220kV智能变电站混合仿真系统开发
发布时间：2021-01-08 11:16
随着智能电网概念的提出,以及智能变电站的快速普及,大量新技术被运用到电力网络中,目前新建的变电站相比于传统变电站已经存在很大的不同。因此有必要开发出一套适用于智能变电站的仿真系统用于培训和仿真研究。本文提出了一种针对智能变电站的混合仿真技术。该混合仿真技术将造价高昂、发生事故危害性大,但技术更新相对缓慢的变电站一次系统由计算机软件虚拟实现;与运行操作人员息息相关,且技术更新迅速的变电站二次侧设备采用真实的物理设备。采用该技术开发的智能变电站混合仿真系统可以最大限度地平衡电力企业对系统经济性和可升级性的要求,帮助电力企业快速培养出一批技术过硬的智能变电站运行检修人员。本文根据220kV变电站的常规组成与工作原理,以及变电站应用仿真的需要,完成了一座220kV变电站一次系统的原型设计。在此基础上,本文开发了该变电站仿真系统的支撑模块,实现了变电站拓扑分析、潮流计算、继电保护设备仿真、主变过负荷报警和带负荷操作隔离开关事故判断等功能,并提供了一个简易的变电站监控中心用于人机交互。为了增强该仿真系统的沉浸体验效果,本文使用了 OSG三维图形引擎构建了一个完整的变电站三维仿真场景,并实现了变电站...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.1.1 变电站混合仿真技术
1.1.2 智能变电站
1.2 国内外研究现状
1.3 课题来源和研究目标
1.4 论文的组织结构
2 智能变电站混合仿真系统总体设计
2.1 变电站仿真运行实验室现状分析
2.2 变电站仿真运行实验室改造需求分析
2.3 智能变电站混合仿真系统框架设计
2.4 智能变电站混合仿真系统开发的关键技术
2.4.1 变电站一次系统设计
2.4.2 变电站仿真支撑模块设计
2.4.3 变电站三维场景模块设计
2.4.4 智能变电站混合仿真系统通讯模块设计
2.5 本章小结
3 变电站一次系统设计
3.1 变电站建站原始数据
3.2 变压器选择
3.2.1 负荷统计分析
3.2.2 主变压器选择
3.2.3 站用变压器选择
3.3 无功补偿装置选择
3.4 电气主接线设计
3.5 电气布置及配电装置
3.6 变电站设备统一编号
3.7 本章小结
4 变电站仿真支撑模块设计
4.1 电力系统各主要元件等值电路和参数计算
4.1.1 输电线路
4.1.2 主变压器
4.1.3 站用变压器
4.1.4 并联电容器
4.2 变电站拓扑分析
4.2.1 数据结构
4.2.2 变电站拓扑搜索算法
4.3 潮流计算
4.3.1 形成节点导纳矩阵
4.3.2 牛顿拉夫逊潮流算法
4.4 继电保护设备仿真
4.5 主变过负荷报警
4.6 带负荷开关隔离开关事故判断
4.7 变电站仿真总体流程
4.8 监控中心界面设计
4.9 本章小结
5 变电站三维场景模块设计
5.1 变电站一次设备几何建模
5.2 变电站三维场景驱动
5.2.1 OSG三维图形引擎
5.2.2 变电站三维模型文件导入
5.2.3 变电站三维场景实时渲染
5.3 变电站开关动画控制
5.4 变电站三维场景漫游与碰撞检测
5.5 变电站三维场景优化
5.6 本章小结
6 智能变电站混合仿真系统通讯模块设计
6.1 IEC 61850协议
6.1.1 GOOSE服务
6.1.2 SV服务
6.2 智能变电站混合仿真系统通讯模块实施方案设计
6.3 MMS协议
6.3.1 MMS协议的通讯流程
6.3.2 MMS协议与IEC 61850协议的映射关系
6.4 智能变电站通信协议转发装置
6.5 变电站纯软件仿真模块通讯接口设计
6.5.1 libIEC61850类库
6.5.2 MMS报告服务
6.5.3 MMS控制服务
6.6 智能变电站混合仿真系统通讯模块测试
6.7 本章小结
7 总结与展望
7.1 本文工作总结
7.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
