專利名稱：基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法
技術領域：
本發明是一種基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法，屬于基于 實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法的創新技術。
背景技術：
現有的電力系統分析有理論計算、數字仿真、動態模擬和事故回放等 方法，通過對電力系統現場錄波進行回放和重演是其中一種重要而實用的方 法。事故錄波是由電力系統現場記錄的直接資料，記錄了電力系統現場的真 實過程，對錄波數據的回放可以將現場發生事故的詳細過程進行重演，是故 障分析的有效手段，但現有的電力系統錄波回放技術存在回放規模小和不能 靈活處理多種錄波格式等缺點。
發明內容
本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種回放規模大，且能靈活處理 多種錄波格式的基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法。本發明能快 速找到電力系統故障的真正原因，得到準確的故障分析結論。本發明的技術方案是本發明基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法，包括有如下步驟1) 對電力系統的錄波數據進行預處理的方法，得到錄波文件；2) 將實時仿真系統連接實際的交直流控制保護裝置、安全穩定控制裝置進 行實時回放；3)通過更接近電力系統故障的實際過程的實時回放找到電力系統故障的 真正原因，得到準確的故障分析結論。
上述對電力系統的錄波數據進行預處理的方法包括數據格式在二進制 和文本之間的轉換、數據長度截取、數據通道的刪減、數據文件的合并、錄 波文件數據信息的顯示、不同頻率數據文件的合并。
上述對電力系統的錄波數據進行預處理的方法包括數據格式在二進制
和文本之間的轉換、數據長度截取、數據通道的刪減、數據文件的合并、錄
波文件數據信息的顯示、不同頻率數據文件的合并。 上述不同頻率數據文件的合并的方法是
1 )把低頻采樣的數據文件進行數值插值處理，得到與高頻釆樣數據文件相 同頻率的文件。即先從低頻文件插值得到高頻數據文件；
2)在插值計算后，把兩個相同頻率的高頻文件進行合并； 上述把低頻文件插值得到高頻文件的方法是
模擬量通道數據的插值算法有線性插值算法和二次插值算法兩種算法
1) 線性插值
線性插值是在兩個采樣點之間插入一點，用直線將釆樣點和插值點連接 起來。插入點的數據y(O可用下式進行計算
<formula>formula see original document page 6</formula>
其中，^和^是兩個釆樣時刻。3^)和興g是^和4是兩個釆樣時刻的瞬 時值。^是要插值的采樣時刻；
2) 二次插值固定時間間隔采樣的過程如下，每間隔z;的時間。設其連續3次的釆樣
分別在々—,、4、 ^時刻，釆樣值分別為Z^、 A和A+,。那么對于任意的^時 刻，其信號值A雖然沒有直接釆樣得到，但是可以根據實際釆樣值為iV,、
馬和1\+1由拉格朗日(Lagrange) 二次插值法近似計算得到。其標準公式為
di - - u (々-^-iX^ -4+i)(々+i - ]x^+i -々)
一般使用的二次插值算法是內插法，即^在區間[4—， ]的范圍內。二次 插值法的本質效果就是在時間 一 釆樣值(卜")平面上，作出經過
(4—,，"w) 、 (t，A) 、 (4+], A+1)3點的拋物線，此拋物線上對應^時刻的 數值就是內插計算值。
數字量通道數據的插值算法數字通道的數據只有0和1兩種狀態，所 以所插的值也只能是0或1，關鍵是從哪個釆樣值狀態變位；在錄波數據文 件中，設^時刻為0， ^時刻為1，在^時刻和^時刻之間的(時刻的釆樣值
即中間插值點的數值都取為和前 一個釆樣時刻^時刻的值一樣。
在基于實時數字仿真器的平臺上構造錄波回放的電路，組成回放系統， 測試電力系統交流、直流保護裝置、安全穩定裝置以及其它電力系統的二次 系統裝置。
上述錄波回放的電路包括有數字/模擬轉換接口、電力系統交流保護裝 置、電力系統直流控制保護裝置、電力系統安全穩定控制裝置、電力系統的 二次系統裝置，其中實時仿真系統錄波回放模塊將錄波數據以數字信號的形 式輸出到數字/模擬轉換接口，轉換為模擬信號后經功率放大器放大后驅動 電力系統交流保護裝置、電力系統直流控制保護裝置、電力系統安全穩定控制裝置、電力系統的二次系統裝置。上述數字/模擬轉換接口輸出的模擬信號通過經功率放大器放大后驅動 電力系統交流保護裝置、電力系統直流控制保護裝置、電力系統安全穩定控 制裝置、電力系統的二次系統裝置。本發明由于釆用將實時仿真系統連接實際的交直流控制保護裝置、安全 穩定控制裝置進行實時回放的方法，因此，其能快速找到電力系統故障的真 正原因，得到準確的故障分析結論，或者能對電力系統的發展變化過程進行 重演。本發明是一種方便實用的基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方 法。
