基于RTDS的安全稳定控制系统动模试验分析

基于实时数字电力仿真系统(RTDS)建立安全稳定控制系统的数字动模试验模型,研究威俊—包北500 kV变电站的临时安全稳定控制系统。依据安全稳定控制系统入网检测要求,对工程中安稳装置进行全面的功能检测,重点对跳闸判据、安稳策略、切机原则及系统振荡进行装置校验。试验结果表明,通过RTDS搭建的动模试验平台具备安全稳定控制系统的装置级校验能力,能够真实准确地反映安稳装置的动作行为和控制特性,在线路发生低频振荡时安稳装置能够依据策略正确动作。     

基于RTDS和实际控制系统的±800 kV直流输电系统仿真

电力系统仿真是研究电力系统特征和电力控制技术的主要手段。为深入研究特高压直流输电技术和特高压交直流混联系统的特性,基于实时数字仿真器RTDS和南瑞继保自主研发制造的世界上首台±800kV直流控制保护样机搭建了±800kV直流输电系统的闭环仿真系统模型。由于能够在任何工况下准确模拟直流输电系统行为的仿真方法只有电磁暂态仿真,所建基于RTDS的仿真模型较之机电暂态仿真模型能够提供更深刻和准确的仿真结果;由于考虑了实际UHVDC控制与保护设备的控制作用,仿真将更能反映实际交直流系统的动态特性和更具备实际工程的参考价值。基于南方电网云广特高压直流输电系统的"孤岛运行"方式参数的仿真分析进行了必要的说明,阐明了所搭建的闭环特高压直流仿真系统可用于研究特高压直流控制保护技术和全面分析特高压直流输电系统的特征。     

基于RTDS和实际控制系统的±800kV直流输电系统仿真

电力系统仿真是研究电力系统特征和电力控制技术的主要手段。为深入研究特高压直流输电技术和特高压交直流混联系统的特性。基于实时数字仿真器RTDS和南瑞继保自主研发制造的世界上首台±800kV直流控制保护样机搭建了±800kV直流输电系统的闭环仿真系统模型。由于能够在任何工况下准备模拟直流输电系统行为的仿真方法只有电磁暂态仿真，所建基于RTDS的仿真模型较之机电暂态仿真模型能够提供更深刻和准确的仿真结果；由于考虑了实际UHVDC控制与保护设备的控制作用，仿真将更能反映实际交直流系统的动态特性和更具备实际工程的参考价值。基于南方电网云广特高压直流输电系统的“孤岛运行”方式参数的仿真分析进行了必要的说明，阐明了所搭建的闭环特高压直流仿真系统可用于研究特高压直流控制保护技术和全面分析特高压直流输电系统的特征。     

基于RTDS的故障录波装置动态测试方法研究

在实时数字仿真系统RTDS上建立了实验仿真工作站和搭建了110 kV及以上系统的等值仿真模型。基于RTDS系统的测试比其他测试方法更全面,主要通过RTDS系统模拟及搭建不同的故障逻辑,来模拟许多恶劣且在现实中难以出现的故障,从而校验故障录波装置的各种性能。该测试方法既适用于常规故障录波器,同样也适用于数字化网络故障录波器。通过该方法,可检测出静态试验难以发现的问题,能够应用于该类装置的试验验证。     

实时数字仿真系统(RTDS)在阳城-淮阴TCSC工程中的应用研究

在RTDS实时数字仿真系统上建立了包括阳城固定串补(FSC)和可控串补(TCSC)模型在内的阳城-淮阴输电系统的详细模型,并分别对该系统采用FSC方案和TCSC方案进行了实时仿真试验和比较.自主研发了1套能与RTDS实时仿真装置接口的TCSC综合控制试验装置,在RTDS平台上实现了内部控制和外部控制两种控制方式研究TCSC,即采用RTDS内部所提供的控制元件建立TCSC控制系统和采用自己研发的TCSC综合控制试验装置,并对这两种控制方式作了比较研究.     

基于RTDS的直流控制保护系统建模及仿真

为了在RTDS中进行大规模交直流系统的实时仿真,准确研究交直流系统的相互影响,需要对直流输电及其控制保护系统进行详细建模。参照实际直流控制保护柜内的程序,搭建了基于RTDS的直流控制保护系统,并与直流控制保护柜进行了响应对比,验证了模型的准确性和可用性。     

汽轮机数字电液控制系统入网检测方法

现有的汽轮机数字电液控制系统(DEH)存在影响电网安全稳定的缺陷.利用实时数字仿真系统(RTDS)搭建了用于DEH入网检测的半实物和纯数字仿真平台;在RTDS内部建立了汽轮发电机组模型,研制了信号隔离仿真装置,实现RTDS与DEH的互联;提出检测DEH静、动态特性的空载和负载试验方法.检测结果表明,该方法可获得DEH重要控制同路传递函数及参数设置,并测知其软硬件方面存在的设计缺陷,为加强入网设备管理提供技术依据和进一步规范DEH入网性能指标打下基础.     

