技术领域
[0001] 本
发明涉及电
力系统测试技术领域，尤其涉及一种发电厂计算机监控系统的仿真闭环测试系统及方法。
背景技术
[0002] 发电厂计算机监控系统是利用数字
电子计算机对发电厂的
电能生产过程进行监视、控制和调节的设备和装置，其中AGC和AVC是发电厂计算机监控系统最基本最重要的控制和调节功能。
[0003] 目前发电厂计算机监控系统测试包括功能开环测试和现场闭环测试两部分。现场闭环测试是在现场安装后，接入实际
电网进行测试，特点是流程复杂，尤其是涉及到调度授权，而且测试会直接影响实际电网的运行和具有一定的
风险。
发明内容
[0004] 本发明
实施例的目的是提供一种发电厂计算机监控系统的仿真闭环测试系统及方法，能进行发电厂计算机监控系统的仿真闭环测试，且不会影响实际电网的运行和安全性高。
[0005] 为实现上述目的，本发明一实施例提供了一种发电厂计算机监控系统的仿真闭环测试系统，包括电力系统实时仿真子系统、仿真
接口卡、调度自动化子系统和发电厂计算机监控子系统；其中，
[0006] 所述电力系统实时仿真子系统，连接于所述发电厂计算机监控子系统与所述仿真接口卡之间，用于根据发电控制指令进行电力系统的仿真计算，得到电力系统的系统仿真结果；
[0007] 所述仿真接口卡，连接于所述电力系统实时仿真子系统与所述调度自动化子系统之间，用于将所述系统仿真结果传输给所述调度自动化子系统；
[0008] 所述调度自动化子系统，其输入端与所述仿真接口卡连接，并通过无线通讯与所述发电厂计算机监控子系统建立连接，用于根据电力系统的控制目标和所述系统仿真结果作出发电遥调指令；
[0009] 所述发电厂计算机监控子系统，用于根据所述发电遥调指令作出发电控制指令。
[0010] 优选地，所述电力系统实时仿真子系统包括发
电机组仿真模
块和电力系统仿真装置；其中，
[0011] 所述
发电机组仿真模块的第一输入/输出端与所述发电厂计算机监控子系统的输入/输出端连接，所述发电机组仿真模块的第二输入/输出端与所述电力系统仿真装置的输入/输出端连接，用于对发电机组进行仿真计算，得到对应发电厂的发电厂仿真结果，并上传至所述电力系统仿真装置；
[0012] 所述电力系统仿真装置的输出端与所述仿真接口卡的输入端连接，用于对电力系统进行仿真计算，得到所述系统仿真结果。
[0013] 优选地，所述调度自动化子系统包括前置模块、SCADA模块和发电控制主站，其中，[0014] 所述前置模块的输入端与所述仿真接口卡的输出端连接，所述前置模块的输入/输出端与所述SCADA模块的第一输入/输出端连接，所述前置模块与所述发电厂计算机监控子系统通过无线通讯建立连接，用于将所述系统仿真结果上传至所述SCADA模块中，和将所述发电遥调指令发送至所述发电厂计算机监控子系统；
[0015] 所述SCADA模块的第二输入/输出端与所述发电控制主站的输入/输出端连接，用于根据所述系统仿真结果进行数据补齐并上传至所述发电控制主站，和接收所述发电控制主站下发的所述发电遥调指令；
[0016] 所述发电控制主站，用于根据电力系统的控制目标和所述系统仿真结果作出所述发电遥调指令，并下发至所述SCADA模块。
[0017] 优选地，所述发电厂计算机监控子系统包括发电控制执行子站；其中，所述发电控制执行子站通过无线通讯与所述前置模块建立连接，所述发电控制执行子站的输入/输出端与所述发电机组仿真模块的第一输入/输出端连接，用于接收所述前置模块发送的所述发电遥调指令，和将所述发电控制指令发送至所述发电机组仿真模块。
[0018] 本发明另一实施例提供了一种发电厂计算机监控系统的仿真闭环测试方法，包括以下步骤：
[0019] 电力系统实时仿真子系统在预设的控制周期内对整个电力系统进行仿真计算，得到系统仿真结果；
[0020] 所述电力系统实时仿真子系统通过仿真接口卡将所述系统仿真结果传输至调度自动化子系统；
[0021] 所述调度自动化子系统对所述系统仿真结果进行数据补齐，并根据电力系统控制目标，作出发电遥调指令，并发送给发电厂计算机监控子系统；
