经振荡闭锁时，i 、 i i 段仅在起动元件起动后的0 1 5 秒内开放( i i 段固定) ，以后被闭锁，直至判断 振荡停息，装置整组复归。 阻抗动作特性：采用多边形动作特性。为保证出口短路的方向性明确，采用记 忆电压，同故障后电流比相。重合或手合到故障线时，加小矩形特性保证p r 在线 路侧也能可靠加速切除出口故障。 5 2c s l l 6 1 b 保护中距离保护的建模 5 2 1 模型元件的划分和算法的确定 熟悉要建立模型的继电保护装置的系统结构，保护应用的原理，保护中应用的 算法，以及算法间的数据联系，是继电保护模型搭建的基础。 华北电力大学硕士学位论文 下面，通过对c s l l 6 1 b 保护中距离保护部分加以分析，并按照前文所述的保护 装置的四层结构的划分原则，对其进行保护模块划分和算法选择。 1 第一层( 模数转换层) 此装置的数据采集系统分辨率为1 4 位，选用a d c 仿真算法，其位数也应设置 为1 4 位。 采样频率为6 0 0 h m ，即每周采样1 2 点。各个序分量由算法计算，则输入量只有 三相电压和三相电流共6 路模拟量。 ：a i y a n ga d c - _ _ - _ _ - 0 一i t -一 图5 1 选用的采样算法和a d c 算法模块 其中，采样算法的两个系数分别设置为：一次计算步长( m s ) ：0 1 ； 每周采样点数：1 2 。 a d c 的系数设置为：量程：2 0 0 ；位数：1 4 。 2 第二层( 数据预处理层) 采用何种滤波算法，说明书中未做具体说明。由于距离保护原理只用到各电气 量的基波分量，在此，初步考虑采用低通滤波器虑除高频分量，利用差分滤波器虑 除直流分量后，由全周傅立叶算法计算各个电气量的向量值。 1 ) 此例中，低通滤波器可采用一阶巴特沃思低通滤波器，计算公式为” y ( 疗) = e q y ( ，z z 一正) + x ( 刀) ( 5 1 ) 其中，口5 意 图5 2 低通滤波器算法图5 3 差分滤波器算法 4 1 华北电力大学硕士学位论文 其系数“截止频率”设置为：6 0 0 h z 。 2 ) 差分滤波器的计算公式为：y = 毫号熹 3 ) 全周傅立叶变换的原理公式为 ( 5 2 ) q 2 丧 ( 五+ 黾一而) + 拈( 毛+ 吐一焉嘞) + 2 ( 墨一而) ( 5 - - 3 ) a = i 1 2l 、x 。+ 而一知一黾+ + 五：) + ；( 一一一而+ t 。) 一2 x 6 其相应的系数设置为：每周采样点数：1 2 应用周波数：1 4 ) 后续保护需要零序电压、零序电流分量计算。 玩= ( 吼+ 吼+ 玩) 3 i o = i i 。+ i 8 + i c ) 3 零序电流的同零序电压的计算公式相同，所选用的算法为一个算法。 ( 5 - 4 ) l x l 7 3 攀避氅 瓣割；讳 扯婴司f 乎 接地阻抗计算公式为：z 2 z 五蕊兰了砭瓦( 5 - - 5 ) 相间阻抗计算公式为：z ：1 u - u 丁- 6 ( 5 6 ) 华北电力大学硕士学位论文 图5 6 相间阻抗算法图标图5 7 接地阻抗算法图标 3 第三层( 保护判据层) 应包括：突变量起动元件，零序辅助起动元件；保护动作特性等。 相电流差突变量起动元件原理为： = 8 k 一如。一。l l k 。一。一如。 = 8 一k 。_ l i 。- 一。0 乞- - l l , o - , o 。l - l f o 。一一屯。0 零序电流辅助起动元件原理为：厶 厶，或厶 x o 。或厶 i o 。 图5 8 突变量起动算法图标图5 9 零序电流辅助起动算法图标 此类型保护装置，距离保护动作特性为多边形特性如图5 1 0 所示。 x x n 、一r 一 ： 、 、。 一 - 7 l - 5 - - 。- i r d z 一 j x 厂一 一 廷 l _ j 一 ” ( 5 7 ) 图5 1 0 距离保护多边形动作特性图5 1 1 距离保护小矩形动作特性 华北电力大学硕士学位论文 为保证出口短路的方向性明确，采用电压记忆，即将故障前的电压顺移两个周 波后，同故障后电流比相。在重合或手合到故障线时，阻抗动作特性在原多边形特 性的基础上加上一个小矩形特性，以保证p t 在线路侧时，也能可靠加速切除出口 故障。 矩形的x 、r 取值如表所示。 x 取值：当j 1 q 时，取2 7 ( 。2 ： 当剃。1 q 时，取0 5 q 。 