分析OPNET的智能变电站继电保护建模与仿真
分析OPNET的智能变电站继电保护建模与仿真
发表时间：2018-12-06T15:45:49.373Z 来源：《防护工程》2018年第24期作者：蔡崚
[导读] 随着计算机技术的飞速崛起和中坚科技力量的更新换代，传统变电站已经开始逐步退出历史舞台
蔡崚
佛山供电局
摘要：随着计算机技术的飞速崛起和中坚科技力量的更新换代，传统变电站已经开始逐步退出历史舞台，取而代之的是在计算机技术的基础上建立的智能变电站，开始在电力系统中得到广泛的应用。通过对OPNET仿真技术在智能变电站中继电保护功能的应用，使得报文信息在对继电保护建模与仿真的过程中得以运用，通过OPNET仿真技术对继电保护器的模拟，实现数据收取、研究、计算到输出的模拟仿真，为智能变电站继电保护器的稳定运行提供保障。本文通过对OPNET仿真技术的研究，分析探讨了该项技术在智能变电站继电保护中的应用。
关键词：OPNET仿真技术；智能变电站；继电保护；建模；仿真
前言
智能电网逐步成为了电力系统网络运行的重要节点，其中智能变电站通过将计算机技术和普通变电站相结合，节约了大量用地，符合智能电网发展的要求，在电网中的地位日益突显。智能变电站的研究与应用之所以取得重要成果的关键在于对人工智能的应用。人工智能所具有的搜集、储存和计算数据的功能，为网络仿真技术提供了技术支持和基础。OPNET仿真技术通过利用互联网和大数据的作用，将变电站系统的功能设计和运行状态进行模拟仿真，并对其中的缺陷和不足进行分析改进，完善继电保护系统的性能。其运用原理是把变电站中的各项元件和继电保护器用光纤联结在一起，通过局域网将数据转换为信息传输出去，不仅为报文信息的传输提供网络渠道，对变电站继电保护的稳定运行也提供了保障。
1.OPNET仿真技术
1.1三层建模机制
由节点域、过程域、网络域等三个层次所构建的OPNET模型就是三层建模机制。节点域建模方法是基于节点的模块，节点模块中的每个节点执行的行为的一个特定方面，诸如数据生成、数据存储、数据处理或选取和数据传输等。多种功效的组合节点模块完成相关节点。利用有线抑或统计线进行连接，通过利用联合运用的模块，且当paeketstreams与统计导线两模块间的相关数据实际包流时，各用户能够模仿此处节点的举动。过程模型是各种算法载体的实施，为三层建模机制的底部。过程模型主要用于描述该模型中的节点，过程和模型主要由一个传输线路的状态。是互斥和互补的区域之间，这个过程在某一时刻只能处于一种状态，但所有区域构成的状态空间全集过程。状态分为两大类，迫使区域和非区域强制，迫使区域是不允许滞留状态，当进程进入强制状态过程仿真内核将立即强制转移到下一个状态。不同于在强制状态下，当处理状态变成非强制执行，将滞留该状态下等待的情况下，核心仿真过程或其它触发器。原C语言是一种过程建模语言，支持多种OPNET的独特算法的实现。从协议的角度之间的关系分析，造型节点模块完全符合OSI标准，各层的ARP-MAC层建模仿真-物理层，建模采用面向对象的仿真技术，每个节点使用相同的起始节点模型，然后对不同对象设置具体参数。
1.2离散事件仿真机制
离散事件仿真机制具有离散性，如果机器不能及时调整状态，而由事件引起的网络发生了状态变化，那么机器就会自动跳过，不能有效的识别，所以这是一种离散化处理问题的机制。能够一起展现在很多事件的各个仿真时间点，事件可以有一个密度差。各个模块之间的模拟经中断事件的信息。一旦有事件触发致使中断时，正在运行的相关进程模型描述了网络系统的行为或者是系统进程，径离散事件仿真机以制驱动，完成通信的并行以及顺序进程级相关描述，其中事件发生时间由一起网络的状态以及行为的武断决定，能够于计算机及通讯网络在各种情况下进行模拟。
2.网络下的OPNET仿真模型
结合OPNET仿真技术过对35KV智能变电站系统进行研究，并以此为例，将其继电保护系统进行网络建模，在各元件设备之间建立数据连接。为提高变电站系统运行的安全性和可靠性，继电保护采取双保险机制：一是通过智能继电保护系统对变电站进行保护，利用计算机对变电站的运行数据分析，根据实际情况与数据相对比，以及时发现故障和安全隐患，并拟出相应方案、作出相应举措；二是通过设备间的接线达到继电保护作用，网络建模并不是绝对可靠的，网络除具有时效性和先进性外，网络环境的稳定性和安全性并不可靠。因此要适用网络建模技术对继电保护系统进行仿真，双管齐下，相辅相成以保证变电站安全稳定的运行。本文通过OPNET仿真技术的三层建模机制分别对网络模型、节点模型和进程模型分别进行分析。
2.1网络模型
网络模型就是以网络组网，根据一台半断路器的接线方式可分为两种组网方式。一种是单串组网，利用路由器将串内的母线保护和交换机之间进行数据连接，以便统一管理串内的设备元件和各项数据。另一种是间隔组网，明确设备与线路之间的关系，并根据所得关系将断路器和变压器和所对应的交换器联结在一起，将母线交换机接入主变保护系统中，实现变电站的系统保护。在组网过程中要对仿真系统
35KV变电站继电保护课程设计
广西大学行健文理学院 课程设计 题目：35kV电网的继电保护设计 学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师： 设计时间：2015年12月28日-2016年1月8日
摘要 电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源之一，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。 电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。电力系统继电保护的基本作用是：全系统范围内，按指定分区实时地检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警信号等措施，以求最大限度地维持系统的稳定、保持供电的连续性、保障人身的安全、防止或减轻设备的损坏。随着电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。 随着电力系统的迅速发展。大量机组、超高压输变变电的投入运行，对继电保护不断提出新的更高要求。继电保护是电力系统的重要组成部分，被称为电力系统的安全屏障，同时又是电力系统事故扩大的根源，做好继电保护工作是保证电力系统安全运行的必不可少的重要手段，电力系统事故具有连锁反应、速度快、涉及面广、影响大的特点，往往会给国民经济和人民生活造成社会性的灾难。 本次毕业设计的题目是35kv线路继电保护的设计。主要任务是为保证电网的安全运行,需要对电网配置完善的继电保护装置.根据该电网的结构、电压等级、线路长度、运行方式以及负荷性质的要求，给35KV的输电线路设计合适的继电保护。 关键词：35kv继电保护整定计算故障分析短路电流计算
