全数字实时仿真装置与物理仿真装置的功率连接技术

为了适应特高压交直流混合电网在规划、设计、建设、运行等各个阶段实时仿真研究的需要,充分发挥直流输电物理仿真方法真实准确及全数字实时仿真装置可模拟大规模电网且仿真模型可重复利用的特点,采用分布参数线路解耦方法实现了全数字实时仿真装置与物理直流仿真装置的功率连接技术,采用该功率连接技术搭建了简单交直流电网的数模混合仿真模型。直流启动试验和系统故障仿真试验结果均表明,该技术具有较高的仿真精度和实用性,适用于对交直流并列运行电网进行实时仿真研究。     

高压直流输电系统数字物理动态仿真

对交直流输电系统进行大规模电力系统数字-模拟混合仿真,不但能实现常规的系统稳定性研究,还能针对局部系统进行详细的电磁暂态性能分析,极大提高了电力系统仿真分析的准确性。本文基于功率连接技术搭建了适用于交直流大电网仿真的数模混合仿真实验平台。该平台既可以对大电网进行全数字实时仿真也可对局部电力系统进行物理仿真,成功实现了三峡地下—上海西±500kV高压直流输电一次设备与数字大电网的数模混合实时仿真。数模混合仿真结果与全物理仿真装置仿真结果的比较,验证了利用本文提出的数模混合仿真平台进行数模混合仿真的可行性和有效性。     

特高压交直流电网数模混合实时仿真系统

国家电网仿真中心数模混合仿真实验室建立了特高压交直流电网数模混合实时仿真系统,模拟特高压交直流跨区大电网.实时仿真系统选用Linux操作系统,采用Hypersim全数字实时仿真软件,通过信号接口和功率接口实现了全数字仿真程序与一次直流物理仿真装置和二次控制保护装置的互联,基于SGI超级计算机实现了大规模交直流电网的数模...     

含多回物理直流仿真装置的大电网数模混合仿真建模及研究

为了对特高压交直流复杂电网进行仿真研究,采用基于输电线贝瑞隆模型的功率连接接口技术,连接全数字实时仿真装置HYPERSIM和高压物理直流仿真装置,建立了相应的数模混合仿真系统平台。仿真试验基于2015水平年特高压规划电网,以华东直流多落点地区为研究对象,搭建了包含16回直流输电系统的模型,其中2回为物理直流仿真装置的大规模数模混合仿真试验模型。试验结果表明,华东直流多落点地区发生的交流系统短路故障,会引起多回落点华东直流发生换相失败,但不会发生连续的换相失败并进而闭锁,系统能够保持稳定。仿真结果表明物理直流仿真装置对数字侧故障响应正确,验证了数模混合仿真研究的有效性。     

直驱式同步风力发电机组数模混合仿真模型

结合数字实时仿真及物理仿真各自优势,以电磁暂态数字实时仿真系统HYPERSIM为平台,利用电压源型换流器(voltage source converter,VSC)物理仿真装置,通过数模混合仿真技术建立了直驱式同步风力发电机组数模混合仿真模型, 搭建了风电机组接入等值电网的全数字及数模混合仿真模型,通过暂稳态仿真试验,对该模型在风速波动下的动态特性以及电网故障时的动态响应进行研究,解决了精确实时模拟风电机组中全控器件动态特性的技术难题,为风电机组实际控制器的策略及参数优化研究和接入电网的动态特性检验提供了必要的技术手段.     

电力系统全数字实时仿真装置

电力系统全数字实时仿真装置是基于高性能机群服务器、具有我国自主知识产权的全数字实时仿真系统。该仿真装置利用机群的多节点结构和高速本地网络,采用并行计算技术对计算任务进行分解,并对进程进行实时和同步控制,从而实现了大规模复杂交直流电力系统(1 000台发电机、10 000条母线)的机电暂态实时仿真和机电–电磁暂态混合实时仿真以及外接物理装置试验。该仿真装置具有性价比高、扩展性好、软硬件接口灵活多样等特点,可连接调度自动化系统以接收系统在线数据,接入PSASP用户自定义模型或MATLAB/Simulink模型进行局部和子任务计算,通过A/D和D/A转换接口接入控制保护物理设备进行闭环仿真试验。目前国内多家单位已应用该仿真装置,开展了电力系统故障再现分析,继电保护、安全自动装置和直流输电控制装置等的试验研究,大系统安全稳定运行及控制策略研究等工作。应用表明该仿真装置运行可靠、计算结果准确,在科学研究、教育培训和生产运行实践中起到重要作用。     

电力系统数模混合实时仿真技术的现状与发展

电力系统实时数字仿真与物理模拟相结合可以达到优势互补、优化模拟的效果。模拟仿真器与实时数字仿真系统之间能量与信号的交换 ,是数模混合实时仿真接口的主要问题。利用替代定理 ,两者之间可以通过戴维南等值电路和诺顿等值电路进行相互表述。实时数字仿真系统与HVDC原型模拟换流器构成的混合实时仿真系统在天—广高压直流控制与保护系统测试中得到了成功应用。实时数字仿真系统与动模机组的硬件连接则需要开发背靠背变流器。提出了先进的集成混合实时仿真系统的架构 ,其对经济有效地扩大实时仿真系统的规模具有重要的意义     