r 取值：取8 倍上述j 值与r d z 4 两者之中小的值。 x x n 一指距离n 段的整定值。 c h a 肋【1 7 0 图5 1 2 多边形阻抗特性算法图标 4 、第四层( 动作逻辑层) 图5 一1 3 为c s l l 6 1 b 保护中的距离保护的逻辑框图，当利用继电保护仿真平台 搭建距离保护模型时，即可按此逻辑图搭建。 零序电流方向保护来 图5 一1 3c s l l 6 1 b 距离保护动作逻辑图 其中，用到各种逻辑元件，如与门、或门、非门、开关、时间元件等。 4 4 华北电力大学硕士学位论文 5 2 2 建立c s l l 6 1 b 距离保护装置的模型 耐辎霸账鲤鲤h=o=i匝 华北电力大学硕士学位论文 利用继电保护仿真平台创建一个新的工程，加载继电保护算法库。对要编辑图 元的算法进行编辑。在算法库中找到需要的算法，拖入到绘图区，生成对应的模块。 按保护装置的数据传递关系和逻辑关系，将各个模块的输入管脚和对应的输出 管脚用连接线或远程连接线关联起来，构成保护装置的模型，如图5 1 4 所示。 模型中，左下边的两个为接口算法模块，负责读入电力系统一次仿真得到的3 路电流和3 路电压。这6 个电气量依次经过d t f ( 低通滤波) 、c a i y a n g ( 采样保持) 、 c f f ( 差分滤波) 、f l y ( 傅立叶计算) 得到各自的向量值，经过l x ( 滤序模块) 得 到电流电压的零序分量，同d y j y ( 电压记忆元件) 的记忆电压一起，由j d z k j s ( 接 地阻抗计算) 和x j z k j s ( 相间阻抗计算) 计算出阻抗值，与c h r e z k ( 多边形特性) 动作特性比较，动作信号经过相应的时间延迟和逻辑运算，最后由输出接口算法模 块写入数据库，传递给电力系统一次仿真程序和故障报告程序。 完成前面几步，距离保护的模型就已经搭建出来了。但这样的模型并不完整， 还需要输入定值，模型才能够正常运行，也才能够检验模型搭建是否合理。保护模 型各定值应根据所用到的一次仿真的模型确定。需要输入的定值则有零序电阻补偿 系数和零序电抗补偿系数，多边形特性的兄彪和_ z 的值，以及距离保护各段延时 时间等。 5 3c s l l6 1b 距离保护模型的校验 距离保护模型在搭建完成后，即可对模型功能进行仿真校验。对于开发性质或 教学性质的建模，则可以一边建模，一边对已有模型进行仿真校验。 5 3 1 模块功能的验证 对于新开发的算法，在大量应用之前应先对其进行校验，保证其正确无误。平 台开发过程中，通过把模块在二次建模平台上的运行结果与其它手段得到的结果进 行比较，验证了继电保护仿真平台运行的稳定以及算法库中各算法功能的正确性。 具体的验证方法如下。 对输入量不需变化较多数值的，可采用手工给出输入量的方法加以验证。如阻 抗计算算法等。输入变量的改变可以在模块属性对话框中的输入量属性中更改。 对输入变量需要变化较多数值的才能加以校验的，则采用程序输入的方法。即 给算法输入可以验证其准确性的数据源，查看结果是否与预期一致。如用于消除出 口死区的电压记忆元件的验证，需要输入一到几个周波的数据，此时宜采用程序输 入的方法验证。当采用正弦波对电压记忆元件进行验证时，由于记忆整周波数为整 数，故经设定的周波数后，模块的输出与数据源应同步，否则说明算法内部逻辑不 华北电力大学硕士学位论文 正确，应对其进行修改后，重新进行验证。 对整套保护模型的验证，则尽量采用与电力系统一次仿真进行闭环仿真的方法 进行，以确保一次仿真数据的正确性和全面性。 对算法输出的查看方法有四种种，即通过模块属性对话框查看，以浮点数监视 方法，曲线跟踪方法和查看变量历史数据，前面都曾加以介绍。 只有对模块反复多次进行验证，尤其是用算法的边界数据进行校验后，才能确 定模块算法的正确性。 5 3 。2 距离保护模型功能的验证 几个算法模块组合在一起，就构成较复杂的模型。在单个模块验证无误的基础 上，我们对部分由模块组成的模型进行了验证。证实了各模块间数据传递和运行配 合上的正确性。验证方法同模块的验证。 5 3 2 1 采用的电力系统一次模型 本文对图5 1 4 所示的输电线路距离保护模型，采用了与电力系统一次电磁暂 态仿真程序进行闭环仿真的方法进行了验证。采用的电力系统一次系统模型如图5 一1 5 所示。 。 。一_ + 。