220kV智能变电站继电保护及自动化分析 吴宗俞
220kV智能变电站继电保护及自动化分析吴宗俞 发表时间：2018-06-27T09:41:38.153Z 来源：《电力设备》2018年第6期作者：吴宗俞吕日龙 [导读] 摘要：智能变电站是集先进、可靠、集成和环保于一体的智能设备，能实现信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化的要求。 内蒙古电力（集团）有限责任公司巴彦淖尔电业局内蒙古自治区巴彦淖尔市 015000 摘要：智能变电站是集先进、可靠、集成和环保于一体的智能设备，能实现信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化的要求。从智能变电站继电保护相关介绍入手，重点阐述分析220kV智能变电站继电保护及自动化。220kV智能变电站继电保护高效、有效，在满足供电需求的同时，逐步完善电力系统。 关键词：220kV智能变电站；继电保护；自动化 1、220kV智能变电站的继电保护及自动化系统设计实例 变电站是国家电网建设的一个重要组成部分，如今我国的智能变电站建设工作已经得到了快速地发展。在变电站的建设过程中，想要实现系统的稳定运行，提升系统建设效率，就需要制定一个继电保护和自动化系统的设计方案。文章以某市的智能变电站为例，对智能变电站的系统设计方案进行探讨。 1.1工程基本情况概述 L市计划建设一个智能变电站，既有220kV变电站的情况是有3台主变，每台主变的容量为180MVA；其中220kV出线4回、66kV出线10回。L市打算进行智能变电站的建设，变电站建成之后有4台主变，并且它们每台的容量要达到240MVA；并且要求220kV出线8回、66kV出线26回。 1.2智能变电站继电保护及自动化系统设计方案分析 进行设计方案确定之前，要求工作人员明确该智能变电站的设计原则，在实际的工作中需要坚持标准一致、安全第一、技术过硬等原则。在工作开展中需要按照设计方案开展工作，并且要注重各类先进技术的使用，保障智能变电站的智能化程度。 L市智能变电站在设计中首先明确的就是变电站的总体结构。该220kV的智能变电站主要分为三个结构层次：①过程层。这一部分的结构主要负责三个工作，分别是设备的运行状态监测、电器运行实时监测以及控制操作的驱动和执行。这是智能变电站设备实现自动化运行的基础和前提；②间隔层。该机构的设计运行后的功能主要是对于各类数据进行收集，并且对系统的运行数据进行收集和控制。实际上，这一结构的就是承上启下，接受各类系统信息，然后进行设备的指挥操作；③变电层。变电层的工作任务就是将整体变电站的信息进行总汇之后，将其发送到电网指挥中心。同时变电层还可以接收各类指令，完成人们给系统下达的工作。这个系统主要应用的是电子信息技术、电气自动化技术、以及网络通信技术等。 2、220kV智能变电站的继电保护 2.1要求 例举220kV智能变电站中，继电保护的基本要求，如： 2.1.1可靠性 继电保护的范围内，准确、可靠的检测220kV智能变电站的运行，辅助规划出故障的范围及故障点。 2.1.2灵敏性 继电保护检测220kV智能变电站的故障时，要具备足够的灵敏度，围绕故障特征，给与及时的保护反馈，预防220kV智能变电站失控。 2.1.3检测性 220kV智能变电站的继电保护，其检测性的特征，目的是可以合理的判断系统故障，缩小故障影响的范围，以便准确的切除故障。 2.2原理 220kV智能变电站继电保护的运行原理方面，表现出综合性的特征，继电保护全面检测智能变电站的运行，通过点流量、电压以及功率等特征，判断智能变电站的故障信息，及时提示报警信息，识别相关的故障。例如：220kV智能变电站运行期间，继电保护分析智能变电站的点流量，进而执行相关的跳闸保护，也就是反时限保护，智能变电站的电流量增大，跳闸的速度越快，除此以外，继电保护还可以实行定时间保护，检测超出规范标准的电流量，特定的时间中，有跳闸动作，220kV智能变电站继电保护，在温度、瓦斯方面的保护，汇总为非电量保护。变电站继电保护原理中，设置了比较固定的可靠性系统，其为继电保护的经验值，按照系数计算，决定继电保护的动作值。 2.3职能 220kV智能变电站中的继电保护，负责故障维护，变电站正常运行期间，继电保护没有任何动作，如有故障问题，继电保护及时、快速的动作，反馈智能变电站系统、元件等的故障信息，表现为跳闸的状态，提示管理人员对智能变电站进行检修。继电保护的断路器迅速断开，防止220kV智能变电站的电气元件损坏，避免影响其它的元件应用。 2.4分类 例举220kV智能变电站继电保护的分类，如： 2.4.1变压器保护 继电保护检测变压器的接线、接地灯，利用电流、电压以及负荷检测，完成保护工作，进而解决了变压器的风险问题。 2.4.2电容器保护 此项结构容易发生内部故障，导致连线短路，继电保护在电容器组内，通过过电压检测，实行保护工作。 2.4.3电动机保护 运行时容易有低电压、过负荷的故障，同步电动机的继电保护中，运用非同步冲击电流等方法进行保护。 2.4.4线路保护 继电保护根据220kV智能变电站的电压等级、接地方式以及运输过程，展开接地类型的故障维护。
变电站运行仿真实验
变电站运行仿真实验 一、目的 熟悉变电站运行人员的岗位职能，利用全数字运行仿真系统对变电站运行人员的工作任务进行培训，逐步掌握变电站运行监视、巡检的方法、基本操作、二次回路故障分析与电网故障分析的方法，综合运用电力系统分析、电力系统继电保护、发电厂电气工程、智能变电站等专业课程所学的知识分析问题和解决问题，培养学生的职业素养和工程实践能力。 二、实验内容 生产实习设置了变电站巡检、设备异常处理、设备操作、变电所倒闸操作、操作票填写、电网故障分析、二次回路故障分析等培训内容。 三、实验步骤 双击打开软件 点击鼠标右键，选择“一键启动” 图1 启动界面 选择单机培训模式启动软件，待桌面出现“一键启动已经完成！”时软件启动完毕。 1. 运行监视培训 设备运行监视、负荷水平监视、电压水平监视等，利用计算机或人工填写各种记录、操作票。 1)观察主接线及潮流分布 双击打开主控台界面的教练台，点击复位工况之后点击运行，可观测到软件中预存了零工况（10工况）及基本运行工况（15工况），选择基本运行工况。 图2 运行工况选择 监控中心即可观看220kV智能变电站的主接线图，由主接线图可知该智能
