夏 勇

（长江工程职业技术学院，武汉，430212）

通过培训仿真，可让广大的电力工作者有着更好的实战的经验，从而在电力发生故障的可更好、更快的做出反应，以此将相关的损失成本降到最低。而继电保护作为电力中重要的部分，对其进行仿真培训，更是在当前电力发展的高峰时期显得尤其必要。

1 系统整体架构设计

该仿真平台的组成则主要包括实时分布式实时数据库、虚拟继电保护测试仪以及继电保护的仿真装置。其具体的构成则如图1所示。

图1 系统整体架构设计

其中，测试仪的作用是对相关的实验条件和参数进行设定，并输出试验的信号，仿真过程和输出结果。继电保护的仿真装置则主要是接收虚拟器发出的信号，并将模拟真实的保护装置的相关逻辑，以此查看其模拟的结果是否与实际的故障结果一致。而其中的分布式实时系统则主要作为系统的数据处理中心，其采用分布式结构，这主要是因为该结构可实现数据库与多台机器连接，并有效实现对数据的同步。

而系统的功能则根据系统的需要，通过前台和后台来对其进行实现。前台则分为图形界面、测试仪功能和保护装置仿真功能，全部通过图形界面来实现；而后台则为数据库。而该模块的功能设计为透明，同时其接口都是通过ODBC接口来实现对数据的驱动访问。

而在对系统进行整体开发的布局是，将其分为三个不同的部分进行。对数据库的开发采用Acess数据库，该数据库是微软公司将数据库的引擎的图形界面与软件工具相结合的数据库管理系统，从而使得其成为图形图像开发的专用数据库。因此，仿真平台的主程序则采用VC++6.0，继电保护仿真的算法和测试的功能的实现采用FORTRAN语言来对程序进行编写。同时，对其进行的开发则通过主程序对不同功能的调用，并通过与数据库的连接实现对整个系统的测试。

2 继电保护仿真模型构建

2.1 模型构建原理

对继电保护的仿真模型构建，其包括各种不同的模块和元件，但是其都有个共性，就是数据都属于某个类别。因此，在对系统进行开发的时候，其采取的原则是根据不同的模块，采用不同的算法。同时借助他们的共性，将其分成若干个不同的参数标志，并对属性进行界定，并通过属性实现对其仿真。

2.2 模块之间的搭接的原理

模块之间的搭建其本质就是通过连接数显不同模块间的数据连接。在系统的内部，数据的连接关系主要是通过相连的输入变量和输出变量形成统一的变量名，并进而通过共享内存的方式来实现内部的模块连接。而其搭接的规则主要以下几点：

第一是输入和输出变量都必须包含三个要素，即序号、数值、变量名；

第二则为输入的变量可以包含有变量名，同时也可以没有变量名；而无变量名当中的各个输入的变量是相互独立的，与其他的无任何的关系；输入变量其可以同名，也可不同；同名的则共享相同内存党员，并在任何的情况下，其状态都是相同的。

第三是对输出变量的定义，是其必须有变量名，并且不同的变量名之间其不能出现同名的方式，换句话说其是唯一的。

第四是当输入的变量和输出的变量子啊出现同名的时候，其就意味着两者之间已经建立了某种连接，并具备第二条中的状态相同、内存单元共享等；

第五则是两个变量的数值因为其工况的不同，而有细小的差别，但是其变量名整体来看是不变的。因为模块之前的关系在仿真平台建立相应的保护模型之后做出了确定，并不随着模型的运行而出现改变，因此，如果需要修改模块间的关系，则必须退出仿真平添，并重新进入编辑界面，方可实现对其关系的重新定义。

最后模型中的系数不会随着模型的运行而不断的变化，而要对其进行调整，则必须对系数进行调整人工的调整方可实现。

3 仿真模型试验

对该测试保护装置的仿真设计，则主要以空载、发生故障、断路器动作和重合闸作为仿真的实验设计。其具体的过程如下：

第一，当系统在处于空载的时候，其仿真系统的电流信号显示为零。仿真的电压则为原本电源电压当中的PT二次值；

第二，当输电线路出现各种短路的障碍的时候，线路上则会出现仿真电流，其仿真的数据则为在故障的状态下，母线CT所输出的故障电流和电压。而如果在故障发生后，通过设定保护装置的动作，测试仪则可继续的发送实时的障碍信号，并对断路器的动作进行机械模拟，从而直到断路器断开。如在故障发生的时间段之内，保护装置没有发出相应的动作，则该仿真实验则停止。

图2 两相短路接地时的复合序网图

以两相接地短路为例，假定电路中的BC出现两相短路，从而可表示出点K的用序分量表示的边界条件方程。由此我们可以得出其复合序网图。

通过对其序分量的求解，从而可得出：

并偶此可求出在正、负、零序网中安装保护的电压的序分量：

通过上述的公式，将相关的序分量带入软件当中，从而求解出M支路当中的三相电流和电压的值。

第三则是在断路器断开之后的相关数据的仿真。而该过程的仿真主要测试断开后的仿真数据流；并执行在重合闸有无动作的信号。如果有，则自动跳转进入下一个仿真步骤，即重合后的系统仿真，如没有，则自动结束。

第四步则是在动作发出后的相关仿真数据。同时在对系统进行设计的时候，分为永久性和暂时性两种故障。分别对这两种故障进行数据的仿真，并得出结果。

4 数据接口的实现

对不同的功能模块，采用不同的算法等，但是对其数据库的驱动的统一采用ODBC接口进行数据的访问。该接口是微软公司推出的实现数据存储等功能的标准接口，并通过统一规范的API进行规范。而针对其中大量的数据，通过该接口，可实现对不同数据格式的访问。

5 结束语

继电保护仿真平台作为一个非常复杂的平台，在对其进行设计的时候，包含着很多的技术，本文利用计算机技术中常用的面向对象技术，对系统的用例角色进行分析，从而根据不同的使用对象，设计出了可用于对电力工作者培训的系统，对提高电力工作者的业务水平和素质具有一定的意义。

[1]杨奇逊,黄少锋.微机型继电保护基础[M].北京:中国电力出版社,第2版,2005.

[2]高湛军,陈青,程婷婷,等.应用于电网故障诊断的统一信息模型[J].电力系统6动化,2010' 34(9): 49—52.