+ 图5 1 5c s l l 6 1 b 距离保护模型验证用电力系统一次系统模型 模型中主要元件参数为： 发电机：额定有功功率i o o m w ，额定电压1 8 k v 。 双绕组交压器b 一1 ：额定容量1 2 0 i f f a ，1 8 1 2 l k v ，玑= 1 4 3 ，接线方式为 v o 1 1 z o = o 1 3 f l ，r x o = 0 0 0 5 。 输电线路：z l = o 0 4 + j o 3 2 5 6 f ! o n ；z o = o 2 2 1 2 + j 0 9 9 1 4 k q k m 。n 、n l 长度 均为l o o k m 。 故障类型可以设置为单相接地故障，两相相问短路以及三相短路。本例中，在 满足对保护模型进行校验的情况下，我们设置各种故障均为永久性故障，且均为金 4 7 华北电力大学硕士学位论文 属性短路。 5 3 2 2 确定模型定值 此距离保护模型要输入的定值有零序电阻补偿系数和零序电抗补偿系数，突变 量元件起动电流，多边形特性的r d z 和x x n 的值，以及距离保护各段延时时间等。 下面给出m 母线处距离保护的各定值整定计算公式，n 母线处距离保护整定方法同。 1 ) 零序电酣偿瓢驴等= 等= 1 5 1 ( 5 _ 8 ) 零序电抗补偿系数疋= 譬= 鼍箍竽观5 7 9 ( 5 _ 9 ) 式中、，i 、毛、分别为输电线路每公里的零序和正序电阻和电感。 2 ) 突变量起动元件定值可按0 2 i 。整定，保护装置推荐的试验用定值l a 。 3 ) 三段阻抗继电器公用同一电阻分量定值，一般小于1 2 距离i i i 段电抗分量定 值。保护装置推荐的试验用定值为1 0 q 。 4 ) 距离i 段的整定原则为躲开下一线路出口处短路，可靠系数取0 8 。 瓦= o 8 z = o 8 x o 3 2 5 6 x 1 0 0 = 2 6 0 5 q ( 5 - - 1 0 ) 距离i i 段与相邻线路的距离一段配合 砭= 疋( z 赫+ 磁z 出) = o 8 ( 3 2 5 6 + 2 6 5 ) = 4 6 8 9 q ( 5 1 1 ) 式中，瓦可取0 8 ，k 。在本例中取i 。 距离i i i 段按躲开最小符合阻抗整定，公式为： 咒= 去乃面= i 瓦i 蚝, 9 一m 。= 9 6 2 6 q ( 5 - - 1 2 ) 式中，艮、置。、巧分别为可靠系数，自起动系数和返回系数，数值均大于1 。 5 ) 距离i 段无延时输出；距离i i 段应与相邻线路的一段配合，此处取0 5 s 延时； 距离三段此处取用保护装置的建议实验用整定数值3 o s 。 m 母线处三段距离保护取用保护模型的具体定值清单如表5 1 所示。 华北电力大学硕士学位论文 表5 1 保护模型定值清单 定值名称定值数值定值名称定值数值 电阻分量零序补偿系数 1 5 1 电抗分量零序补偿系数0 5 7 9 阻抗特性电阻分量定值 1 0 q 突变量启动元件定值 1 a 距离i 段电抗分量定值2 6 0 5 q 距离i 段延时动作时间 o s 距离i i 段电抗分量定值 4 6 8 9 q 相间距离i i 段时间定值 0 5 s 距离i i i 段电抗分量定值9 6 2 6 q 相间距离i i i 段时间定值 3 o s 保护定值输入的方法在前面章节中已经加以介绍，这里不再累述。 5 3 2 3 距离保护模型仿真运行结果 输入好保护定值后，将继电保护仿真平台设定为闭环仿真模式，在电力系统一 次模型中的不同位置设定各种典型的故障，即可开始对保护模型在各种故障情况下 的动作状况进行仿真。距离保护模型在各种故障情况下的运行结果见表5 2 。 表5 2m 母线处c s l l 6 1 b 距离保护模型在典型故障情况下运行结果 故障位置 保护动作情况结果 故障类型 m n 出口三相短路相间距离i 段经3 2 m s 给出动作信号 m n 出口单相接地接地距离i 段经4 i m s 给出动作信号 m n 8 0 k m 单相接地接地距离i 段经6 3 m s 给出动作信号 n 端断路器拒动接地距离i i 段经5 1 3 3 m s 延时给出动作信号 n l 2 0 k m 单相接地 n 端断路器正常n 端接地距离i 段动作 n 端断路器拒动接地距离i i i 段经3 0 1 5 m s 延时给出动作信号 n l 末端单相接地 n 端断路器正常n 端接地距离i i 段经相应延时后动作 出口相问短路相间距离i 段经9 9 m s 给出动作信号 m n 8 0 k m 相间短路相间距离i 段经5 0 m s 给出动作信号 n 端断路器拒动相间距离i i 段经5 5 9 m s 延时给出动作信号 n l 2 0 k m 相间短路 n 端断路器正常n 端相间距离i 段动作 n 端断路器拒动相间i i i 段经3 0 5 0 m s 延时给出动作信号 n l 末端相间短路 n 端断路器正常n 端相间距离i i 段经相应延时后动作 华北电力大学硕士学位论文 由距离保护模型在典型故障下的运行结果，可得出结论：模型在继电保护仿真 平台中运行平稳，在各种故障情况下，动作情况符合预期结果。