站220kV、110kV为双母接线，35kV为单母分段接线。双击打开主控台界面的教练台，点击复位工况之后点击运行，可观测到软件中预存了零工况（10工况）及基本运行工况（15工况），选择基本运行工况即可在监控中心观测到基本运行方式下的设备运行状态、负荷水平及电压水平。 图3 运行状态显示结果 由监视图可以得到220kV I母相间电压为229.95kV、II母相间电压为229.95kV；110kVI母相间电压为109.05kV、II母相间电压为110.04kV；35kVI 母相间电压为34.62kV，II母相间电压为35.17kV。潮流分布及设备运行状态由图可得出（断路器绿色为分闸位，红色为合闸位）。 2)操作票的填写 以滨金412线路及开关由110kVⅡ母运行转线路检修及开关检修为例。 (1)打开主控台的“五防开票”软件； (2)登录后选择图形开票方法； 图4 开票方式选择结果 (3)进行开票 (3.1) 单击412断路器进行图形开票，然后右键单击412断路器选择“增加提示项”，在对话框中输入“检查滨金412开关智能终端面板上开关位置信号正
变电站及线路继电保护设计和整定计算
继电保护科学和技术是随电力系统的发展而发展起来的。电力系统发生短路是不可避免的，为避免发电机被烧坏发明了断开短路的设备，保护发电机。由于电力系统的发展，熔断器已不能满足选择性和快速性的要求，于1890年后出现了直接装于断路器上反应一次电流的电磁型过电流继电器。19世纪初，继电器才广泛用于电力系统保护，被认为是继电保护技术发展的开端。1901年出线了感应型过电流继电器。1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理。1910年方向性电流保护开始应用，并出现了将电流与电压相比较的保护原理。1920年后距离保护装置的出现。1927年前后，出现了利用高压输电线载波传送输电线路两端功率方向或电流相位的高频保护装置。1950稍后，提出了利用故障点产生的行波实现快速保护的设想。1975年前后诞生了行波保护装置。1980年左右工频突变量原理的保护被大量研究。1990年后该原理的保护装置被广泛应用。与此同时，继电保护装置经历了机电式保护装置、静态继电保护装置和数字式继电保护装置三个发展阶段。20世界50年代，出现了晶体管式继电保护装置。20世纪70年代，晶体管式保护在我国被大量采用。20世纪80年代后期，静态继电保护由晶体管式向集成电路式过度，成为静态继电保护的主要形式。20世纪60年代末，有了用小型计算机实现继电保护的设想。20世纪70年代后期，出现了性能比较完善的微机保护样机并投入系统试运行。80年代，微机保护在硬件结构和软件技术方面已趋成熟。进入90年代，微机保护以在我国大量应用。20世纪90年代后半期，继电保护技术与其他学科的交叉、渗透日益深入。为满足电网对继电保护提出的可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，充分发挥继电保护装置的效能，必须合理的选择保护的定值，以保持各保护之间的相互配合关系。做好电网继电保护定值的整定计算工作是保证电力系统安全运行的必要条件。 电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断注入新活力。未来继电保护的发展趋势是向计算机化、网络化保护、控制、测量、数据通信一体化智能化发展。 随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。其发展将出现原理突破和应用革命，发展到一个新的水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了活动的广阔天地。
无线信道建模与仿真毕业设计论文
毕业论文（设计）原创性声明 本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：日期： 毕业论文（设计）授权使用说明 本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名：指导教师签名： 日期：日期：
摘要 移动通信最近几年得到了突飞猛进的发展，人们对无线信道的研究也成了当前通信行业的主题，特别是对无线信道的建模与仿真也受到了许多学者的关注,在这个领域的研究也取得了很大成果。无线信道模型分为自由空间模型、无线视距模型和经验模型，本文首先研究了无线信道模型的特点，建立了无线信道的的模型，对自由空间模型和经验模型Okumura-Hata 模型、COST-231 Hata模型以及COST231-WI模型进行了比较，并将其用Matlab软件仿真，对仿真结果进行了分析。 关键字：无线信道、Hata模型、COST231-WI模型
Abstract Mobile communication several years obtained the development recently which progresses by leaps and bounds, The people have also become the current correspondence profession subject to the wireless channel research. Specially has also received many scholars' attention to the wireless channel modeling and simulation, Has also yielded the very big result in this domain research. Wireless channel model is divided into free space model, the wireless line of sight and empirical model, this paper studied the characteristics of wireless channel model is established radio channel model, on the free space model and empirical model Okumura-Hata model, COST-231 Hata model and COST231-WI model were compared, using Matlab software to simulate, the simulation results are analyzed. Keywords: Wireless channel, Hata model, COST231-WI model
