高壓直流輸電換流閥冷卻系統仿真平臺技術方案

本發明專利技術公開了高壓直流輸電換流閥冷卻系統的仿真平臺，軟件支撐模塊為高壓直流輸電換流閥冷卻系統仿真平臺提供現實基礎，為其他模塊提供程序語言和人機界面的功能支持；基礎功能模塊為仿真平臺提供基礎元件,由其元件所搭建的閥冷卻系統的實時狀態將會分別反饋至控制保護程序模塊、設備風險評估分析模塊、設備故障處理決策模塊，并且相應模塊會根據設備元件狀態進行控制保護、風險評估計算與發布、設備故障處理方案發布。作為實用化的工程仿真軟件，工作界面友好，可實現與現場操作方法相同仿真操作，實時反映高壓直流輸電換流閥冷卻系統的工作狀態，并根據工作狀態進行設備風險評估分析及設備故障處理決策。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種高壓直流輸電換流閥冷卻系統仿真平臺，屬于高壓直流輸電系統

技術介紹
冷卻系統作為高壓直流輸電換流閥的換熱設備，堪稱為換流閥的血液循環系統，因此在高壓直流輸電系統中換流閥冷卻系統顯得尤為重要，可以說換流閥冷卻系統的穩定運行是高壓直流輸電工程正常工作的前提和保證。作為直流輸電系統最為重要的輔助系統，在高壓直流輸電系統解鎖運行以后，將不能夠人為地對換流閥冷卻系統執行設備操作，這會給設備運行維護人員的培訓工作帶來極大的不便，不利于高壓直流輸電換流閥冷卻系統培訓工作的順利開展。 目前，換流站閥冷卻系統的培訓工作僅僅停留于書面講解的水平，尚無法滿足實操培訓的需求，這將影響學員對換流閥冷卻系統的認識深度和實操能力，達不到應有的培訓效果。通過建立高壓直流輸電閥冷卻系統仿真平臺，可實現與現場實際冷卻系統系統相一致的操作功能，并能夠指明設備操作風險及設備故障處理方案，將會大大提升學員對閥冷卻系統的實操能力和理解深度，給閥冷卻系統培訓工作帶來極大便利。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種高壓直流輸電換流閥冷卻系統仿真平臺，以解決現有技術中，當高壓直流輸電系統解鎖運行以后，不能人為的對換流閥冷卻系統執行設備操作，無法直觀的給運行維護人員進行實操培訓工作的技術問題。為實現以上目的，本專利技術采取了以下的技術方案高壓直流輸電換流閥冷卻系統的仿真平臺，包括軟件支撐模塊、基礎功能模塊、控制保護程序模塊、設備風險評估分析模塊、設備故障處理決策模塊；軟件支撐模塊為高壓直流輸電換流閥冷卻系統仿真平臺提供現實基礎，是用計算機實現高壓直流輸電換流閥冷卻系統仿真操作、故障模擬、風險評估和事故處理指導的前提，其用于為基礎功能模塊、控制保護程序模塊、設備風險評估分析模塊、設備故障處理決策模塊提供程序語言和人機界面的功能支持，作為實用化的工程軟件，要求界面友好，可以實時反映高壓直流輸電換流閥冷卻系統中上述功能模塊的工作狀態；體現出完整的換流閥冷卻系統工作過程；同時，仿真操作方法完全與現場操作方法相同，操作效果所反映出的換流閥冷卻系統各設備的工作狀態轉換與現場邏輯相一致；另外，軟件需要良好的穩定性和可擴展性，便于系統后續的開放。所述基礎功能模塊，其根據高壓直流輸電換流閥冷卻系統中的各功能要求，為所述仿真平臺提供基礎元件；包含換流閥冷卻系統的機械旋轉設備單元(如內冷水主循環泵、外冷水噴淋泵、冷卻塔風扇、補水泵等)、內冷水及外冷水水流回路管道單元、測量傳感器元件單元(如壓力傳感器、流量傳感器、水位傳感器、溫度傳感器等)、過濾器單元、管道閥門單元(如機械閥門、電磁閥門等)。