面向实时仿真的小步长开关误差分析和参数设置

以固态开关为主要元件的换流器实时仿真是实现VSC-HVDC 实时仿真的难点之一。目前电磁暂态仿真程序的理想开关模型因为计算效率的问题很难实现实时仿真。所以电感/电容(L/C)模型由于较高的计算效率而在实时仿真中被考虑采用。该文深入研究使用L/C模型的开关的准确性,证明了小步长算法的可行性。同时,考虑模型暂态误差产生的损耗,提出了完整的小步长模型的参数设置方法。所提出的模型建立在ADPSS上,并与PSACD上的理想模型进行了比较,验证了模型的准确性。     

基于RTDS的DSTATCOM小步长网络建模仿真

分析了DSTATCOM输出电流四象限运行的矢量关系,在RTDS仿真环境中搭建了DSTATCOM小步长仿真网络模型,并通过该仿真网络分别对单变量占控制以及双变量δ和λ配合控制的＋30kvarDSTATCOM进行了仿真研究。结果表明：RTDS动态负载模型从电感性切换到电容性的调整时间不到一个工频周期;DSTATCOM无功功率补偿效果在双变量和配合控制时要优于单变量控制。     

基于RTDS和FPGA联合仿真平台的多速率实时仿真方法

为实现含分布式电源的电力系统实时仿真,研究了一种基于实时数字仿真器(RTDS)和现场可编程门阵列(FPGA)联合仿真平台的多速率实时仿真方法。采用局部延迟插入方法分解电力系统网络,并利用拟合法和外插法实施并行多速率接口电气量交互。为减小通信延时对仿真精度的影响,提出了一种FPGA数据发送适当早于RTDS数据发送的接口电气量异步交互方法。在RTDS和FPGA联合仿真平台上以50μs/1μs混合仿真步长实时仿真了一个含2个光伏发电的IEEE 5节点电力系统,并与PSCAD平台下的仿真数据进行对比,验证了所提联合仿真平台的可行性和实时仿真方法的准确性。     

大规模感应电动机实时仿真简化方法及初始化问题研究

交直流混联大电网的快速发展对仿真准确性提出了更高要求,只有准确模拟系统的负荷特性,才能够正确反映交直流系统对故障的响应。以往大规模电网的实时仿真中,受限于仿真工具的能力,负荷模拟少量采用或不采用感应电动机模型,由此导致了仿真精度问题。新一代数模混合实时仿真平台的强大仿真能力,为采用大量感应电动机负荷模型进行实时仿真提供了可能。该文基于此平台,研究了大规模感应电动机负荷的实时仿真简化方法,解决了含大规模感应电动机电磁暂态实时仿真电网模型的启动及初始化问题,通过对华东电网实际故障的仿真对比,验证了该文提出方法的准确性和有效性,为进一步深入研究大规模电网交直流相互影响等问题提供了更为准确的仿真手段。     

数字计算机机电暂态与RTDS电磁暂态混合实时仿真系统

将机电暂态计算与电磁暂态计算进行实时接口,在一次仿真过程中同时实现大规模电力系统的机电暂态仿真和局部网络的电磁暂态仿真。还设计了数字计算机与RTDS的混合实时仿真平台,对其中的关键技术进行了研究和探讨,主要包括在进行机电暂态和电磁暂态仿真时如何对对侧系统进行等值以及两部分程序相互接口时的数据交换方式,并提出了解决这些问题的新思路,即构造的等值模型应该能够正确反映对侧系统的运行状态,而对次要因素可以简化。     

中压直流综合电力系统建模与实时仿真实现方法

舰船中压直流综合电力系统包含大量特种电机和电力电子设备,其模型阶数高、非线性强,电磁暂态仿真计算量大.文章以典型中压直流综合电力系统为对象,首先,介绍了多相发电机整流系统、多相推进电机及其变频器、隔离型DC/DC变流器等组成设备的模型,构建了全系统电磁暂态实时仿真模型.其次,以开关分布平均化和节点数最少为优化目标,提出...     

基于RTDS小步长仿真的配电网行波选线装置动模试验研究

行波选线装置是配电网接地故障选线装置的重要类型之一,对其开展动模试验研究有助于行波选线功能的不断完善和发展。分析了行波选线的基本原理及配电网行波传输的特性。研究了RTDS小步长仿真的原理及GTAO板卡的模拟量输出特性,采用小步长的方式建立了配电网仿真模型。通过分析动模试验中影响行波选线性能测试的多种因素,制定了行波选线装置动模测试方案,搭建了闭环试验环境。试验结果证明,利用RTDS小步长仿真能够完成行波选线装置的动模试验。     

电力电子换流器离散小步合成实时仿真模型

随着电力电子换流器的开关频率越来越高,对电力电子化系统实时仿真的精度提出更高的要求,基于电感/电容（L/C）等效的定导纳开关模型是目前的主流开关模型之一,但这种模型的开关暂态过程存在“虚拟功率损耗”问题,开关频率越高,仿真结果失真越严重。该文首先构建电力电子换流器小步长模型的离散状态空间形式,基于此,构建电力电子换流器的小步合成实时仿真模型,保留L/C模型恒导纳特性的同时有效地消除了由开关支路主导的工作模态的暂态过程,进一步分析L/C开关模型支路对电力电子换流器的工作模态的影响,通过小步合成模型消除L/C模型引入的特征值,使L/C模型更精准地模拟理想开关,同时保留系统的正常工作模态。分别构建双有源桥、三相两电平逆变器和三电平逆变器的小步合成模型并进行实时仿真,与传统实时仿真模型对比表明,所提小步合成模型在不影响仿真效率的前提下,有效地解决了L/C开关模型的“虚拟功率损耗”问题,且具有较好的通用性,无需重新设置开关参数即可适用于多种拓扑。     