智能变电站继电保护题库
智能变电站继电保护题库 第一章判断题 1．智能变电站的二次电压并列功能在母线合并单元中实现。 2．智能变电站内智能终端按双重化配置时，分别对应于两个跳闸线圈，具有分相跳闸功能；其合闸命令输出则并接至合闸线圈。 3．对于500kV智能变电站边断路器保护，当重合闸需要检同期功能时，采用母线电压合并单元接入相应间隔电压合并单元的方式接入母线电压，不考虑中断路器检同期。 4．任意两台智能电子设备之间的数据传输路由不应超过4个交换机。当采用级联方式时，允许短时丢失数据。5．智能变电站内双重化配置的两套保护电压、电流采样值应分别取自相互独立的合并单元。 6．双重化配置保护使用的GOOSE（SV）网络应遵循相互独立的原则，当一个网络异常或退出时不应影响另一个网络的运行。 7．智能变电站要求光波长1310nm光纤的光纤发送功率为-20dBm ~-14dBm，光接收灵敏度为-31dBm ~-14dBm。8．智能变电站中GOOSE开入软压板除双母线和单母线接线外启动失灵、失灵联跳开入软压板既可设在接收端，也可设在发送端。 9．有些电子式电流互感器是由线路电流提供电源。这种互感器电源的建立需要在一次电流接通后迟延一定时间。此延时称为“唤醒时间”。在此延时期间，电子式电流互感器的输出为零。 10．唤醒电流是指唤醒电子式电流互感器所需的最小一次电流方均根值。 11．温度变化将不会影响光电效应原理中互感器的准确度。 12．长期大功率激光供能影响光器件的寿命，从而影响罗氏线圈原理中电子式互感器的准确度。 13．合并单元的时钟输入只能是光信号。 14．用于双重化保护的电子式互感器，其两个采样系统应由不同的电源供电并与相应保护装置使用同一直流电源。 15．电子式互感器采样数据的品质标志应实时反映自检状态，不应附加任何延时或展宽。 16．现场检修工作时，SV采样值网络与GOOSE网络可以联调。 17．GOOSE跳闸必须采用点对点直接跳闸方式。 18．220kV智能变电站线路保护，用于检同期的母线电压一般由母线合并单元点对点通过间隔合并单元转接给各间隔保护装置。 19．智能变电站母线保护按双重化进行配置。各间隔合并单元、智能终端均采用双重化配置。 20．智能变电站采用分布式母线保护方案时，各间隔合并单元、智能终端以点对点方式接入对应母线保护子单元。 21．智能变电站保护装置重采样过程中，应正确处理采样值溢出情况。 22．与传统电磁感应式互感器相比，电子式互感器动作范围大，频率范围宽。
变电站仿真培训大纲
变电站运行人员仿真培训 教学大纲 武汉世纪华胜科技有限公司 WUHAN CENTURY FAR-SIGHT TECHNOLOGY CO.,LTD.
变电站仿真机培训安排说明 一、学习时间 仿真机培训每天分为上机训练，上机准备及预习答疑两个单元。上机训练分值进行，5— 7 人为一值，各值每天上机时间为3．5 小时；上机准备及预习答疑、完成作业约3． 5 小 时。授课统一进行，全体参加，每天上午8：30—11：30，下午2：00—5：00。 二、考试考核及发证 学员上机考核以抽签方式进行，选择变电站典型操作或事故处理两类之一，由学员独立操作处理并填写操作票与事故分析处理报告，指导教师根据平时上机与上机考核评定上机考核成绩。笔试是操作考核的补充，学员完成与培训配套的作业方可参加笔试，上机考核与笔试都合格，发给仿真机培训合格证书。 三、仿真培训周期 仿真培训的时间周期、课堂教学内容、上机训练重点等，根据仿真培训对象不同决定， 有一定运行经验的变电站运行人员培训时间为10 天，其他运行人员培训时间为15 天。
变电站运行人员仿真机上机培训计划 变电站仿真机课堂教学内容 课一：变电站仿真机简介 1、本站主接线及正常运行方式，特殊运行方式介绍; 2、一次设备介绍； 3、继电保护配置； 仿真机操作环境及与现场操作的比较； 课二：变电站典型操作与事故分析 1、倒闸操作的一般原则； 2、典型操作过程分析； 3、变电站事故类型及特点；
4 、典型事故分析；课 三：微机继电保护 1、继电保护的一般原理； 2、继电保护的实现方法； 3、微机继电保护的硬件组成； 4、微机保护的保护功能； 5、微机线路保护； 6、微机设备保护； 7、微机保护的使用方法； 8、微机在变电站运用实例分析； 变电站仿真机上机教案（草） 课题一：变电站零压送电（--）教学目的： 通过进行第一次上机操作，使学员尽快熟悉本仿真机的操作环境，配置，操作方法，并对整个变电站一次系统，二次系统，保护等有全面了解，掌握系统正常运行方式和特点。教学安排： 1、简介全站配置情况，仿真机操作环境； 2、详细介绍图形画面的操作方法，位置，画面上各操作点操作方法及就地站的布置等； 3、交待零压送电的初始条件，联络线?讨论问题：①变电站零压送电的总体操作顺序是什 么? ② 各系统操作顺序是什么?各系统送电操作原则，具体步骤是什么? 4、按二至三人分组，分别负责＜直流系统送电＞＜站用电系统送电＞操作，一人操作，一人监护，负责完成指定操 作任务． 5、进行零压送电操作，指导教师随时答疑． 注意事项： 1、直流系统初始状态由蓄电池供电，在实际变电站运行中一般由临时电源供电，要交代清仿真机的特殊运行方式； 2、所用电电源由10kV联络线引入，因此，所用送电前必须完成部分10kV系统送电操作； 3、完成系统送电前的检查项目； 课题二：变电站零压送电（二） 教学目的： 通过完成系统，35kV 系统，主变，10kV 系统的送电操作，使学员掌握设备送电的基本操作步骤，设备送电前应检查的项目，操作顺序，掌握系统正常运行方式，电气设备的工作原理。教学安排：
基于OPNET的智能变电站仿真研究及结果分析