[0022] 所述发电厂计算机监控子系统接收到所述发电遥调指令后，根据发电机组目前状态，作出发电控制指令，并发送至所述电力系统实时仿真子系统，以使所述电力系统实时仿真子系统进入下一个控制周期。
[0023] 优选地，所述电力系统实时仿真子系统在预设的控制周期内对整个电力系统进行仿真计算，得到系统仿真结果，具体包括：
[0024] 在预设的控制周期内，所述电力系统实时仿真子系统的发电机组仿真模块对发电机组进行仿真计算，得到对应发电厂的发电厂仿真结果，并上传至电力系统仿真装置；
[0025] 所述电力系统仿真装置根据所述发电厂仿真结果，对整个电力系统进行仿真计算，得到系统仿真结果。
[0026] 优选地，所述电力系统实时仿真子系统通过仿真接口卡将所述系统仿真结果传输至调度自动化子系统，具体包括：
[0027] 所述电力系统实时仿真子系统中的所述电力系统仿真装置将所述系统仿真结果传输至所述仿真接口卡；
[0028] 所述仿真接口卡接收所述系统仿真结果后，再传输至所述调度自动化子系统的前置模块。
[0029] 优选地，所述调度自动化子系统对所述系统仿真结果进行数据补齐，并根据电力系统控制目标，作出发电遥调指令，并发送给发电厂计算机监控子系统，具体包括：
[0030] 所述调度自动化子系统的前置模块接收到所述系统仿真结果后，上传至SCADA模块；
[0031] 所述SCADA模块对所述系统仿真结果进行数据补齐，得到整个电力系统的系统运行参数，并上传至发电控制主站；
[0032] 所述发电控制主站接收到所述系统运行参数后，根据电力系统控制目标，作出发电遥调指令，并下发至所述SCADA模块；
[0033] 所述SCADA模块将所述发电遥调指令传输至所述前置模块，通过所述前置模块发送给所述发电厂计算机监控子系统。
[0034] 与
现有技术相比，本发明实施例所提供的一种发电厂计算机监控系统的仿真闭环测试系统及方法，通过将发电厂计算机监控系统与电力系统实时仿真子系统、调度自动化子系统联系起来，搭建成一个仿真闭环测试系统，从而通过仿真闭环测试系统完成发电厂计算机监控系统的闭环测试，减少对电网的影响和降低测试风险。
附图说明
[0035] 图1是本发明一实施例提供的一种发电厂计算机监控系统的仿真闭环测试系统的结构示意图；
[0036] 图2是本发明一实施例提供的一种发电厂计算机监控系统的仿真闭环测试方法的流程示意图。
具体实施方式
[0037] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038] 参见图1，是本发明实施例1提供的一种发电厂计算机监控系统的仿真闭环测试系统的结构示意图，所述系统包括电力系统实时仿真子系统、仿真接口卡、调度自动化子系统和发电厂计算机监控子系统；其中，
[0039] 所述电力系统实时仿真子系统，连接于所述发电厂计算机监控子系统与所述仿真接口卡之间，用于根据发电控制指令进行电力系统的仿真计算，得到电力系统的系统仿真结果；
[0040] 所述仿真接口卡，连接于所述电力系统实时仿真子系统与所述调度自动化子系统之间，用于将所述系统仿真结果传输给所述调度自动化子系统；
[0041] 所述调度自动化子系统，其输入端与所述仿真接口卡连接，并通过无线通讯与所述发电厂计算机监控子系统建立连接，用于根据电力系统的控制目标和所述系统仿真结果作出发电遥调指令；
[0042] 所述发电厂计算机监控子系统，用于根据所述发电遥调指令作出发电控制指令。
[0043] 具体地，一种发电厂计算机监控系统的仿真闭环测试系统包括电力系统实时仿真子系统、仿真接口卡、调度自动化子系统和发电厂计算机监控子系统。其中，[0044] 电力系统实时仿真子系统，连接于发电厂计算机监控子系统与仿真接口卡之间，用于根据发电控制指令进行电力系统的仿真计算，得到电力系统的系统仿真结果。一般地，电力系统包括多个发电厂，每个发电厂包括多台发电机组。电力系统实时仿真子系统就是对整个电力系统进行实时仿真，从而得到电力系统的系统仿真结果。优选地，电力系统实时仿真子系统采用的实时仿真器为RTDS。
