通過(guò)培訓(xùn)仿真，可讓廣大的電力工作者有著更好的實(shí)戰(zhàn)的經(jīng)驗(yàn)，從而在電力發(fā)生故障的可更好、更快的做出反應(yīng)，以此將相關(guān)的損失成本降到*低。而繼電保護(hù)作為電力中重要的部分，對(duì)其進(jìn)行仿真培訓(xùn)，更是在當(dāng)前電力發(fā)展的高峰時(shí)期顯得尤其必要。
1 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)
該仿真平臺(tái)的組成則主要包括實(shí)時(shí)分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬繼電保護(hù)測(cè)試儀以及繼電保護(hù)的仿真裝置。其具體的構(gòu)成則如圖1 所示。
其中，測(cè)試儀的作用是對(duì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)條件和參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，并輸出試驗(yàn)的信號(hào)，仿真過(guò)程和輸出結(jié)果。繼電保護(hù)的仿真裝置則主要是接收虛擬器發(fā)出的信號(hào)，并將模擬真實(shí)的保護(hù)裝置的相關(guān)邏輯，以此查看其模擬的結(jié)果是否與實(shí)際的故障結(jié)果一致。而其中的分布式實(shí)時(shí)系統(tǒng)則主要作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，其采用分布式結(jié)構(gòu)，這主要是因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)與多臺(tái)機(jī)器連接，并有效實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的同步。
而系統(tǒng)的功能則根據(jù)系統(tǒng)的需要，通過(guò)前臺(tái)和后臺(tái)來(lái)對(duì)其進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。前臺(tái)則分為圖形界面、測(cè)試儀功能和保護(hù)裝置仿真功能，全部通過(guò)圖形界面來(lái)實(shí)現(xiàn) ；而后臺(tái)則為數(shù)據(jù)庫(kù)。而該模塊的功能設(shè)計(jì)為透明，同時(shí)其接口都是通過(guò) ODBC 接口來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)訪問(wèn)。
而在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體開(kāi)發(fā)的布局是，將其分為三個(gè)不同的部分進(jìn)行。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)采用 Acess 數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)是微軟公司將數(shù)據(jù)庫(kù)的引擎的圖形界面與軟件工具相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，從而使得其成為圖形圖像開(kāi)發(fā)的專用數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，仿真平臺(tái)的主程序則采用 VC++6.0，繼電保護(hù)仿真的算法和測(cè)試的功能的實(shí)現(xiàn)采用 FORTRAN 語(yǔ)言來(lái)對(duì)程序進(jìn)行編寫。同時(shí)，對(duì)其進(jìn)行的開(kāi)發(fā)則通過(guò)主程序?qū)Σ煌δ艿恼{(diào)用，并通過(guò)與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)試。
2 繼電保護(hù)仿真模型構(gòu)建
2.1 模型構(gòu)建原理
對(duì)繼電保護(hù)的仿真模型構(gòu)建，其包括各種不同的模塊和元件，但是其都有個(gè)共性，就是數(shù)據(jù)都屬于某個(gè)類別。因此，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的時(shí)候，其采取的原則是根據(jù)不同的模塊，采用不同的算法。同時(shí)借助他們的共性，將其分成若干個(gè)不同的參數(shù)標(biāo)志，并對(duì)屬性進(jìn)行界定，并通過(guò)屬性實(shí)現(xiàn)對(duì)其仿真。
2.2 模塊之間的搭接的原理