機械旋轉設備模塊的運作可以保證內冷水回路和外冷水回路水流的正常流轉；內冷水及外冷水水流回路模塊為內冷水和外冷水的水流通路，內冷水可實現與換流閥的熱交換達到換流閥冷卻目的，外冷水可實現內冷水的散熱作用，使內冷水水溫保持正常工作水平；測量傳感器元件模塊可對內冷水回路和外冷水回路的水流壓力、水位高低、水的電導率及溫度等進行監測，控制保護程序模塊根據該監測結果，控制機械旋轉設備的啟停操作以及進行保護動作邏輯判斷；過濾器元件對內冷水回路中的水質進行過濾、凈化水質；管道閥門主要作用是隔離設備和管道系統、調節流量、防止回流、調節和排泄壓力。所述控制保護程序模塊，其用于根據軟件支撐模塊的輸入指令，控制基礎功能模塊實現所述高壓直流輸電換流閥冷卻系統模擬控制操作，并根據基礎功能模塊的各元件狀態進行保護動作邏輯判斷；控制保護程序模塊是為高壓直流輸電換流閥冷卻系統的中樞模塊，閥冷卻系統的模擬控制操作、保護動作邏輯判斷均是通過該模塊實現的，通過編寫換流閥冷卻系統的控制保護仿真程序，可實現對換流閥冷卻系統仿真基礎功能模塊各元件的控制操作以及反應換流閥冷卻系統仿真基礎功能模塊元件狀態進行保護邏輯判斷。 所述設備風險評估分析模塊，監控所述基礎功能模塊的各基礎元件的運行狀況以及設備控制操作的動態過程，并根據預定的設備安全生產風險管理體系標準輸出所述高壓直流輸電換流閥冷卻系統的風險狀況；其具體是根據設備安全生產風險管理體系標準對不同類型的設備風險值進行計算，給出設備風險等級。按照設備安全生產風險管理體系標準中規定的設備評價項目、設備等級、評分標準及方法計算出安評得分率，從而對設備風險等級進行界定。在換流閥冷卻系統仿真平臺進行水泵切換、二次回路空開投切、閥門通斷等模擬操作時，可進行風險提示及風險等級界定。同時，對換流閥閥冷卻系統所引起的直流系統跳閘、告警等因素給出相應的風險等級，使學員能夠進一步明確設備風險狀況，避免出現由于對設備操作風險辨識不明晰導致誤操作，從而致使直流輸電系統跳閘事故發生。所述設備故障處理決策模塊，其用于根據軟件支撐模塊的輸入指令，模擬所述基礎功能模塊的各基礎元件的各種故障情況，并將故障后果以及設備故障處理流程和方法輸出到軟件支撐模塊。設備故障處理決策模塊是通過仿真平臺模擬出高壓直流輸電換流閥冷卻系統常見的故障，如傳感器故障、水泵故障、內冷水溫度升高等，根據這些故障可以明確設備事故發展的進程，確定故障處理的范圍和體系，使事故處理工作有據可依、有章可循。同時，進一步明確進行事故處理的指導方法，幫助學員理清楚事故發生的機理和處理思路，具備完成指定任務所需的相應技能。本專利技術與現有技術相比，具有如下優點高壓直流換流閥冷卻系統仿真平臺是對現場實際換流閥冷卻系統的真實仿真，可實現與現場實際操作效果相一致的仿真操作。同時，在仿真平臺中可以靈活地設置各種參數、模擬條件，就可以自如地模擬高壓直流輸電工程現場運行中的各種情況，設定各種事故及極限運行狀態。通過仿真操作及模擬，可以了解掌握高壓直流換流閥冷卻系統實際操作過程中的危險性操作或者臨界條件，增強學員的安全意識，可以提高分析故障原因的能力和掌握排除故障的技巧。另外，高壓直流輸電換流閥冷卻系統仿真平臺能夠調動學員的學習主動性，加深學員對換流閥冷卻系統的認知水平，為換流站運行維護人員深入了解閥冷系統結構回路、掌握閥冷系統運行維護關鍵技術提供培訓平臺和參考資料，提高運行維護人員把握高壓直流換流閥冷卻系統的能力。完成本項工作，對提高閥冷系統的可靠運行水平有著重大意義，同時也將為直流輸電通道大負荷送電能力提供強有力的保障，經濟效益可觀。