王雙　張燕平

摘 要：為解決對電網(wǎng)的繼電保護系統(tǒng)的準確校驗和測試的問題，采用圖形化仿真支撐平臺系統(tǒng)建立電網(wǎng)中各種繼電保護設(shè)備的數(shù)字化模型——虛擬繼電器，對電網(wǎng)的繼電保護系統(tǒng)進行仿真，從而檢驗電網(wǎng)中各級繼電保護定值的正確性。

關(guān)鍵詞：繼電保護；圖形化仿真；虛擬繼電器

1 引言

電網(wǎng)本身是由眾多元件連接成的統(tǒng)一的系統(tǒng)，對電網(wǎng)中繼電保護設(shè)備的要求不僅僅局限于邏輯功能正確、動作可靠，更重要的是強調(diào)各級電網(wǎng)的繼電保護設(shè)備的動作行為必須嚴格配合，在一次設(shè)備發(fā)生故障時，保護裝置必須做到該動必動，不能誤動。繼電保護定值作為保護設(shè)備能否正確動作的直接依據(jù)，各級繼電保護裝置動作行為的配合實際上就是保護定值的配合。如果對保護定值的正確性進行校驗就必須考慮到各級保護定值的逐級配合，聯(lián)系各級電網(wǎng)對定值進行系統(tǒng)的校驗。

由于電力系統(tǒng)故障的瞬時性、突發(fā)性、破壞性以及故障過程的不可逆轉(zhuǎn)性，現(xiàn)有的技術(shù)手段尚不能對電網(wǎng)各級保護定值進行系統(tǒng)的檢驗。本系統(tǒng)在現(xiàn)已成熟的電網(wǎng)一次設(shè)備電磁暫態(tài)仿真（DDRTS仿真系統(tǒng)）技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用圖形化仿真支撐平臺系統(tǒng)建立電網(wǎng)中各種繼電保護設(shè)備的數(shù)字化模型——虛擬繼電器，將電網(wǎng)中各級保護定值置入虛擬繼電器，通過對電網(wǎng)進行各種電磁暫態(tài)過程仿真，觀察各虛擬繼電器的動作情況，從而檢驗電網(wǎng)中各級繼電保護定值的正確性。

2 電網(wǎng)一二次系統(tǒng)的數(shù)字化建模

DDRTS是基于微機開放式的體系結(jié)構(gòu)和自主開發(fā)的全中文圖形化電力系統(tǒng)仿真軟件，用于模擬電力系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過程，可以進行電力系統(tǒng)一次系統(tǒng)部分的仿真計算。

仿真系統(tǒng)中包括豐富的電力系統(tǒng)元件模型，如發(fā)電機、勵磁機及勵磁調(diào)節(jié)裝置、調(diào)速器、電動機、變壓器、負荷、斷路器等，能夠根據(jù)系統(tǒng)實際接線結(jié)構(gòu)、元件參數(shù)對一次系統(tǒng)的運行情況進行準確的計算，輸出與系統(tǒng)實際相同的電壓、電流波形。

2.1 實際電力系統(tǒng)模型的建立

利用仿真軟件提供的電力系統(tǒng)元件庫，根據(jù)實際的電網(wǎng)接線圖將有關(guān)元件進行連接，輸入各元件數(shù)據(jù)，并通過編譯生成電力系統(tǒng)一、二次電網(wǎng)數(shù)字化模型。

2.2 各種典型保護的建模

為構(gòu)建電網(wǎng)二次系統(tǒng)，形成完整的電網(wǎng)模型，利用仿真軟件建立各種典型保護的數(shù)字化模型，從而建立完善的一二次電網(wǎng)系統(tǒng)。

3 電網(wǎng)一二次系統(tǒng)閉環(huán)仿真測試

針對以上系統(tǒng)模型，模擬各種情況下系統(tǒng)的電流電壓變化情況，根據(jù)仿真結(jié)果對比一、二次采樣同步、數(shù)據(jù)計算模塊運行情況，分析驗證保護采樣接口算法、濾波算法、各種保護算法的原理、配合效果，整定方案合理性等環(huán)節(jié)，從而對系統(tǒng)的正常、異常及事故運行情況進行預(yù)測，從而采取有效措施保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，減少事故損失。

⑴系統(tǒng)正常運行情況下一次系統(tǒng)潮流與二次系統(tǒng)采樣分析

⑵系統(tǒng)故障情況下一次系統(tǒng)潮流與二次系統(tǒng)采樣分析

利用已搭建的實際一二次系統(tǒng)的數(shù)字化模型，分析系統(tǒng)故障時不同安裝地點保護的動作行為和相互配合情況。

4 二次系統(tǒng)整定方案校驗

在已建立的一二次仿真模型上，將保護整定方案輸入保護模塊，實際模擬各種不同類型的故障和各種異常情況（主保護退出、開關(guān)拒動）下的故障，保護動作邏輯均正確，同時也反應(yīng)出當(dāng)主保護退出后，后備保護的配合不易整定。

5 結(jié)論

虛擬繼電器開發(fā)及仿真研究系統(tǒng)的應(yīng)用，有利于提高繼電保護整定值校驗的可靠性，避免因整定失誤造成不可預(yù)見的電網(wǎng)事故，降低定值復(fù)核所投入的人力、物力大幅度提高了工作效率，對優(yōu)化二次電網(wǎng)結(jié)構(gòu)編制技術(shù)改造方案提供有力的技術(shù)支撐。

[參考文獻]

[1]李志興，蔡澤祥，許志華.繼電保護裝置動作邏輯的數(shù)字仿真系統(tǒng).電力系統(tǒng)自動化，2006，30（14）.

[2]郭征，賀家李，楊洪平.電力系統(tǒng)故障時繼電保護裝置動態(tài)特性的數(shù)字仿真.電力系統(tǒng)自動化，2003，27（11）：38-40.