特高压直流输电控制保护系统实时仿真技术的研究及应用

采用模拟高压直流输电一次系统的RTDS平台与直流工程的实际控制装置相结合的方法,实现直流工程的仿真验证平台的搭建,存在占地面积大、接线复杂的问题。提出了一种直流输电控制保护系统实时仿真的技术。使用Matlab/Simulink图形化的方式一比一搭建直流控保程序,通过代码转换及多线程优化调度方案将图形化程序转变为CBuilder代码文件,构建高集成度的RTDS自定义元件,只需采用单个RTDS计算单元实现了整个直流工程换流站的控保程序计算。在RTDS仿真平台上对所提出的技术进行了验证,试验结果表明该技术有效、可行。该仿真技术使交直流混联大电网的实时仿真问题变得更加经济、高效。     

基于RTDS的有源电力滤波器实物控制器闭环仿真技术

为高效实现电力电子装置技术验证及测试,提出一种基于实时数字仿真仪(RTDS)的有源电力滤波器(APF)控制器闭环仿真测试方法,三相电网、负荷及APF逆变桥、直流侧电容和断路器等一次回路由RTDS中的软件进行模拟,APF控制和保护则采用实际装置中的控制板。通过5类信号调理模块解决APF控制器与RTDS软件模型之间的信号匹配问题,形成RTDS的实物控制器仿真实验标准接口。整体仿真模型在RTDS小步长环境中构建,提出绝缘栅双极型晶体管(IGBT)触发脉冲、保护控制信号逻辑、RTDS中短路故障模型、操作观察界面等核心模块建模方法,形成了完整的测试步骤和测试项目。通过将APF控制器的RTDS测试数据与实际装置的测试数据进行对比分析,验证了方法的有效性。     

汽轮发电机组轴系扭振保护装置RTDS测试

利用RTDS实时仿真技术,对盘南电厂装设的机组轴系扭振保护TSR装置,形成闭环测试系统,对扭振保护装置的性能进行试验研究。闭环测试系统由实时数字仿真系统、扭振保护装置,功率放大器以及实际的直流控制保护装置等组成。搭建了基于南方电网的交直流混合RTDS模型以模拟各种不同开机方式和不同的直流运行方式的系统运行方式。解决了将转速信号转换为扭振保护装置所要求的高频方波脉冲信号的问题。对扭振保护装置的功能和动态特性进行了较为全面的验证。这是国内首次将联接实际直流控制保护装置的RTDS应用于汽轮机组扭振保护装置的性能测试。     

基于IEC 61850标准的实时数字仿真系统

电力实时数字仿真（RTDS）系统是分析电力系统特征、测试继电保护及二次设备的重要手段,得到了广泛应用。采用电子式互感器后,RTDS系统不再需要D/A转换和功率放大等环节,可以直接将仿真产生的数据经格式转换后加以使用。文中研究了基于IEC 61850标准的新型RTDS系统的构成和实现,介绍了连接RTDS系统与全数字二次设备的测试模型,通过对110 kV线路数字化保护的试验验证了系统的实用性。     

基于DIgSILENT的机网协调控制及动模验证

具有联络断面弱、小网、大负荷特征的工业电网,发生故障及断面解列时容易造成系统稳定性破坏问题,为此提出DIgSILENT仿真平台用于源网荷储协调系统的暂态分析和控制器开发。提出了结合安全稳定控制系统、机网协调器、电力系统稳定器、励磁系统及调速系统于一体的工业电网数字孪生系统,根据实测参数对自动装置的控制器进行了建模和比对。基于DSL编程设计了机网协调控制器,对电压控制、频率控制和功率控制整定参数,验证了对频率电压稳定性的影响,实现了联络断面功率的灵活调配。利用实时数字仿真器(RTDS)进行了机网协调装置和稳控装置的硬件闭环动模试验。给出了DIgSILENT仿真与RTDS仿真结果的对比,验证了DIgSILENT仿真机网协调控制的准确性和有效性。     

基于RTDS的一种直流触发角测量方法及其实现

随着我国电力系统的发展和计算机漱硬件技术的提高,RTDS实时数字仿真系统由于其具备建立闭环仿真环境等的优点在我国得到了越来越广泛的应用。提出了一种基于RTDS的闭环交直流混联系统的直流触发角测量方法。在介绍了直流触发角测量原理和RTDS改进点火脉冲算法的基础上,提出了可用于直流控制保护设备控制测试分析和系统分析研究用的直流触发角测量方法．并基于RTDS控制模块库元件和自定义（UDC功能进行了仿真实现。最后,就我国桌特高压直流输电系统的电气参数和南瑞继保自主．研发的特高压直流控制保护系统样机,通过与实际控制保护系统直流触发角测量录波软迹的比较．验证了所提方法的有效性。     