圖1為本發明錄波回放電路的原理圖。
具體實施例方式實施例本發明基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法，包括有如下步驟1) 對電力系統的錄波數據進行預處理的方法，得到錄波文件；2) 將實時仿真系統連接實際的交直流控制保護裝置、安全穩定控制裝置進 行實時回放；3) 通過更接近電力系統故障的實際過程的實時回放找到電力系統故障的 真正原因，得到準確的故障分析結論。上述對電力系統的錄波數據進行預處理的方法包括數據格式在二進制 和文本之間的轉換、數據長度截取、數據通道的刪減、數據文件的合并、錄 波文件數據信息的顯示、不同頻率數據文件的合并。上述對電力系統的錄波數據進行預處理的方法包括數據格式在二進制 和文本之間的轉換、數據長度截取、數據通道的刪減、數據文件的合并、錄 波文件數據信息的顯示、不同頻率數據文件的合并。上述不同頻率數據文件的合并的方法是
1 )把低頻釆樣的數據文件進行數值插值處理，得到與高頻采樣數據文件相 同頻率的文件。即先從低頻文件插值得到高頻數據文件；
2)在插值計算后，把兩個相同頻率的高頻文件進行合并；
上述把低頻文件插值得到高頻文件的方法是
模擬量通道數據的插值算法有線性插值算法和二次插值算法兩種算法
1) 線性插值
線性插值是在兩個釆樣點之間插入一點，用直線將釆樣點和插值點連接
起來。插入點的數據y《)可用下式進行計算
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，^和G是兩個釆樣時刻。y(o和y(^)是A和^是兩個采樣時刻的瞬 時值。^是要插值的釆樣時刻；
2) 二次插值
固定時間間隔釆樣的過程如下，每間隔7;的時間。設其連續3次的釆樣 分別在d、 ^、 ^時刻，釆樣值分別為A-。 A和A+,。那么對于任意的^時 刻，其信號值馬雖然沒有直接采樣得到，但是可以根據實際采樣值Dw、 A 和化+1由拉格朗日(Lagrange) 二次插值法近似計算得到。其標準公式為
一般使用的二次插值算法是內插法，即t在區間[L ， 4+1 ]的范圍內。二
次插值法的本質效果就是在時間一釆樣值(卜D)平面上，即^在區間 ,，U]的范圍內,作出經過(L， A-，) 、 (") 、 (H) 3點的拋物線，此拋物線上對應^時刻的數值就是內插計算值。本實施例中，采用二 次插值算法。數字量通道數據的插值算法數字通道的數據只有o和i兩種狀態，所 以所插的值也只能是O或1，關鍵是從哪個釆樣值狀態變位；在錄波數據文 件中，設A時刻為O,々時刻為1，在^時刻和~時刻之間的/￡時刻的釆樣值即中間插值點的數值都取為和前 一 個釆樣時刻纟時刻的值 一 樣。在基于實時數字仿真器的平臺上構造錄波回放的電路，組成回放系統， 測試電力系統交流、直流保護裝置、安全穩定裝置以及其它電力系統的二次 系統裝置。上述錄波回放的電路包括有數字/模擬轉換接口 1、電力系統交流保護 裝置3、電力系統直流控制保護裝置4、電力系統安全穩定控制裝置5、電力 系統的二次系統裝置6，其中實時仿真系統錄波回放模塊將錄波數據以數字 信號的形式輸出到數字/模擬轉換接口 1,轉換為模擬信號后經功率放大器2 放大后驅動電力系統交流保護裝置3、電力系統直流控制保護裝置4、電力 系統安全穩定控制裝置5、電力系統的二次系統裝置6。上述數字/模擬轉換接口 1輸出的模擬信號通過經功率放大器2放大后 驅動電力系統交流保護裝置3、電力系統直流控制保護裝置4、電力系統安 全穩定控制裝置5、電力系統的二次系統裝置6。
權利要求
1、一種基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法，其特征在于包括有如下步驟1)對電力系統的錄波數據進行預處理的方法，得到錄波文件；2)將實時仿真系統連接實際的交直流控制保護裝置、安全穩定控制裝置進行實時回放；3)通過更接近電力系統故障的實際過程的實時回放找到電力系統故障的真正原因，得到準確的故障分析結論。
2、 根據權利要求1所述的基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法， 其特征在于上述對電力系統的錄波數據進行預處理的方法包括數據格式在二 進制和文本之間的轉換、數據長度截取、數據通道的刪減、數據文件的合并、 錄波文件數據信息的顯示、不同頻率數據文件的合并。