因而搭建的保护模 型正确，可以用于对距离保护装置进行仿真校验。 5 4 继电保护仿真平台其它应用实例 除距离保护外，我们用继电保护仿真算法库中的算法搭建了自动重合闸模型和 四段零序方向保护模型等保护模型。在与电力系统一次仿真的闭环仿真实验中，均 验证了模型运行正确无误。 利用继电保护仿真平台搭建的自动重合闸模型和四段零序方向保护模型见附 图1 和附图2 。 华北电力大学硕士学位论文 6 1 所做工作的总结 第六章总结与展望 在随着电网规模的扩大，各继电保护设备的不断更新，对继电保护人员的要求 也越来越高。电力系统继电保护人员的仿真培训，增强现有变电站仿真培训的功能， 对故障期间继电保护动作行为进行检验，继电保护装置的开发以及保护教学环节， 都有着对通用继电保护仿真平台的巨大需求。 在工程应用中，大多数应用人员有着较深厚的继电保护专业知识，因而可以自 己根据保护的原理由算法搭建具体的保护模型。但要求继电保护仿真软件具有直 观、灵活、方便、可信、通用并容易维护等特点。 由于不同厂家生产的保护装置中包含的保护即使基本原理相同，所使用的具体 算法也可能不同。仿真平台的通用性主要是看平台算法库的实现情况以及是否全 面。本文着重于继电保护仿真平台的通用性问题，对辛康特仿真与控制公司的g m c 图模一体化软件进行了二次开发，使之能够实现在电力系统二次建模中的应用，并 初步建立了继电保护仿真算法库。主要完成的工作如下： 1 完成了输电线路继电保护仿真平台的总体方案设计； 2 实现了继电保护模型的图形化搭建； 3 实现了仿真平台与外部数据源的接口设计； 4 、建立并完善了继电保护仿真算法库，满足了建立一般继电保护模型的能力； 5 、对算法库中各算法功能进行了校验； 6 、利用继电保护仿真平台搭建了输电线路距离保护，零序方向保护以及重合 闸等保护模型。与电网电磁暂态仿真程序进行闭环仿真，验证了保护模型的正确性。 6 2 对继电保护仿真平台的预期和展望 为了使本系统功能更好地实现继电保护仿真建模，今后还必须在以下几个方面 进一步研究。 1 、继续完善继电保护仿真算法库。现有的继电保护仿真算法库虽然可以满足 一般的电力系统继电保护的仿真建模需要，但离仿真任意的继电保护装置还有一定 的差距。主要是保护算法还不够齐全，有些算法功能还需要进一步完善。 2 、进一步完善继电保护仿真平台主程序的功能。如将继电保护采样步长由仿 华北电力大学硕士学位论文 真平台控制，而不由算法实现。 3 、完善保护仿真平台的故障报告功能。 4 、进一步开发平台，使之能应用在主设备保护上。 鉴于平台良好的可扩充性，随着平台应用范围的加大和实践的积累，继电保护 仿真算法库必将日益得到充实，仿真平台功能也将进一步得到完善。 华北电力大学硕士学位论文 参考文献 1 王为国，代伟，万磊等d t s 中继电保护和安全自动装置仿真方法的分析电力 系统自动化2 0 0 3 ，2 7 ( 5 ) ：5 8 6 0 2 张乃莉，祁在山，贾会荣等对继电保护仿真实现方法的分析和比较河北工程 技术高等专科学校学报2 0 0 4 ，( 2 ) ：1 1 1 4 3 钱华，张良新一代地区电网d t s 中的继电保护仿真电力系统及其自动化学 报2 0 0 2 ，1 4 ( 4 ) ：7 2 7 5 4 潘哲龙，孙宏斌，吴文传等d t s 中用户定制的二次设备模拟新方法电力系统 自动化2 0 0 2 ，2 6 ( 1 1 ) ：5 4 5 7 5 罗兴春一种新颖的微机线路保护仿真设计方案贵州电力技术2 0 0 4 ，3 ：1 8 2 0 6 郭征，贺家李，杨洪平等电力系统故障时继电保护装置动态特性的数字仿真 电力系统自动化2 0 0 3 ，2 7 ( 1 1 ) ：3 8 4 1 7 贺家李，郭征，杨晓军等继电保护的可靠性与动态性能仿真电网技术2 