基于OPNET的智能变电站仿真研究及结果分析 发表时间：2017-10-20T16:13:27.437Z 来源：《基层建设》2017年第17期作者：曹雷 [导读] 摘要：为满足智能变电站对网络传输的相关要求，本文对智能变电站网络传输性能进行了针对性研究，通过运用仿真方法对智能变电站进行仿真模型建立及分析，以期为有关方面提供参考借鉴。 广州南方电力集团科技发展有限公司广东广州 510000 摘要：为满足智能变电站对网络传输的相关要求，本文对智能变电站网络传输性能进行了针对性研究，通过运用仿真方法对智能变电站进行仿真模型建立及分析，以期为有关方面提供参考借鉴。 关键词：智能变电站；OPENET；仿真；数据分析 为实现对智能变电站网络传输性能的评估，现根据仿真技术进行仿真模型建立，通过其结果分析来对变电站系统进行改进，以便更好地对促进变电站系统的优化。该仿真技术使得整个智能变电站系统能够实现对于其网络传输的控制以及对于系统的数据传输的保护，为其网络系统的完善提供了支持，应推广使用。 1 智能变电站的数据特征分析 根据系统中各类数据在产生规律上的特点，可以将联合发电监控系统中的数据分为3类，分别是:周期性数据、随机性数据和突发性数据。 1.1 周期性数据 周期性数据由时间驱动并按照一定时间间隔触发，其主要特点是数据稳定、连续、对实时性要求严格。按照IEC61850标准的要求，若报文未能在规定时间内发送，就会被新的同类报文覆盖；若报文未能在规定时间内到达接收方，就会被接收方舍弃。因此，系统中的周期性数据是影响网络稳态性能的主要因素。对于周期性数据，可用到达间隔时间具有一定周期性、长度为定长的周期性报文来模拟。 智能变电站中，周期性数据主要包括:过程层网络上的采样值和开入报文，站控层网络和远动网络上的遥测/遥信报文及时间同步报文。 1.2 随机性数据 随机性数据由外部事件驱动，在一个时间片段内以某一概率出现一个报文，各个数据的触发无任何相关性。随机性数据的触发过程可采用泊松过程模拟，此时数据触发时间间隔服从指数分布，其概率密度函数f（t）和均值E（t）分别如式（1）和（2）所示: f（t）=λe-λt，（1） E（t）=1/λ，（2） 式中:λ为随机性数据在单位时间内被触发的次数；t表示某一时刻。 智能变电站中，随机性数据主要包括各类开出报文，如开关操作命令、保护功能连锁、时间同步、变压器分接头调整、电容器投切等，其所需传输的数据量较小，但传输实时性要求较高。 1.3 突发性数据 突发性数据也是由外部事件驱动，与随机性数据不同的是，突发性数据在第一个数据触发后，后面会出现一组集中的报文；无数据时则出现一段空闲时间。突发性数据具有较强的时间敏感性和带宽侵占性，是造成网络流量抖动的主要原因。 可以用ON/OFF模型模拟突发性数据。数据源在ON时段以恒定速率发送数据，在OFF时段则不发送数据，两者的持续时间可以采用不同的分布函数表征，其概率密度函数f（t）和均值E（t）分别如式（3）和（4）所示。 f（t）=αθα/tα+1，（3） E（t）=αθ/（α-1），（4） 式中:θ为尺度参数，表示ON至少需要持续的时间；α为形状参数；t表示某一时刻。 智能变电站中，突发性数据主要包括故障情况下间隔层设备上传的保护动作信息、开关变位信息、事件顺序记录等。 2 基于OPNET的仿真方法 2.1 几种网络分析方法的比较 网络性能的分析方法可以分为定性分析和定量分析2种。定性分析主要依靠技术人员的经验来大致估计网络的结构和配置能否满足用户的需求。然而，智能变电站中数据种类繁多、交互复杂，仅仅依靠经验来评估网络的性能往往会顾此失彼，难以真实反映网络性能。定量分析的方法主要包括现场实测、数学分析和网络仿真等。各类方法在可信度、实施成本、实现难度、是否能预测网络性能等方面的比较如表1所示。 表1 网络性能分析方法的比较 由表1可见，网络仿真方法兼具可信度高、成本低、可以对网络性能进行预测等优点，以下将采用OPNET软件实现对通信网络性能的仿真。 2.2 自定义MMS协议 OPNET是目前业界公认的优秀通信网络、设施、协议的仿真及建模工具，其中定义了9种标准应用，包括:Database，FTP（文件传输协议），Video Conferencing等，但是并不包含MMS。 OPNET允许用户加入自定义的应用协议，但这需要同时修改多个原有的标准模块，实现难度较大。在此根据MMS协议的交互流程，
无线信道建模与仿真
摘要 移动通信最近几年得到了突飞猛进的发展，人们对无线信道的研究也成了当前通信行业的主题，特别是对无线信道的建模与仿真也受到了许多学者的关注,在这个领域的研究也取得了很大成果。无线信道模型分为自由空间模型、无线视距模型和经验模型，本文首先研究了无线信道模型的特点，建立了无线信道的的模型，对自由空间模型和经验模型Okumura-Hata 模型、COST-231 Hata模型以及COST231-WI模型进行了比较，并将其用Matlab软件仿真，对仿真结果进行了分析。 关键字：无线信道、Hata模型、COST231-WI模型
Abstract Mobile communication several years obtained the development recently which progresses by leaps and bounds, The people have also become the current correspondence profession subject to the wireless channel research. Specially has also received many scholars' attention to the wireless channel modeling and simulation, Has also yielded the very big result in this domain research. Wireless channel model is divided into free space model, the wireless line of sight and empirical model, this paper studied the characteristics of wireless channel model is established radio channel model, on the free space model and empirical model Okumura-Hata model, COST-231 Hata model and COST231-WI model were compared, using Matlab software to simulate, the simulation results are analyzed. Keywords: Wireless channel, Hata model, COST231-WI model