[0045] 仿真接口卡，连接于电力系统实时仿真子系统与调度自动化子系统之间，用于将系统仿真结果传输给调度自动化子系统。优选地，仿真接口卡为GTNET板卡。仿真接口卡实现电力系统实时仿真子系统与调度自动化子系统的数据交互。
[0046] 调度自动化子系统，其输入端与仿真接口卡连接，并通过无线通讯与发电厂计算机监控子系统建立连接，用于根据电力系统的控制目标和系统仿真结果作出发电遥调指令。调度自动化子系统主要是根据整个电力系统的运行情况进行电力分配，以更好地达到控制目标。
[0047] 发电厂计算机监控子系统，用于根据发电遥调指令作出发电控制指令。发电厂计算机监控子系统是针对于一个发电厂的，主要是利用数字电子计算机对发电厂电能生产过程进行监视、控制和调节，其中AGC和AVC是发电厂计算机监控子系统最基本最重要的控制和调节功能。
[0048] 本发明实施例1所提供的一种发电厂计算机监控系统的仿真闭环测试系统，通过将发电厂计算机监控系统与电力系统实时仿真子系统、调度自动化子系统联系起来，搭建成一个仿真闭环测试系统，从而通过仿真闭环测试系统完成发电厂计算机监控系统的闭环测试，减少对电网的影响和降低测试风险。
[0049] 作为上述方案的改进，所述电力系统实时仿真子系统包括发电机组仿真模块和电力系统仿真装置；其中，
[0050] 所述发电机组仿真模块的第一输入/输出端与所述发电厂计算机监控子系统的输入/输出端连接，所述发电机组仿真模块的第二输入/输出端与所述电力系统仿真装置的输入/输出端连接，用于对发电机组进行仿真计算，得到对应发电厂的发电厂仿真结果，并上传至所述电力系统仿真装置；
[0051] 所述电力系统仿真装置的输出端与所述仿真接口卡的输入端连接，用于对电力系统进行仿真计算，得到所述系统仿真结果。
[0052] 具体地，电力系统实时仿真子系统包括发电机组仿真模块和电力系统仿真装置；其中，
[0053] 发电机组仿真模块的第一输入/输出端与发电厂计算机监控子系统的输入/输出端连接，发电机组仿真模块的第二输入/输出端与电力系统仿真装置的输入/输出端连接，用于对发电机组进行仿真计算，得到对应发电厂的发电厂仿真结果，并上传至电力系统仿真装置。发电机组仿真模块主要是模拟发电厂计算机监控子系统对应的发电厂的运行，为了便于区分，将对应的发电厂称为待测发电厂，其发电厂仿真结果主要受发电厂计算机监控子系统发送过来的发电控制指令的影响。当得到发电厂仿真结果后，发电机组仿真模块会将发电机组的运行状态发送给发电厂计算机监控子系统，以便其更好地作出发电控制指令。发电厂仿真结果主要包括各发电机组及整个电厂的有功功率出力、
无功功率出力等。
[0054] 电力系统仿真装置的输出端与仿真接口卡的输入端连接，用于对电力系统进行仿真计算，得到系统仿真结果。具体为：电力系统仿真装置将发电机组仿真模块的发电厂仿真结果作为输入，完成待测发电厂和其他发电厂组成的电力系统的仿真计算，从而得到整个电力系统的系统仿真结果，即系统运行状态仿真结果，包括系统
频率、关键
站点电压、电厂出力等。
[0055] 作为上述方案的改进，所述调度自动化子系统包括前置模块、SCADA模块和发电控制主站，其中，
[0056] 所述前置模块的输入端与所述仿真接口卡的输出端连接，所述前置模块的输入/输出端与所述SCADA模块的第一输入/输出端连接，所述前置模块与所述发电厂计算机监控子系统通过无线通讯建立连接，用于将所述系统仿真结果上传至所述SCADA模块中，和将所述发电遥调指令发送至所述发电厂计算机监控子系统
[0057] 所述SCADA模块的第二输入/输出端与所述发电控制主站的输入/输出端连接，用于根据所述系统仿真结果进行数据补齐并上传至所述发电控制主站，和接收所述发电控制主站下发的所述发电遥调指令；
[0058] 所述发电控制主站，用于根据电力系统的控制目标和所述系统仿真结果作出所述发电遥调指令，并下发至所述SCADA模块。