模塊之間的搭建其本質(zhì)就是通過(guò)連接數(shù)顯不同模塊間的數(shù)據(jù)連接。在系統(tǒng)的內(nèi)部，數(shù)據(jù)的連接關(guān)系主要是通過(guò)相連的輸入變量和輸出變量形成統(tǒng)一的變量名，并進(jìn)而通過(guò)共享內(nèi)存的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的模塊連接。而其搭接的規(guī)則主要以下幾點(diǎn) ：**是輸入和輸出變量都必須包含三個(gè)要素，即序號(hào)、數(shù)值、變量名 ；**則為輸入的變量可以包含有變量名，同時(shí)也可以沒(méi)有變量名 ；而無(wú)變量名當(dāng)中的各個(gè)輸入的變量是相互獨(dú)立的，與其他的無(wú)任何的關(guān)系 ；輸入變量其可以同名，也可不同 ；同名的則共享相同內(nèi)存黨員，并在任何的情況下，其狀態(tài)都是相同的。第三是對(duì)輸出變量的定義，是其必須有變量名，并且不同的變量名之間其不能出現(xiàn)同名的方式，換句話說(shuō)其是**的。第四是當(dāng)輸入的變量和輸出的變量子啊出現(xiàn)同名的時(shí)候，其就意味著兩者之間已經(jīng)建立了某種連接，并具備**條中的狀態(tài)相同、內(nèi)存單元共享等 ；第五則是兩個(gè)變量的數(shù)值因?yàn)槠涔r的不同，而有細(xì)小的差別，但是其變量名整體來(lái)看是不變的。因?yàn)槟K之前的關(guān)系在仿真平臺(tái)建立相應(yīng)的保護(hù)模型之后做出了確定，并不隨著模型的運(yùn)行而出現(xiàn)改變，因此，如果需要修改模塊間的關(guān)系，則必須退出仿真平添，并重新進(jìn)入編輯界面，方可實(shí)現(xiàn)對(duì)其關(guān)系的重新定義。*后模型中的系數(shù)不會(huì)隨著模型的運(yùn)行而不斷的變化，而要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，則必須對(duì)系數(shù)進(jìn)行調(diào)整人工的調(diào)整方可實(shí)現(xiàn)。
3 仿真模型試驗(yàn)
對(duì)該測(cè)試保護(hù)裝置的仿真設(shè)計(jì)，則主要以空載、發(fā)生故障、斷路器動(dòng)作和重合閘作為仿真的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。其具體的過(guò)程如下 ：**，當(dāng)系統(tǒng)在處于空載的時(shí)候，其仿真系統(tǒng)的電流信號(hào)顯示為零。仿真的電壓則為原本電源電壓當(dāng)中的 PT 二次值 ；**，當(dāng)輸電線路出現(xiàn)各種短路的障礙的時(shí)候，線路上則會(huì)出現(xiàn)仿真電流，其仿真的數(shù)據(jù)則為在故障的狀態(tài)下，母線 CT 所輸出的故障電流和電壓。而如果在故障發(fā)生后，通過(guò)設(shè)定保護(hù)裝置的動(dòng)作，測(cè)試儀則可繼續(xù)的發(fā)送實(shí)時(shí)的障礙信號(hào)，并對(duì)斷路器的動(dòng)作進(jìn)行機(jī)械模擬，從而直到斷路器斷開(kāi)。如在故障發(fā)生的時(shí)間段之內(nèi)，保護(hù)裝置沒(méi)有發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作，則該仿真實(shí)驗(yàn)則停止。
以兩相接地短路為例，假定電路中的 BC 出現(xiàn)兩相短路，從而可表示出點(diǎn) K 的用序分量表示的邊界條件方程。由此我們可以得出其復(fù)合序網(wǎng)圖。
（1）通過(guò)對(duì)其序分量的求解，從而可得出 ：
（2）并偶此可求出在正、負(fù)、零序網(wǎng)中安裝保護(hù)的電壓的序分量：
（3）通過(guò)上述的公式，將相關(guān)的序分量帶入軟件當(dāng)中，從而求解出 M 支路當(dāng)中的三相電流和電壓的值。
第三則是在斷路器斷開(kāi)之后的相關(guān)數(shù)據(jù)的仿真。而該過(guò)程的仿真主要測(cè)試斷開(kāi)后的仿真數(shù)據(jù)流 ；并執(zhí)行在重合閘有無(wú)動(dòng)作的信號(hào)。如果有，則自動(dòng)跳轉(zhuǎn)進(jìn)入下一個(gè)仿真步驟，即重合后的系統(tǒng)仿真，如沒(méi)有，則自動(dòng)結(jié)束。
第四步則是在動(dòng)作發(fā)出后的相關(guān)仿真數(shù)據(jù)。同時(shí)在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，分為長(zhǎng)久性和暫時(shí)性兩種故障。分別對(duì)這兩種故障進(jìn)行數(shù)據(jù)的仿真，并得出結(jié)果。
4 數(shù)據(jù)接口的實(shí)現(xiàn)
對(duì)不同的功能模塊，采用不同的算法等，但是對(duì)其數(shù)據(jù)庫(kù)的驅(qū)動(dòng)的統(tǒng)一采用 ODBC 接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。該接口是微軟公司推出的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能的標(biāo)準(zhǔn)接口，并通過(guò)統(tǒng)一規(guī)范的 API進(jìn)行規(guī)范。而針對(duì)其中大量的數(shù)據(jù)，通過(guò)該接口，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同數(shù)據(jù)格式的訪問(wèn)。
5 結(jié)束語(yǔ)
繼電保護(hù)仿真平臺(tái)作為一個(gè)非常復(fù)雜的平臺(tái)，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，包含著很多的技術(shù)，本文利用計(jì)算機(jī)技術(shù)中常用的面向?qū)ο蠹夹g(shù)，對(duì)系統(tǒng)的用例角色進(jìn)行分析，從而根據(jù)不同的使用對(duì)象，設(shè)計(jì)出了可用于對(duì)電力工作者培訓(xùn)的系統(tǒng)，對(duì)提高電力工作者的業(yè)務(wù)水平和素質(zhì)具有一定的意義。