110kV变电站仿真软件
华胜110kV变电站仿真系统软件使用说明 3．1 教员机“仿真教室控制台”的使用 只有教练员机才有“仿真教室控制台”，学员机没有此功能（除此之外学员机与教练员机使用完全一样），教练员机使用如下： 1、运行桌面“仿真机教练员站”，界面如图3－1所示。 图3－1仿真教室控制台 2、首先操作“本地机仿真系统操作初始化”，然后操作“学员机仿真系统初始化”。其他功能可根据界面文字选择操作。 3、操作“隐藏本窗口”，界面显示“110kV变电站仿真机操作员站”，最大化此界面，界面如图3－2所示。 4、主界面功能如下：设备区、保护室、后台机（综自系统）、五防站、教练员站、学习园地、事件窗口和会话窗口几个部分。仿真操作主要在此界面切换。
【注意】学员机与教练员的根本区别在于学员机没有“仿真教室控制台”功能，其他功能两者完全一样。注意一个系统只能安装一台教练员机，否则仿真系统网络无法正常工作！ 图3-2仿真系统主界面 图3-3教练员台的程序控制界面3．2仿真软件各仿真模块使用 3．2．1教练员台的操作说明 1．教练员台的程序控制操作 启动程序后第一步是要进入“教练员台”界面调入工况（教练员机 和学员机都有“教练员台”），程序控制界面如图3-3，操作步骤如下： 1．按启动模型； 2．按运行模型； 3．调入工况，正常情况下一般选择“工况1~50”某种工况； 注：所谓“工况”即变电站运行方式，其中1～50为 软件编制者设定工况，51～100可自行设定。 4．若由一种运行工况变换成另一种工况，操作如下：
例如：由工况4→3，操作顺序，按模型退出\启动模型\运行模型 \调入工况3。 2．故障设置清单 可设置变电站不同类型的故障和不正常工作状态，用于训练和考核学员。主要操作如下： 主界面→教练员站界面如图3-4所示，点击故障图形设置，进入故障设置界面，学员选择不同设备设置各种故障或不正常状态可以进行模拟事故处理。详细说明请见第四章4-6的介绍。 图3-4 故障图形设置 3．2．2设备区的介绍 本软件主界面即为设备区如图2-9所示，显示变电站结构和设备的俯视图，点击具体设备可跳出界面显示电气设备的仿真模型和实物照片，对有关设备一、二部分进行可进行相应操作和监视。 1.户外设备 进入设备区，点击某一设备，可对此设备进行相应操作。例下图3-5为110kV 宗永线（1112）设备间隔，可对此间隔断路器、隔离刀闸进行操作和巡视。
110kv变电站继电保护课程设计
110kv变电站继电保护课程设计 110kV变电站继电保护设计 摘要 继电保护是电网不可分割的一部分，它的作用是当电力系统发生故障时，迅速 地有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统的其余部分快速恢复正常运行; 当发生不正常工作情况时，迅速地有选择地发出报警信号，由运行人员手工切除那些继续运行会引起故障的电气设备。可见，继电保护对保证电网安全、稳定和经济运行，阻止故障的扩大和事故的发生，发挥着极其重要的作用。因此，合理配置继电保护装置，提高整定和校核工作的快速性和准确性，对于满足电力系统安全稳定的运行具有十分重要的意义。 继电保护整定计算是继电保护工作中的一项重要工作。不同的部门其整定计算 的目的是不同的。对于电网，进行整定计算的目的是对电网中已经配置安装好的各种继电保护装置，按照具体电力系统的参数和运行要求，通过计算分析给出所需的各项整定值，使全网的继电保护装置协调工作，正确地发挥作用。因此对电网继电保护进行快速、准确的整定计算是电网安全的重要保证。 关键词:110kV变电站，继电保护，短路电流，电路配置 目录 0 摘 要 .................................................................... 第一章电网继电保护的配置 ............................................... 2 1.1 电网继电保护的作 用 .................................................. 2 1.2 电网继电保护
的配置和原理 ............................................ 2 1.3 35kV线 路保护配置原则 ................................................ 3 第二章3 继电保护整定计算 .................................................2.1 继电保护整定计算的与基本任务及步骤 . (3) 2.2 继电保护整定计算的研究与发展状况 .................................... 4 第三章线路保护整定计 算 ................................................. 5 3.1设计的原始材 料分析 ................................................... 5 3.2 参数计 算 ............................................................ 6 3.3 电流保护的整定计算 .................................................. 7 总结 .. (9) 1 第一章电网继电保护的配置 1.1 电网继电保护的作用 电网在运行过程中，可能会遇到各种类型的故障和不正常运行方式，这些都可 能在电网中引起事故，从而破坏电网的正常运行，降低电力设备的使用寿命，严重的将直接破坏系统的稳定性，造成大面积的停电事故。为此，在电网运行中，一方面要采取一切积极有效的措施来消除或减小故障发生的可能性:另一方面，当故障 一旦发生时，应该迅速而有选择地切除故障元件，使故障的影响范围尽可能缩小，这一任务是由继电保护与安全自动装置来完成的。电网继电保护的基本任务在于: 1(有选择地将故障元件从电网中快速、自动切除，使其损坏程度减至最轻，并 保证最大限度地迅速恢复无故障部分的正常运行。 2(反应电气元件的异常运行工况，根据运行维护的具体条件和设各的承受能 力，发出警报信号、减负荷或延时跳闸。