[0059] 具体地，调度自动化子系统包括前置模块、SCADA模块和发电控制主站，其中，[0060] 前置模块的输入端与仿真接口卡的输出端连接，前置模块的输入/输出端与SCADA模块的第一输入/输出端连接，前置模块与发电厂计算机监控子系统通过无线通讯建立连接，用于将系统仿真结果上传至SCADA模块中，和将发电遥调指令发送至发电厂计算机监控子系统。前置模块用于处理调度自动化子系统外部的数据交互。
[0061] SCADA模块的第二输入/输出端与发电控制主站的输入/输出端连接，用于根据系统仿真结果进行数据补齐并上传至发电控制主站，和接收发电控制主站下发的发电遥调指令。SCADA模块用于完成调度自动化子系统内部的数据优化与传递。
[0062] 发电控制主站，用于根据电力系统的控制目标和系统仿真结果作出发电遥调指令，并下发至SCADA模块。发电控制主站是调度自动化子系统的核心，也是整个电力系统调度运营的核心，主要任务是作出各发电厂的发电遥调指令。
[0063] 作为上述方案的改进，所述发电厂计算机监控子系统包括发电控制执行子站；其中，所述发电控制执行子站通过无线通讯与所述前置模块建立连接，所述发电控制执行子站的输入/输出端与所述发电机组仿真模块的第一输入/输出端连接，用于接收所述前置模块发送的所述发电遥调指令，和将所述发电控制指令发送至所述发电机组仿真模块。
[0064] 具体地，发电厂计算机监控子系统包括发电控制执行子站；其中，发电控制执行子站通过无线通讯与前置模块建立连接，发电控制执行子站的输入/输出端与发电机组仿真模块的第一输入/输出端连接，用于接收前置模块发送的发电遥调指令，和将发电控制指令发送至发电机组仿真模块。发电控制执行子站接收到发电遥调指令后，同时根据接收到的发电机组运行状态，经过计算，作出该发电厂各发电机组的发电遥调指令，并发送至发电机组仿真模块，以使其进行下一个仿真计算。
[0065] 参见图2，是本发明实施例2提供的一种发电厂计算机监控系统的仿真闭环测试方法的流程示意图，所述方法包括步骤S1至步骤S4：
[0066] S1、电力系统实时仿真子系统在预设的控制周期内对整个电力系统进行仿真计算，得到系统仿真结果；
[0067] S2、所述电力系统实时仿真子系统通过仿真接口卡将所述系统仿真结果传输至调度自动化子系统；
[0068] S3、所述调度自动化子系统对所述系统仿真结果进行数据补齐，并根据电力系统控制目标，作出发电遥调指令，并发送给发电厂计算机监控子系统；
[0069] S4、所述发电厂计算机监控子系统接收到所述发电遥调指令后，根据发电机组目前状态，作出发电控制指令，并发送至所述电力系统实时仿真子系统，以使所述电力系统实时仿真子系统进入下一个控制周期。
[0070] 具体地，电力系统实时仿真子系统在预设的控制周期内对整个电力系统进行仿真计算，得到系统仿真结果。其中控制周期指的是自动发电控制系统(Automatic Gain Control，简称AGC)的执行控制周期，可人为设定，例如1～8秒或4～16秒。系统仿真结果主要指的是电力系统运行状态，包括系统频率、关键站点电压、电厂出力等。
[0071] 电力系统实时仿真子系统通过仿真接口卡将系统仿真结果传输至调度自动化子系统。仿真接口卡可选GTNET板卡。调度自动化子系统对系统仿真结果进行数据补齐，得到整个电力系统的系统运行参数，并根据电力系统控制目标，作出发电遥调指令，并通过无线网络发送给发电厂计算机监控子系统。
[0072] 发电厂计算机监控子系统接收到发电遥调指令后，根据发电机组目前状态，作出该发电厂各发电机组的发电控制指令，并发送至电力系统实时仿真子系统，以改变电力系统实时仿真子系统的输入条件，从而进入下一个控制周期。其中，发电机组目前状态是由电力系统实时仿真子系统完成仿真计算后发送给发电厂计算机监控子系统的。
[0073] 作为上述方案的改进，所述电力系统实时仿真子系统在预设的控制周期内对整个电力系统进行仿真计算，得到系统仿真结果，具体包括：