附录A 潮流计算结果
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用OSG三维图形渲染引擎实现的骨骼动画[J]. 段辉丽,唐丽玉. 计算机工程与应用. 2015(03)
[2]基于PQ分解法的含分布式电源的配电网潮流计算研究[J]. 马超,李春兰,岳勇,石砦. 沈阳农业大学学报. 2013(03)
[3]虚拟现实技术及其应用[J]. 刘科文. 数字技术与应用. 2012(10)
[4]虚拟现实软件研究[J]. 赵蔚,段红. 计算机技术与发展. 2012(02)
[5]基于IEC61850标准变电站的通信网络和系统协议[J]. 苏志明. 自动化应用. 2011(05)
[6]智能变电站及技术特点分析[J]. 李孟超,王允平,李献伟,王峰,蔡卫锋. 电力系统保护与控制. 2010(18)
[7]500kV配电装置悬吊式管母线技术的应用[J]. 黄进铭. 企业科技与发展. 2007(18)
[8]浅谈现代仿真技术[J]. 李爽,姬婧,刘志贺. 商场现代化. 2007(21)
[9]220kV屋外悬吊式管母线结构尺寸的设计[J]. 陆平,丁健,沈扬. 电力建设. 2005(12)
[10]220kV集控站及无人值班变电站的仿真培训系统[J]. 俞涛,吴国忠. 华东电力. 2004(04)
博士论文
[1]基于RTDS的交直流系统实时数字仿真方法研究与实现[D]. 贾旭东.华北电力大学（河北） 2009
硕士论文
[1]基于三维全景快速建模的变电站可视化的研究和应用[D]. 赵春林.山东大学 2013
[2]配电变压器的经济运行方式研究[D]. 徐丹.华北电力大学 2013
[3]三维变电站仿真场景生成系统的研究与实现[D]. 张岚.华北电力大学（北京） 2011
[4]基于RTDS的大规模交直流电力系统仿真建模研究[D]. 杨玲.华北电力大学（河北） 2010
[5]OGRE在变电站仿真系统中的应用[D]. 王径迤.天津大学 2009
[6]配电网拓扑分析方法研究[D]. 梁洪.电子科技大学 2008
[7]变电站仿真培训中培训管理系统的研究[D]. 梁小茹.华北电力大学（北京） 2008
[8]基于分布式虚拟现实的虚拟变电站培训系统的研究和实现[D]. 闵承志.华北电力大学（北京） 2007
[9]变电站数字物理混合仿真培训系统的研究与应用[D]. 周鑫.华北电力大学（北京） 2006
[10]电力系统图形程序开发及故障仿真培训专家系统[D]. 刘伟.郑州大学 2004
本文编号：2964498
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.1.1 变电站混合仿真技术
1.1.2 智能变电站
1.2 国内外研究现状
1.3 课题来源和研究目标
1.4 论文的组织结构
2 智能变电站混合仿真系统总体设计
2.1 变电站仿真运行实验室现状分析
2.2 变电站仿真运行实验室改造需求分析
2.3 智能变电站混合仿真系统框架设计
2.4 智能变电站混合仿真系统开发的关键技术
2.4.1 变电站一次系统设计
2.4.2 变电站仿真支撑模块设计
2.4.3 变电站三维场景模块设计
2.4.4 智能变电站混合仿真系统通讯模块设计
2.5 本章小结
3 变电站一次系统设计
3.1 变电站建站原始数据
3.2 变压器选择
3.2.1 负荷统计分析
3.2.2 主变压器选择
3.2.3 站用变压器选择
3.3 无功补偿装置选择
3.4 电气主接线设计
3.5 电气布置及配电装置
3.6 变电站设备统一编号
3.7 本章小结
4 变电站仿真支撑模块设计
4.1 电力系统各主要元件等值电路和参数计算
4.1.1 输电线路
4.1.2 主变压器
4.1.3 站用变压器
4.1.4 并联电容器
4.2 变电站拓扑分析
4.2.1 数据结构
4.2.2 变电站拓扑搜索算法
4.3 潮流计算
4.3.1 形成节点导纳矩阵
4.3.2 牛顿拉夫逊潮流算法