移动通信瑞利衰落信道建模及仿真
移动通信瑞利衰落信道建模及仿真 信息与通信工程学院 09211123班 09212609 蒋砺思 摘要：首先分析了移动信道的表述方法和衰落特性，针对瑞利衰落，给出了Clarke模型，并阐述了数学模型与物理模型之间的关系，详细分析了Jakes仿真方法，并用MATLAB进行了仿真，并在该信道上实现了OFDM仿真系统，仿真曲线表明结果正确，针对瑞利衰落的局限性，提出了采用Nakagami-m分布作为衰落信道物理模型，并给出了新颖的仿真方法。 关键词：信道模型；Rayleigh衰落；Clarke模型；Jakes仿真；Nakagami-m分布及仿真 一．引言 随着科学技术的不断进步和经济水平的逐渐提高，移动通信已成了我们日常生活中不可缺少的必备品。然而，移动通信中的通话常常受到各种干扰导致话音质量的不稳定。本文应用统计学及概率论相关知识对移动通信的信道进行建模仿真和详尽的分析。 先来谈谈移动通信的发展历史和发展趋势。所谓通信就是指信息的传输、发射和接收。人类通信史上革命性的变化是从电波作为信息载体（电信）开始的，近代电信的标志是电报的诞生。为了满足人们随时随地甚至移动中通信的需求，移动通信便应运而生。所谓移动通信是指通信的一方或双方处于移动中，其传播媒介是无线电波，现代移动通信以Maxwel1理论为基础，他奠定了电磁现象的基本规律；起源于Hertz的电磁辐射，他认识到电磁波和电磁能量是可以控制发射的，而Marconi无线电通信证实了电磁波携带信息的能力。第二次世界大战结束后，开始了建立公用移动通信系统阶段。这第一代移动通信系统最大缺点是采用模拟技术，频谱利用律低，容量小。90年代初，各国又相继推出了GSM等第二代数字移动通信系统，其最大缺点是频谱利用率和容量仍然很低，不能经济的提供高速数据和多媒体业务，不能有效地支持Internet业务。90年代中期以后，许多国家相继开始研究第三代移动通信系统，目前，我国及其他国家已开始了第四代移动通信的研究。相比之前的系统，3G或4G有以下一些特点：1.系统的国际通用性：全球覆盖和漫游。2.业务多样性，提供话音、数据和多媒体业务，支持高速移动。3.频谱效率高，容量大。4.提供可变速率业务，具有QoS保障。在3G或4G的发展中，一个核心问题就是系统的高速数据传输与信道衰落之间的矛盾。从后面的分析中，我们会看到多径衰落是影响移动通信质量的重要因素，而高速数据传输和移动终端高速移动会加剧多径衰落，因此，抗衰落是3G或4G的重要技术，对移动信道的研究是抗衰落的基础，建模及仿真是研究衰落信道的基本方法之一。 再来看看移动通信系统组成及移动信道特点。移动通信组成如图（1）所示，包括信源、信道、信宿，无线信道是移动通信系统的重要
全仿真变电站在防止变电系统误操作中的应用通用版
安全管理编号：YTO-FS-PD609 全仿真变电站在防止变电系统误操作 中的应用通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
全仿真变电站在防止变电系统误操 作中的应用通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 (长春供电公司，吉林长春130051) 由清华大学与长春供电公司共同研制的仿真变电站倒闸操作、事故处理培训系统(以下简称ETTS)是采用计算机技术，通过动态数学模型设计而成的装置。该装置能实时、动态地反应电网中各种电气量的分布变化情况，并利用计算机多媒体技术实现一次设备仿真。该系统直观、逼真，教控台人机对话采用窗口式中文菜单提示，学员可亲自上机进行倒闸操作、事故处理及误操作演示；可在短时间内增强运行人员对变电运行技术和现场安全技术的认识，积累安全运行的经验。 1 ETTS功能特点 1.1 操作灵活真实感强 ETTS的主控室内，所有二次设备，包括盘台上的元件及各装置均与现场的呈1:1的比例。控制仪表、中央信号、交直流系统、继电保护与自动装置、电力负荷“I、U、P、Q、f”、各种动作信号、指示灯、光字牌、警报等均正确
220KV变电站继电保护设计
本/专科毕业设计（论文） 题目：220KV变电站继电保护设计 专业：电气工程及其自动化 年级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 2012年9月
220KV变电站继电保护设计 摘要：电力系统由发电厂、变电所、输电线路和用户组成。变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着转换和分配电能的作用。变电所根据它在电力系统中的地位，变电所分为枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、终端变电所。本设计主要对变电站的继电保护进行分析设计，通过合理的继电保护装置来了提高供电的安全可靠性。本变电站的电压等级为220kV，站内安装两台240MVA变压器，其中220kV线路为两进两出；110kV线路为8条出线；10kV线路为10条出线。 关键字：220kV 变电站继电保护
目录 引言 (4) 1 设计说明书 (5) 2 主变压器保护设计 (5) 2.1主变压器保护设计分析 (6) 2.2变压器容量选择 (7) 2.3变压器主保护 (7) 2.4压器后备保护 (10) 2.5变压器其他保护 (15) 3 母线保护 (16) 3.1母线保护设计分析 (16) 3.2 220kV母线保护 (16) 3.3 110kV母线保护 (16) 4 线路保护 (16) 4.1线路保护设计分析 (16) 4.2 220kV线路保护 (16) 4.3 110kV线路保护 (16) 4.4 10kV线路保护 (16) 结语 (16) 致谢 (17) 参考文献 (17)