3、 根據權利要求1所述的基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法， 其特征在于上述不同頻率數據文件的合并的方法是1) 把低頻釆樣的數據文件進行數值插值處理，得到與高頻釆樣數據文件相 同頻率的文件。即先從低頻文件插值得到高頻數據文件；2) 在插值計算后，把兩個相同頻率的高頻文件進行合并；
4、 根據權利要求l所述的基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法， 其特征在于上述把低頻文件插值得到高頻文件的方法是模擬量通道數據的插值算法有線性插值算法和二次插值算法兩種算法 1)線性插值線性插值是在兩個釆樣點之間插入一點，用直線將釆樣點和插值點連接起來。插入點的數據XO可用下式進行計算 洲=' y(O + 處) 其中，A和^是兩個釆樣時刻。y(0和3^)是A和^是兩個采樣時刻的瞬時值。^是要插值的釆樣時刻； 2) 二次插值固定時間間隔釆樣的過程如下，每間隔r,的時間。設其連續3次的釆樣分 別在^、 4和^時刻，采樣值分別為A—。 A和A+,。那么對于任意的〔時刻， 其信號值A雖然沒有直接采樣得到，但是可以根據實際采樣值zv,、 A和A+, 由拉格朗日二次插值法近似計算得到。其標準公式為-.<formula>formula see original document page 3</formula>一般使用的二次插值算法是內插法，即t在區間[rM，u]的范圍內。二次插值法的本質效果就是在時間一釆樣值(卜")平面上，作出經過k一， Dh)、 (4， A) 、 (^, A+1) 3點的拋物線，此拋物線上對應^時刻的數值就是內插計算 值。數字量通道數據的插值算法數字通道的數據只有0和1兩種狀態，所以所插的值也只能是o或l,關鍵是從哪個釆樣值狀態變位；在錄波數據文件中，設^時刻為0， ^時刻為1，在^時刻和 2時刻之間的^時刻的釆樣值即中間插值點的數值都取為和前 一個釆樣時刻&時刻的值 一 樣。
5、根據權利要求1所述的基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法,其特征在于在基于實時數字仿真器的平臺上構造錄波回放的電路，組成回放系 統，測試電力系統交流、直流保護裝置、安全穩定裝置以及其它電力系統的二 次系統裝置。
6、 根據權利要求1所述的基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法， 其特征在于上述錄波回放的電路包括有數字/模擬轉換接口 (1)、電力系統交流 保護裝置(3)、電力系統直流控制保護裝置(4)、電力系統安全穩定控制裝置(5)、電力系統的二次系統裝置(6),其中實時仿真系統錄波回放模塊將錄波 數據以數字信號的形式輸出到數字/模擬轉換接口 (1),轉換為模擬信號后經功率放大器(2)放大后驅動電力系統交流保護裝置(3)、電力系統直流控制 保護裝置U)、電力系統安全穩定控制裝置(5)、電力系統的二次系統裝置(6)。
7、 根據權利要求6所述的基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法， 其特征在于上述數字/模擬轉換接口 (1)輸出的模擬信號通過經功率放大器(2 ) 放大后驅動電力系統交流保護裝置(3)、電力系統直流控制保護裝置(4)、電 力系統安全穩定控制裝置(5)、電力系統的二次系統裝置(6)。
全文摘要
本發明是一種基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法。包括有如下步驟1)對電力系統的錄波數據進行預處理的方法，得到錄波文件；2)將實時仿真系統連接實際的交直流控制保護裝置、安全穩定控制裝置進行實時回放；3)通過更接近電力系統故障的實際過程的實時回放找到電力系統故障的真正原因，得到準確的故障分析結論。本發明由于采用將實時仿真系統連接實際的交直流控制保護裝置、安全穩定控制裝置進行實時回放的方法，因此，其能快速找到電力系統故障的真正原因，得到準確的故障分析結論。本發明是一種方便實用的基于實時仿真系統對電力系統錄波回放的方法。
文檔編號H02H7/26GK101247039SQ20071003248
公開日2008年8月20日 申請日期2007年12月14日 優先權日2007年12月14日
發明者李戰鷹, 歐開鍵, 肖湘寧, 賈旭東, 趙成勇, 琦 郭, 韓偉強, 黃立濱 申請人:南方電網技術研究中心;華北電力大學