0 0 4 ， 2 8 ( 9 ) ：1 8 2 2 8 m l a d e nk e z u n o v i c b o g d a nk a s z t e n n y d e s i g n o p t i m i z a t i o na n dp e r f o r m a n c e e v a l u a t i o no f t h er e l a y i n ga l g o r i t h m s ，r e l a y sa n d p r o t e c t i v es y s t e m su s i n g a d v a n c e dt e s t i n gt o o l s p o w e ri n d u s t r yc o m p u t e ra p p l i c a t i o n s ，1 9 9 9 p i c a 9 9 p r o c e e d i n g so f t h e2 1 s t1 9 9 9i e e ei n t e r n a t i o n a lc o n f e r e n c e ，1 9 9 9p a g e ( s ) ：3 1 9 3 1 4 【9 】y o n gg u o ，m l a d e nk e z u n o v i c ，d e s h uc h e n s i m p l i f i e da l g o r i t h m sf o rr e m o v a lo f t h ee f f e c to f e x p o n e n t i a l l yd e c a y i n gd c o f f s e to nt h ef o u r i e ra l g o r i t h m p o w e r d e l i v e r y , i e e et r a n s a c t i o n so nv o l u m e1 8 ，i s s u e3 ，2 0 0 3p a g e ( s ) ：7 11 7 1 7 【1 0 】m l a d e nk e z u n o v i c ，a b u r a ，g a m gh u a n g ，e c t t h er o l eo f d i g i t a lm o d e l i n ga n d s i m u l a t i o ni np o w e re n g i n e e r i n ge d u c a t i o n p o w e rs y s t e m s ，i e e et r a n s a c t i o n so 1 v o l u m e1 9 ，i s s u e1 ，2 0 0 4p a g e ( s ) ：6 4 - 7 2 【1 1 】g o p a l a k r i s h n a n ，ak e z u n o v i c m ，m c k e n n a ，e c t l o c a t i o nu s i n gt h ed i s t r i b u t e d p a r a m e t e rt r a n s m i s s i o nl i n em o d e l p o w e rd e l i v e r y , i e e et r a n s a c t i o n so nv o l u m e 1 5 ，i s s u e4 ，2 0 0 0p a g e ( s ) ：1 1 6 9 一1 1 7 4 华北电力大学硕士学位论文 1 2 】b r i g h t j a ，b u r n e r r o ，b a u m g a r t n e r e a ，e c t f a u l ta n dd i s t u r b a n c ed a t a r e q u i r e m e n t sf o ra u t o m a t e dc o m p u t e ra n a l y s i s s u m m a r yp a p e r ；p o w e rd e l i v e r y , i e e et r a n s a c t i o n so nv o l u m e1 3 ，i s s u e3 ，1 9 9 8p a g e ( s ) ：7 3 5 7 3 7 【1 3 】m c l a r e n