电力系统实时数字仿真器RTDS

电力系统实时数字仿真器RTDS(RealTimeDigitalSimulators)是实时全数字电磁暂态电力系统模拟装置 ,采用与EMTP仿真程序相同的算法 ,但由于其具有很强的硬件计算能力 ,进行系统研究时速度要快得多。另外 ,RTDS仿真系统的频率特性包括了一个很大的频率范围 (从直流到 4kHz) ,在此频率范围内 ,RTDS仿真系统是全面分析电力系统各种问题的理想工具。RTDS仿真系统可以用于电力系统分析研究、测试保护系统、控制系统的测试及其教育培训     

基于RTDS仿真模型的能量管理系统潮流数据在线仿真系统开发

为使离线电磁仿真软件实时数字仿真仪(real timedigital simulator,RTDS)能够接收能量管理系统(energymanagement system,EMS)的在线潮流数据,将系统运行的实时数据传送给RTDS,实现RTDS的在线化仿真,自动跟踪电网的即时状态。研究并设计了基于南方电网RTDS仿真模型的EMS潮流数据在线系统,通过将来自EMS的潮流数据在RTDS仿真系统模型上进行可观测性分析、状态估计计算、不良数据的检测与辨识等在线化处理,并采用RTDS-GTNET卡的DNP3.0通信协议将估计结果作为仿真初始数据送入RTDS进行仿真,使RTDS仿真基态数据更加接近于系统的实际运行状态,实现了RTDS的在线化仿真。以云南电网仿真系统为例进行了测试,结果表明所开发系统具有较高的准确性。     

基于多新息最小二乘算法的电力线路参数辨识

随着电力系统的建设和发展,电网结构日益复杂,由于线路长期运行、周围环境变化等原因导致原有的线路参数模型与实际线路参数存在偏差,从而影响电力系统的实时监控和优化运行。考虑到电力系统输电线路中的数据采集与监控(SCADA)系统量测充足,提出基于多新息最小二乘(MILS)算法的线路参数辨识模型,实现全网线路的准确辨识和校正。首先,利用实时数字仿真(RTDS)系统搭建IEEE 39节点电力系统仿真模型,获得潮流运行数据;然后,在Matlab中进行参数辨识,将辨识结果与RTDS中的线路参数进行对比。结果表明,基于MILS算法的参数辨识结果具有较高估计精度,可作为电力系统可疑线路判断依据。     

基于RTDS/CBuilder的电磁–机电暂态混合实时仿真方法

提出了基于实时数字仿真器(real time digital simulator, RTDS)的电磁–机电暂态混合实时仿真方法。在RTDS/CBuilder环境下,采用多线程和双链表稀疏矩阵技术开发了实时机电暂态仿真程序。提出了电磁和机电侧接口等值电路模型,并将RTDS电磁模型与实时机电暂态程序进行了连接,建立了混合实时仿真平台。该平台可以在详细分析含直流输电局部电网的同时,又能较准确地考虑交流系统对暂态稳定的影响。仿真算例证明了所提混合实时仿真方法的正确性。     

A soft actor-critic deep reinforcement learning method for multi-timescale coordinated operation of microgrids

This paper develops a multi-timescale coordinated operation method for microgrids based on modern deep reinforcement learning. Considering the complementary characteristics of different storage devices, the proposed approach achieves multi-timescale coordination of battery and supercapacitor by introducing a hierarchical two-stage dispatch model. The first stage makes an initial decision irrespective of the uncertainties using the hourly predicted data to minimize the operational cost. For the second stage, it aims to generate corrective actions for the first-stage decisions to compensate for real-time renewable generation fluctuations. The first stage is formulated as a non-convex deterministic optimization problem, while the second stage is modeled as a Markov decision process solved by an entropy-regularized deep reinforcement learning method, i.e., the Soft Actor-Critic. The Soft Actor-Critic method can efficiently address the exploration–exploitation dilemma and suppress variations. This improves the robustness of decisions. Simulation results demonstrate that different types of energy storage devices can be used at two stages to achieve the multi-timescale coordinated operation. This proves the effectiveness of the proposed method.     

图形化RTDS在线实时仿真系统

实时数字仿真器RTDS(简称RTDS系统)用于大规模交直流并联电网的稳定分析和反事故措施研究时,还不能实现在线,即不能及时地跟踪实际电网的运行变化,且仿真的动态过程也不能直观地显示和操作.为使RTDS系统能接收能量管理系统(EMS)的在线潮流数据,跟踪电网运行变化,便于电网分析、运行人员研究,文中提出并实现了基于EMS潮流数据的RTDS系统在线仿真方法,并可图形化显示和操作.将来自EMS的潮流数据在RTDS系统仿真模型上进行状态估计,采用数字通信将估计结果刷新RTDS系统仿真的基态,使RTDS系统仿真基态数据接近于电网运行的实际状态.自主开发图形平台,并经数字通信,实现电网接线与RTDS系统仿真结果在同一界面上的动态显示和操作.该系统已在南方交直流电网大规模RTDS系统仿真平台上实施.