基于指令流的智能变电站实时数字解算器

摘要

智能变电站作为智能电网建设的基础，是未来变电站发展的必然选择。它对于提高变电站自动化水平和设备运行的可靠性，对于解决人类社会面临的能源和环境问题具有重要的意义。电力系统实时数字仿真为智能变电站的建设、维护、运行和研究提供了重要的技术手段，研究如何提高变电站仿真规模及完成智能变电站实时仿真数据通信具有重要的现实意义。 为了扩大变电站实时仿真的规模，本文提出一种适合多值系数预存法的用0/108S 电导描述的进出线单元仿真模型，对该模型进行等效化简。在此基础上，设计了多值系数寻址电路作为指令流分解的一部分，有效地减轻了运算组件的计算负担。然后，设计了SV报文组包和GOOSE报文解析的以太网通信模块，使FRTDS 能够与智能变电站数字继电保护装置等二次设备进行数据通信。此外，将多值系数寻址电路与多值系数引导字关联，SV报文组包模块和GOOSE报文解析模块与报文以太网帧的APPID关联，利用指令流对多值系数寻址电路、SV报文组包模块和GOOSE报文解析模块进行对象重构，提高了实时解算器的通用性和灵活性。最后，介绍了基于现场可编程门阵列的实时数字解算器FRTDS的硬件结构及软件编译平台，搭建了一个基于FRTDS的智能变电站硬件在环实时仿真平台，以典型的 220kV 智能变电站为例，验证了该解算器的仿真计算能力和硬件在环能力。

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