用RTDS小步长算法仿真换流阀合成试验回路

为了检验换流阀合成试验回路控制和保护系统的性能,给出一种在RTDS上用小步长算法对合成试验回路一次系统进行建模仿真的方法。分析了换流阀合成试验回路的工作原理,得出其对控制保护系统的需求,使用RTDS小步长算法来建立合成试验回路一次系统模型。并针对该算法用于合成回路试验仿真时的限制,尤其是在低电压仿真中的不足,采用提高换流变电压的方法来“等效模拟”,能够正确仿真电压源和电流源的配合工作工程。仿真结果表明,使用RTDS小步长算法建立的模型能准确模拟阀的实际工况,仿真试验环境成功进行了合成试验回路的所有试验,取得了良好的试验效果。     

电力系统实时数字仿真系统介绍

以RTDS为例对电力系统实时数字仿真的历史，原理及功能做了较为全面的描述，列举当前几种较为成熟的实时数字仿真器的特点，并对其中三种从技术进行了比较，对电力工作能够较为深入地了解电力系统实时数据仿真技术有一定的帮助。     

电流互感器的数字实时仿真

电流互感器电磁暂态过程仿真,在电力系统动态仿真系统中是必不可少的,为此提出了一个电流互感器的非线性实时仿真模型。模型中考虑了磁饱和和磁滞的影响,同时给出了相应的数字积分方法。对该电流互感器正常工作电流状态、一次侧大电流故障状态及一次侧开路故障状态的电磁暂态过程进行了仿真。仿真结果表明,提出的实时仿真模型和选用的数字积分方法是正确、有效的。     

换流站实时电磁暂态仿真中的滤波器建模

应用伴随模型方法建立了滤波器电磁暂态仿真的基本模型,在分析换流站实时仿真需求的基础上提出了滤波器的简化模型,并对模型优化的加速比进行了分析。仿真实验结果表明,简化模型在确保计算精度的基础上,显著提高了计算效率,在实现换流站实时电磁暂态仿真方面发挥了重要作用。     

基于PSpice软件的单相Boost变换器的仿真研究

随着计算机性能的提高,使用计算机仿真方法帮助掌握电气工程领域的基本知识并解决设计问题成为通用的方法。PSpice是一款功能强大的专用于电力电子电路的仿真软件,可对各种模拟电路及数字电路进行仿真,它的仿真波形与试验电路的测试结果十分相近。本文应用PSpice对Boost变换器的全部工作过程进行了仿真与分析,并对电路中储能元件的各种工作状态进行了分析,给出了大量直观的仿真波形,可以帮助加深对Boost变换器的理解。     

汽轮发电机小扰动特性及静态稳定性的时步有限元分析

为了研究阻尼绕组和磁场饱和对汽轮发电机小扰动特性及静态稳定性的影响,分别采用经典派克(Park)方程模型与时步有限元(time-stepping finite element method,T-SFEM)模型,对发电机不同工况下发生的小扰动进行仿真计算。在此基础上,结合小信号分析法与普罗尼(Prony)方法,对比分析了不同模型下发电机小扰动过程的动态特性以及系统静态稳定性等相关问题。结果表明,在不考虑阻尼绕组与磁场饱和的情况下,2种模型所得的小扰动特性基本一致,而当计及阻尼绕组或磁场饱和作用时则差别显著;采用派克方程模型计算所得的静态稳定极限功角比时步有限元模型的计算结果偏大。研究结果为系统仿真分析提供了合理参考。     

变流机组在船舶电力实时仿真系统中的实现

在交直流混合供电的船舶电力系统中，通常使用变流机组来实现交、直流电的转换。变流机组结构特殊、控制复杂，是系统实时仿真的难点之一。根据变流机组在船舶电力系统的运行特点和要求，详细给出在电力实时仿真系统中的实现方法和注意问题。实际运行表明，该模型比较准确地仿真了实际系统的运行特性。     

变流机组在船舶电力实时仿真系统中的实现

在交直流混合供电的船舶电力系统中,通常使用变流机组来实现交、直流电的转换。变流机组结构特殊、控制复杂,是系统实时仿真的难点之一。根据变流机组在船舶电力系统的运行特点和要求,详细给出在电力实时仿真系统中的实现方法和注意问题。实际运行表明,该模型比较准确地仿真了实际系统的运行特性。     

基于动态相量法的直流系统暂态响应实时快速仿真计算方法

为解决交流系统大扰动下电流源型直流输电(line commutate converter based HVDC,LCC-HVDC)系统电磁暂态精度响应实时求取困难的问题,该文基于动态相量法仿真框架,详细讨论了大扰动下LCC-HVDC直流输电系统的建模方案,并针对工程现场的计算精度与计算复杂度要求和逆变侧容易发生的换相失败现象,重构了易于拓展的仿真模型计算框架。多故障场景的仿真对比实验表明,与传统的动态相量仿真方案相比,所提出的框架能够准确反映直流系统在逆变侧交流系统受扰下的暂态响应特征,同时提高了计算速度,实现了LCC-HVDC系统暂态响应的高精度、实时化计算。