引言 随着电力系统和自动化技术的不断发展，继电保护技术也在不断的发展.几十年来,目前，我国的电力系统正在不断向高电压、大机组、现代化大电网的发展方向前进，与之相伴的继电保护技术及其保护装置的应用水平也在大幅提升。继电保护的发展按时间经历了三个时代， 20世纪50年代及以前，继电保护装置大多以电磁型的机械元件、整流型元件和半导体元件构成； 70年代以后出现了集成电路构成的继电保护装置并在电力系统中得到广泛的运用；80年代,微机保护逐渐应用，继电保护逐渐走向了数字化与智能化，保护的可靠性也在不断提高。 在电力系统实际运行中，由于雷击、设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、运行维护不当等不可抗拒因素，往往会导致各种故障的发生。而性能完善的继电保护装置合理的应用就可大大提高电力系统安全运行的可靠性，减少因停电造成的损失。继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量进行数值整定，当突变量达到一定值时，自动启动控制环节，发出相应的动作信号。 无论什么继电保护装置，一般由测量部分、逻辑部分、执行部分三部分组成。测量部分是测量被保护元件工作状态的一个或几个物理量，并和已给的整定值进行比较，从而判断保护是否应该起动。逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合、使保护装置按一定的逻辑程序工作，最后传到执行部分。执行部分是根据逻辑部分送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如发生信号，跳闸或不动作等。继电保护装置的基本要求体现在选择性、速动性、灵敏性、可靠性四个方面。 随着技术与工艺的不断进步与更新换代，继电保护装置的可靠性、运行维护方便性等性能也将不断提升，进而促进电力系统的安全可靠性到达一个更高的水平。
分析OPNET的智能变电站继电保护建模与仿真
分析OPNET的智能变电站继电保护建模与仿真 发表时间：2018-12-06T15:45:49.373Z 来源：《防护工程》2018年第24期作者：蔡崚 [导读] 随着计算机技术的飞速崛起和中坚科技力量的更新换代，传统变电站已经开始逐步退出历史舞台 蔡崚 佛山供电局 摘要：随着计算机技术的飞速崛起和中坚科技力量的更新换代，传统变电站已经开始逐步退出历史舞台，取而代之的是在计算机技术的基础上建立的智能变电站，开始在电力系统中得到广泛的应用。通过对OPNET仿真技术在智能变电站中继电保护功能的应用，使得报文信息在对继电保护建模与仿真的过程中得以运用，通过OPNET仿真技术对继电保护器的模拟，实现数据收取、研究、计算到输出的模拟仿真，为智能变电站继电保护器的稳定运行提供保障。本文通过对OPNET仿真技术的研究，分析探讨了该项技术在智能变电站继电保护中的应用。 关键词：OPNET仿真技术；智能变电站；继电保护；建模；仿真 前言 智能电网逐步成为了电力系统网络运行的重要节点，其中智能变电站通过将计算机技术和普通变电站相结合，节约了大量用地，符合智能电网发展的要求，在电网中的地位日益突显。智能变电站的研究与应用之所以取得重要成果的关键在于对人工智能的应用。人工智能所具有的搜集、储存和计算数据的功能，为网络仿真技术提供了技术支持和基础。OPNET仿真技术通过利用互联网和大数据的作用，将变电站系统的功能设计和运行状态进行模拟仿真，并对其中的缺陷和不足进行分析改进，完善继电保护系统的性能。其运用原理是把变电站中的各项元件和继电保护器用光纤联结在一起，通过局域网将数据转换为信息传输出去，不仅为报文信息的传输提供网络渠道，对变电站继电保护的稳定运行也提供了保障。 1.OPNET仿真技术 1.1三层建模机制 由节点域、过程域、网络域等三个层次所构建的OPNET模型就是三层建模机制。节点域建模方法是基于节点的模块，节点模块中的每个节点执行的行为的一个特定方面，诸如数据生成、数据存储、数据处理或选取和数据传输等。多种功效的组合节点模块完成相关节点。利用有线抑或统计线进行连接，通过利用联合运用的模块，且当paeketstreams与统计导线两模块间的相关数据实际包流时，各用户能够模仿此处节点的举动。过程模型是各种算法载体的实施，为三层建模机制的底部。过程模型主要用于描述该模型中的节点，过程和模型主要由一个传输线路的状态。是互斥和互补的区域之间，这个过程在某一时刻只能处于一种状态，但所有区域构成的状态空间全集过程。状态分为两大类，迫使区域和非区域强制，迫使区域是不允许滞留状态，当进程进入强制状态过程仿真内核将立即强制转移到下一个状态。不同于在强制状态下，当处理状态变成非强制执行，将滞留该状态下等待的情况下，核心仿真过程或其它触发器。原C语言是一种过程建模语言，支持多种OPNET的独特算法的实现。从协议的角度之间的关系分析，造型节点模块完全符合OSI标准，各层的ARP-MAC层建模仿真-物理层，建模采用面向对象的仿真技术，每个节点使用相同的起始节点模型，然后对不同对象设置具体参数。 1.2离散事件仿真机制 离散事件仿真机制具有离散性，如果机器不能及时调整状态，而由事件引起的网络发生了状态变化，那么机器就会自动跳过，不能有效的识别，所以这是一种离散化处理问题的机制。能够一起展现在很多事件的各个仿真时间点，事件可以有一个密度差。各个模块之间的模拟经中断事件的信息。一旦有事件触发致使中断时，正在运行的相关进程模型描述了网络系统的行为或者是系统进程，径离散事件仿真机以制驱动，完成通信的并行以及顺序进程级相关描述，其中事件发生时间由一起网络的状态以及行为的武断决定，能够于计算机及通讯网络在各种情况下进行模拟。 2.网络下的OPNET仿真模型 结合OPNET仿真技术过对35KV智能变电站系统进行研究，并以此为例，将其继电保护系统进行网络建模，在各元件设备之间建立数据连接。为提高变电站系统运行的安全性和可靠性，继电保护采取双保险机制：一是通过智能继电保护系统对变电站进行保护，利用计算机对变电站的运行数据分析，根据实际情况与数据相对比，以及时发现故障和安全隐患，并拟出相应方案、作出相应举措；二是通过设备间的接线达到继电保护作用，网络建模并不是绝对可靠的，网络除具有时效性和先进性外，网络环境的稳定性和安全性并不可靠。因此要适用网络建模技术对继电保护系统进行仿真，双管齐下，相辅相成以保证变电站安全稳定的运行。本文通过OPNET仿真技术的三层建模机制分别对网络模型、节点模型和进程模型分别进行分析。 2.1网络模型 网络模型就是以网络组网，根据一台半断路器的接线方式可分为两种组网方式。一种是单串组网，利用路由器将串内的母线保护和交换机之间进行数据连接，以便统一管理串内的设备元件和各项数据。另一种是间隔组网，明确设备与线路之间的关系，并根据所得关系将断路器和变压器和所对应的交换器联结在一起，将母线交换机接入主变保护系统中，实现变电站的系统保护。在组网过程中要对仿真系统