附圖說明圖I為高壓直流輸電換流閥冷卻系統仿真平臺系統框架示意圖；圖2為高壓直流輸電換流閥冷卻系統仿真平臺具體構成示意圖；圖3為機械旋轉設備切換邏輯圖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術的內容做進一步詳細說明。 實施例請參閱圖I所示，高壓直流輸電換流閥冷卻系統的仿真平臺，包括軟件支撐模塊、基礎功能模塊、控制保護程序模塊、設備風險評估分析模塊、設備故障處理決策模塊；軟件支撐模塊，其用于為基礎功能模塊、控制保護程序模塊、設備風險評估分析模塊、設備故障處理決策模塊提供程序語言和人機界面的功能支持，并實時反映高壓直流輸電換流閥冷卻系統中上述功能模塊的工作狀態；基礎功能模塊，其根據高壓直流輸電換流閥冷卻系統中的各功能要求，為所述仿真平臺提供基礎元件；控制保護程序模塊，其用于根據軟件支撐模塊的輸入指令，控制基礎功能模塊實現所述高壓直流輸電換流閥冷卻系統模擬控制操作，同時根據基礎功能模塊的各元件狀態進行保護動作邏輯判斷；設備風本文檔來自技高網...

【技術保護點】
高壓直流輸電換流閥冷卻系統的仿真平臺，其特征在于：包括軟件支撐模塊、基礎功能模塊、控制保護程序模塊、設備風險評估分析模塊、設備故障處理決策模塊；所述軟件支撐模塊，其用于為基礎功能模塊、控制保護程序模塊、設備風險評估分析模塊、設備故障處理決策模塊提供程序語言和人機界面的功能支持，并實時反映高壓直流輸電換流閥冷卻系統中上述功能模塊的工作狀態；所述基礎功能模塊，其根據高壓直流輸電換流閥冷卻系統中的各功能要求，為所述仿真平臺提供基礎元件；所述控制保護程序模塊，其用于根據軟件支撐模塊的輸入指令，控制基礎功能模塊實現所述高壓直流輸電換流閥冷卻系統模擬控制操作，同時根據基礎功能模塊的各元件狀態進行保護動作邏輯判斷；所述設備風險評估分析模塊，監控所述基礎功能模塊的各基礎元件的運行狀況以及設備控制操作動態過程，并根據預定的設備安全生產風險管理體系標準輸出所述高壓直流輸電換流閥冷卻系統的風險狀況；所述設備故障處理決策模塊，其用于根據軟件支撐模塊的輸入指令，模擬所述基礎功能模塊的各基礎元件的各種故障情況，并將故障后果以及設備故障處理流程和方法輸出到軟件支撐模塊。

【技術特征摘要】
1.高壓直流輸電換流閥冷卻系統的仿真平臺，其特征在于包括軟件支撐模塊、基礎功能模塊、控制保護程序模塊、設備風險評估分析模塊、設備故障處理決策模塊； 所述軟件支撐模塊，其用于為基礎功能模塊、控制保護程序模塊、設備風險評估分析模塊、設備故障處理決策模塊提供程序語言和人機界面的功能支持，并實時反映高壓直流輸電換流閥冷卻系統中上述功能模塊的工作狀態； 所述基礎功能模塊，其根據高壓直流輸電換流閥冷卻系統中的各功能要求，為所述仿真平臺提供基礎元件； 所述控制保護程序模塊，其用于根據軟件支撐模塊的輸入指令，控制基礎功能模塊實現所述高壓直流輸電換流閥冷卻系統模擬控制操作，同時根據基礎功能模塊的各元件狀態進行保護動作邏輯判斷； 所述設備風險評估分析模塊，監控所述基礎功能模塊的各基礎元件的運行狀況以及設備控制操作動態過程，并根據預定的設備安全生產風險管理體系標準輸出所述高壓直流輸電換流閥冷卻系統的風險狀況； 所述設備故障處理決策模塊，其用于根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐攀騰，鄭望其，周翔勝，張志朝，余榮興，劉茂濤，汪洋，王朝碩，宋述波，莫文斌，
申請(專利權)人：中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司廣州局，
類型：發明
國別省市：