p g ，m u s t a p h i k ，b e u m o u y a l g ，e c t s o f t w a r em o d e l sf o rr e l a y s p o w e r d e l i v e r y , i e e et r a n s a c t i o n so nv o l u m e16 ，i s s u e2 ，2 0 0 1p a g e ( s ) ：2 3 8 - 2 4 5 【1 4 】k e z u n o v i c m ，p e r u n i c i e b a u t o m a t e dt r a n s m i s s i o nl i n ef a u l ta n a l y s i su s i n g s y n c h r o n i z e ds a m p l i n ga tt w oe n d s p o w e rs y s t e m s ，i e e et r a n s a c t i o n so nv o l u m e 1 1 ，i s s u el ，1 9 9 6p a g e ( s ) ：4 4 1 4 4 7 【1 5 】k e z n n o v i c m ，x i a y q ，g u o y ，c o t a na d v a n c e dm e t h o df o rt e s t i n go fd i s t a n c e r e l a yo p e r a t i n gc h a r a c t e r i s t i c p o w e rd e l i v e r y , i e e et r a n s a c t i o n so nv o l u m e1 1 ， i s s u e1 1 9 9 6p a g e ( s ) ：1 4 9 1 5 7 【16 】k a s z t e n n y b ，k e z u n o v i c m am e t h o df o rl i n k i n gd i f f e r e n tm o d e l i n gt e c h n i q u e s f o ra c c u r a t ea n de f f i c i e n ts i m u l a t i o n p o w e rs y s t e m s ，i e e et r a n s a c t i o n so n v o l u m e15 ，i s s u e1 ，2 0 0 0p a g e ( s ) ：6 5 7 2 【1 7 】k e z u n o v i c m ，r i k a l o i a u t o m a t i n gt h ea n a l y s i so f f a u l t sa n dp o w e rq u a l i t y c o m p u t e ra p p l i c a t i o n si np o w e r ，i e e ev o l u m e1 2 ，i s s u el ，1 9 9 9p a g e ( s ) ：4 6 - 5 0 【1 8 】c i g r er e p o r t ，e v a l u a t i o no f c h a r a c t e r i s t i c sa n dp e r f o r m a n c eo f p o w e rs y s t e m p r o t e c t i o nr e l a y sa n dp r o t e c t i o ns y s t e m ，s c3 4 - w g 0 4 ，c i g r e ，p a r i s ，f r a n c e ， 1 9 8 5 【1 9 】w o k e n n e d y , b j g r u e l l ，c h s h a h , e c t f i v ey e a r se x p e r i e n c e 诫t han e w m e t h o do ff i e l dt e s t i n gc r o s sa n d q u a d r a t u r ep o l a r u z e dm h o d i s t a n c er e l a y s ， p a r tir e s u l t sa n do