4.4 继电保护设备仿真
4.5 主变过负荷报警
4.6 带负荷开关隔离开关事故判断
4.7 变电站仿真总体流程
4.8 监控中心界面设计
4.9 本章小结
5 变电站三维场景模块设计
5.1 变电站一次设备几何建模
5.2 变电站三维场景驱动
5.2.1 OSG三维图形引擎
5.2.2 变电站三维模型文件导入
5.2.3 变电站三维场景实时渲染
5.3 变电站开关动画控制
5.4 变电站三维场景漫游与碰撞检测
5.5 变电站三维场景优化
5.6 本章小结
6 智能变电站混合仿真系统通讯模块设计
6.1 IEC 61850协议
6.1.1 GOOSE服务
6.1.2 SV服务
6.2 智能变电站混合仿真系统通讯模块实施方案设计
6.3 MMS协议
6.3.1 MMS协议的通讯流程
6.3.2 MMS协议与IEC 61850协议的映射关系
6.4 智能变电站通信协议转发装置
6.5 变电站纯软件仿真模块通讯接口设计
6.5.1 libIEC61850类库
6.5.2 MMS报告服务
6.5.3 MMS控制服务
6.6 智能变电站混合仿真系统通讯模块测试
6.7 本章小结
7 总结与展望
7.1 本文工作总结
7.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
附录A 潮流计算结果
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用OSG三维图形渲染引擎实现的骨骼动画[J]. 段辉丽,唐丽玉. 计算机工程与应用. 2015(03)
[2]基于PQ分解法的含分布式电源的配电网潮流计算研究[J]. 马超,李春兰,岳勇,石砦. 沈阳农业大学学报. 2013(03)
[3]虚拟现实技术及其应用[J]. 刘科文. 数字技术与应用. 2012(10)
[4]虚拟现实软件研究[J]. 赵蔚,段红. 计算机技术与发展. 2012(02)
[5]基于IEC61850标准变电站的通信网络和系统协议[J]. 苏志明. 自动化应用. 2011(05)
[6]智能变电站及技术特点分析[J]. 李孟超,王允平,李献伟,王峰,蔡卫锋. 电力系统保护与控制. 2010(18)
[7]500kV配电装置悬吊式管母线技术的应用[J]. 黄进铭. 企业科技与发展. 2007(18)
[8]浅谈现代仿真技术[J]. 李爽,姬婧,刘志贺. 商场现代化. 2007(21)
[9]220kV屋外悬吊式管母线结构尺寸的设计[J]. 陆平,丁健,沈扬. 电力建设. 2005(12)
[10]220kV集控站及无人值班变电站的仿真培训系统[J]. 俞涛,吴国忠. 华东电力. 2004(04)
博士论文
[1]基于RTDS的交直流系统实时数字仿真方法研究与实现[D]. 贾旭东.华北电力大学（河北） 2009
硕士论文
[1]基于三维全景快速建模的变电站可视化的研究和应用[D]. 赵春林.山东大学 2013
[2]配电变压器的经济运行方式研究[D]. 徐丹.华北电力大学 2013
[3]三维变电站仿真场景生成系统的研究与实现[D]. 张岚.华北电力大学（北京） 2011
[4]基于RTDS的大规模交直流电力系统仿真建模研究[D]. 杨玲.华北电力大学（河北） 2010
[5]OGRE在变电站仿真系统中的应用[D]. 王径迤.天津大学 2009
[6]配电网拓扑分析方法研究[D]. 梁洪.电子科技大学 2008
[7]变电站仿真培训中培训管理系统的研究[D]. 梁小茹.华北电力大学（北京） 2008
[8]基于分布式虚拟现实的虚拟变电站培训系统的研究和实现[D]. 闵承志.华北电力大学（北京） 2007
[9]变电站数字物理混合仿真培训系统的研究与应用[D]. 周鑫.华北电力大学（北京） 2006
[10]电力系统图形程序开发及故障仿真培训专家系统[D]. 刘伟.郑州大学 2004
本文编号：2964498
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