[发明专利]一种继电保护仿真系统的建模方法

说明书

一种继电保护仿真系统的建模方法，它包括步骤1：基于面向对象技术以一次设备为主体建立设备模型；步骤2.通过主动拓扑匹配技术，建立起“设备‑保护‑互感器‑断路器”之间的映射关系；步骤3.短路仿真开始后，在主接线图上搜索短路点，确定短路点的物理节点编号，将该编号与设备模型的位置属性逐一比对，确定短路点发生的位置等步骤；本发明的目的是为了解决现有继电保护仿真系统，系统模型灵活性较差，通用性不足，当主接线的方式和设备配置发生改变时，需要重新开发和配置，在特殊运行方式下还可能会出现仿真结果与实际情况不一致的技术问题。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，具体涉及继电保护仿真系统的建模方法及建模方法。

背景技术

继电保护是确保电力系统安全可靠、稳定运行的关键设备，针对故障及继电保护进行仿真培训可以提升运行人员应对故障的处置能力。变电站的继电保护配置、保护之间的配合逻辑与主接线的方式密切相关。

现有的仿真培训系统中，继电保护仿真模型是针对特定主接线，依据保护配置、保护动作原理、保护配合逻辑和装置逻辑定制开发，模型灵活性较差，通用性不足，当主接线的方式和设备配置发生改变时，需要重新开发和配置，在特殊运行方式下还可能会出现仿真结果与实际情况不一致，如果要对一个电网辖区的多个变电站同时进行大规模的仿真培训，模型开发工作量太大，难以满足培训的需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有继电保护仿真系统，系统模型灵活性较差，通用性不足，当主接线的方式和设备配置发生改变时，需要重新开发和配置，在特殊运行方式下还可能会出现仿真结果与实际情况不一致的技术问题。

一种继电保护仿真系统的建模方法，包括以下步骤：

步骤1.基于面向对象技术以一次设备为主体建立设备模型；

其中设备模型包括：变压器、母线、线路、断路器、电流互感器、电压互感器、电缆、电抗器。

在步骤1中，建模的对象是被保护的设备，将继电保护的配置、原理和特征作为保护属性，与设备的拓扑属性、状态属性采用面向对象的技术进行封装；设备模型包括：变压器、母线、线路、断路器、电流互感器、电压互感器、电缆、电抗器。

其中，每个模型赋予3类属性：拓扑属性、状态属性和保护属性；

拓扑属性：在仿真的过程中根据计算结果实时更新，反映设备在主接线中的特征，包括：位置属性、连接属性、电气属性。位置属性表征设备在主接线上的位置，以设备的物理端口号进行表示；连接属性表征设备与其他设备的连接关系，以设备的逻辑端口号标识；电气属性表征设备所在电气岛的位置，以序号表示。

状态属性：表示设备的状态量，在仿真计算过程中，根据计算结果实时更新。包括设备的端口电压、端口电流、投退和方向。端口电压和端口电流是该设备在仿真实时计算的电压值和电流值；方向表示电流的方向；投退代表该模型在主接线上的状态是投入还是退出，断路器、电压互感器和电流互感器具有投退属性，其余设备的投退属性默认设置为投入，不需要该属性。

保护属性：反映设备所配置的保护情况，包括：保护装置类型、保护种类、保护定值、启动变量、动作时间、动作出口、动作原理及保护投退。装置类型、保护种类、保护定值及动作时间在构建模型时，在构建模型的时候，通过外部编辑的方式提前设定好，一旦设定好，在仿真的过程中就不会再变；保护投退，在仿真的过程中，可以根据培训的需要，通过仿真系统的界面随时修改。电压互感器和电流互感器只需要保护种类的属性，其他的属性不需要。启动变量是保护的变量，与保护对象和保护类型有关，仿真过程中自动更新。动作原理是保护的动作模型，符合最基本的保护动作原理，适合所有的保护，预先设置在模型中。

步骤2.通过主动拓扑匹配技术，建立起“设备-保护-互感器-断路器”之间的映射关系；

在建立映射关系时，包括以下步骤：