[0074] 在预设的控制周期内，所述电力系统实时仿真子系统的发电机组仿真模块对发电机组进行仿真计算，得到对应发电厂的发电厂仿真结果，并上传至电力系统仿真装置；
[0075] 所述电力系统仿真装置根据所述发电厂仿真结果，对整个电力系统进行仿真计算，得到系统仿真结果。
[0076] 具体地，电力系统实时仿真子系统包括发电机组仿真模块和电力系统仿真装置。在预设的控制周期内，电力系统实时仿真子系统的发电机组仿真模块对发电机组进行仿真计算，得到对应发电厂的发电厂仿真结果，并上传至电力系统仿真装置。发电厂仿真结果主要指的是发电厂的运行状态，包括各发电机组的有功功率出力、无功功率出力及整个发电厂的有功功率出力、无功功率出力等。当发电机组仿真模块接收到新的发电控制指令，会进行发电出力调节，从而发电机组的运行状态发生改变，引起整个电力系统的运行状态也发生改变，从而结束本次控制周期，进入下一个控制周期。
[0077] 电力系统仿真装置根据发电厂仿真结果，对整个电力系统进行仿真计算，得到系统仿真结果。系统仿真结果主要指的是电力系统的运行状态，包括系统频率、关键站点电压、电厂出力等，其中，电力系统仿真装置会将发电机组的发电机端电压等参数发送给发电机组仿真模块，和把系统仿真结果发送给仿真接口卡。
[0078] 作为上述方案的改进，所述电力系统实时仿真子系统通过仿真接口卡将所述系统仿真结果传输至调度自动化子系统，具体包括：
[0079] 所述电力系统实时仿真子系统中的所述电力系统仿真装置将所述系统仿真结果传输至所述仿真接口卡；
[0080] 所述仿真接口卡接收所述系统仿真结果后，再传输至所述调度自动化子系统的前置模块。
[0081] 具体地，电力系统实时仿真子系统中的电力系统仿真装置将系统仿真结果传输至仿真接口卡。仿真接口卡接收系统仿真结果后，再传输至调度自动化子系统的前置模块。这一步骤主要是通过仿真接口卡完成电力系统实时仿真子系统与调度自动化子系统之间的数据交互。
[0082] 作为上述方案的改进，所述调度自动化子系统对所述系统仿真结果进行数据补齐，并根据电力系统控制目标，作出发电遥调指令，并发送给发电厂计算机监控子系统，具体包括：
[0083] 所述调度自动化子系统的前置模块接收到所述系统仿真结果后，上传至SCADA模块；
[0084] 所述SCADA模块对所述系统仿真结果进行数据补齐，得到整个电力系统的系统运行参数，并上传至发电控制主站；
[0085] 所述发电控制主站接收到所述系统运行参数后，根据电力系统控制目标，作出发电遥调指令，并下发至所述SCADA模块；
[0086] 所述SCADA模块将所述发电遥调指令传输至所述前置模块，通过所述前置模块发送给所述发电厂计算机监控子系统。
[0087] 具体地，调度自动化子系统的前置模块接收到系统仿真结果后，将系统仿真结果上传至SCADA模块。SCADA模块对系统仿真结果进行数据补齐，得到整个电力系统的系统运行参数，并上传至发电控制主站。系统运行参数主要对应的是实际电网运行的电力系统运行状态。需要说明的是，数据补齐是SCADA的一项功能，它可以根据
电路连接关系和仿真结果进行补齐。
[0088] 发电控制主站接收到系统运行参数后，根据电力系统控制目标和目前的电力系统运行状态，作出对应不同的发电厂的发电遥调指令，并将所有的发电遥调指令下发至SCADA模块。
[0089] SCADA模块将发电遥调指令传输至前置模块，通过前置模块以无线通信的方式发送给发电厂计算机监控子系统。
[0090] 综上，本发明实施例所提供的一种发电厂计算机监控系统的仿真闭环测试系统及方法，通过将发电厂计算机监控系统与电力系统实时仿真子系统、调度自动化子系统联系起来，搭建成一个发电厂计算机监控系统的仿真闭环测试系统，从而通过仿真闭环测试系统完成发电厂计算机监控系统的闭环测试，实现对发电厂计算机监控系统功能和性能的详细测试，操作简单，可重复性强，安全性高，不会影响实际电网安全，解决了发电厂计算机监控系统实时仿真闭环测试问题。
[0091] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
