[发明专利]一种变电站信息物理融合半实物仿真系统和仿真方法

权利要求书

1.一种变电站信息物理融合半实物仿真系统，其特征在于：包括一次设备行为数字仿真系统和二次控制保护系统，所述一次设备行为数字仿真系统包括数字仿真模块、实时故障分析模块、仿真计算模块和数据处理模块，所述数字仿真模块用于对一次设备运行状态和故障异常进行单体和复合仿真，同时对一次开关设备驱动进行仿真，所述实时故障分析模块用于对一次设备实时的故障数据进行采集分析，所述仿真计算模块用于根据变电站接线结构、元件参数对变电站一次设备的运行情况进行精确建模及准确计算，所述数据处理模块用于将仿真计算模块的计算结果转换成对应设备接收的信息数据；

所述二次控制保护系统包括智能终端模块、合并控制模块和采集反馈模块，所述智能终端模块用于驱动变电站仿真开关设备动作同时采集仿真开关设备的状态数据进行上传，所述合并控制模块用于接收数据处理模块转换的信息数据并发送控制指令给智能终端模块，所述采集反馈模块用于采集实际变电站设备的控制信号并反馈至数字仿真模块。

2.根据权利要求1所述的一种变电站信息物理融合半实物仿真系统，其特征在于：所述数字仿真模块包含自动调整子模块，所述自动调整子模块用于根据接收到的采集反馈模块的反馈信息对数字仿真模块仿真的拓扑结构和运行参数进行自动调整，所述数字仿真模块进行一次开关设备驱动仿真时采用了功率放大器和模拟断路器组实现的。

3.根据权利要求1所述的一种变电站信息物理融合半实物仿真系统，其特征在于：所述仿真计算模块包含显示器，所述显示器用于实时显示经建模计算的变电站相同的电压电流波形，并由用户根据图形界面对电网元件参数进行修改实现仿真模拟的控制。

4.根据权利要求1所述的一种变电站信息物理融合半实物仿真系统，其特征在于：所述合并控制模块包含指令生成子模块，所述指令生成子模块用于根据转换的信息数据并结合变电站设计的控制流程生成设备的控制指令并进行发送，所述采集反馈模块采集的实际变电站设备控制信号包括设备输出的开关操作、跳闸保护和重合跳闸的控制信号。

5.根据权利要求1所述的一种变电站信息物理融合半实物仿真系统，其特征在于：所述一次设备行为数字仿真系统内部模块之间通过TCP/IP协议进行数据与控制命令的传输，所述智能终端模块和合并控制模块与采集反馈模块之间采用电气连接，所述采集反馈模块与一次设备行为数字仿真系统之间也采用电气连接。

6.根据权利要求1所述的一种变电站信息物理融合半实物仿真系统的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、通过数字仿真模块对一次设备运行状态、故障异常和依次开关设备驱动进行仿真模拟，并通过实时故障分析模块对仿真模拟故障数据进行采集分析；

步骤二、通过仿真计算模块根据变电站接线结构、元件参数对变电站一次设备的运行情况进行精确建模及准确计算，获得建模和计算数据；

步骤三、通过数据处理模块对建模和计算数据进行转化，转变合并控制模块接收的信息数据发送至合并控制模块，并由合并控制模块输出控制指令；

步骤四、通过采集反馈模块采集实际变电站设备输出的开关操作、跳闸保护和重合跳闸的控制信号以及通过智能终端模块采集状态数据，并将控制信号和状态数据上传反馈至数字仿真模块；

步骤五、再由数字仿真模块中的自动调整模块根据合并控制模块输出的控制指令结合采集反馈模块反馈的控制信号和状态数据对仿真的拓扑结构和运行参数进行自动调整，完成实时闭环回路仿真模拟。

7.根据权利要求6所述的一种变电站信息物理融合半实物仿真系统的仿真方法，其特征在于：所述数字仿真模块、实时故障分析模块、仿真计算模块和数据处理模块之间通过TCP/IP协议进行数据与控制命令的传输。