大规模“风火打捆”经直流外送数模混合仿真系统

为深入研究大规模新能源基地经特高压直流向负荷中心远距离大容量送电的可行性及遇到的技术问题,一个有效的仿真平台是必不可少的。文章结合数字实时仿真及物理仿真各自的优势,以电磁暂态数字实时仿真系统HYPERSIM为研究平台,用直流输电物理仿真装置模拟外送风电的特高压直流输电系统,利用双向功率连接数模混合仿真技术模拟功率在数字和物理模型之间的交换,建立了大规模风电经直流外送的数模混合仿真系统。通过暂稳态仿真试验,对该仿真系统的动态响应特性进行了验证,解决了在模拟大规模风电接入电网的同时,精确模拟外送风电的直流输电系统动态响应特性的技术难题,为大规模风电接入电网及直流输电对大规模风电的适应性、交直流协调控制等研究提供了必要的手段。     

现代电力系统大功率数模混合实时仿真实现

数模混合实时仿真技术兼具数字仿真和物理模拟的优势,将成为未来电力系统仿真分析的有效手段。为了适应现代电力系统的发展需求,提出了通用型大功率数模混合实时仿真系统架构,采用基于理想变压器模型改进接口算法、基于电力电子变换器大功率物理侧接口和抗干扰信号交互系统,实现了400V/50kVA大功率数模混合实时仿真系统。同时,在所提出的数模混合实时仿真平台上开展了数模混合实时仿真实验,并与全数字仿真实验进行了对比,验证了系统的稳定性和准确性。     

江苏电网实时数字仿真系统介绍

针对江苏省电力试验研究院有限公司与中国电力科学研究院合作开发的基于电力系统全数字实时仿真装置(ADPSS)的江苏电网实时数字仿真系统,详细介绍了该仿真系统的结构和主要功能,以及基于仿真系统开展的现场事故分析和试验研究工作。该仿真系统功能齐全、仿真规模大、可扩展性强,对大规模的电力网络能同时进行机电和电磁暂态的混合实时仿真。     

基于行为仿真的变电站仿真系统

为了降低变电站培训成本与提高培训的真实感,对变电站中人的行为进行了研究与仿真,结合虚拟现实技术、虚拟人行为仿真技术设计并实现了一套变电站仿真系统。利用三维建模技术构建了变电站中的主要虚拟人模型和主要的场景模型;利用行为建模技术为变电站中的虚拟人建立了行为动画;利用开源场景图形库(OSG)平台与骨骼动画引擎(Cal3D)平台实现了变电站的漫游仿真与虚拟人行为控制仿真,提出并实现了基于属性与碰撞检测的虚拟人行为生成算法,设计并实现了一套辅助子系统用于辅助用户完成变电站中的仿真与设备查询。实验结果显示,设计实现的仿真系统仿真效果较好,具有一定的实用性和现实意义。     

发电机采用数模混合仿真的微型动模试验系统

基于当前动模、数字仿真遇到的问题,搭建了基于数模混合发电机的微型动模试验系统.数字、物理混合仿真的发电机采用了功率在环技术,结合了物理仿真和实时数字仿真的优点,更接近现实的试验,实时运算可反复修改,减少测试验证周期.发电机采用数模混合仿真的微型动模试验系统,可实现电力系统的低电压、小电流、微功率的物理模拟,减少了测试准备时间、验证周期和测试成本,有效提高了电力系统仿真建模、验证研究的技术水平.     

基于PSCAD的光伏发电建模与仿真

讨论了一种考虑太阳光照强度及环境温度变化的光伏阵列数学模型及基于电导增量法的最大功率点跟踪(MPPT)算法,并基于该数学模型和MPPT算法在PSCAD中搭建了光伏阵列和MPPT控制器通用仿真模型,进而搭建了并网光伏发电系统仿真模型分析了变光照强度下的光伏发电系统动态特性,证明了所建光伏发电系统并网逆变器控制策略的准确性和有效性.     

计算机模拟色仿真研究

根据色度学的原理，探讨在常规的ＴＶＧＡ彩色显示器上模拟具有要求的ＣＩＥ色品坐标和亮度值的颜色的技术。在对彩显进行白平衡调整和荧光粉色度特性定标的基础上，考虑了三原色荧光粉之间的相关性，提出了一种分段线性回归并逐次叠加逼近的算法。利用与测色系统的通信接口获得实测样品色的光谱反射比数据，经数据分析和处理，直接对显示器颜色缓冲器进行底层编程和迭代修正，在ＣＲＴ上得到了逼真的颜色。     

仿真培训系统流体网络的动态仿真模型与实时仿真方法综述

从假设条件、适用范围、模型的形式比较了几种仿真培训系统流体网络的仿真模型,归纳了各模型的实时仿真方法,通过一个简单例子比较了部分方法的仿真结果     

基于独立电力系统实时仿真平台的同步电机仿真模型

通过对旋转电势的线性预报,采用隐式梯形法推导出三相同步电机的解耦模型。通过采用该模型在Hypersim中仿真得到的波形与在EMTP中仿真得到的波形对比,证明了该模型的正确性。该模型简单、稳定,运算速度快,适用于各类型独立电力系统实时仿真平台。     

关于电力系统电磁与机电暂态混合仿真的研究

针对传统电磁暂态仿真规模不够和机电暂态仿真精度不足,难以满足含高压直流输电(HVDC)和灵活交流输电(FACTS)设备的现代电网的仿真需要,总结和归纳了基于两者的混合仿真如何解决仿真规模、速度和精度的问题.比较了3种仿真技术,着重阐述了混合仿真的关键问题(包括网络的划分、接口的选择、网络的等值、数据通信的时序以及不同类型模型的统一连接等).通过分析混合仿真的发展趋势,指出了实时混合仿真和超实时混合仿真的应用前景.     

550kV GIS中快速暂态过电压仿真及防护措施研究

目前,随着全封闭组合电器(GIS)的广泛应用于电力系统,尤其是在超、特高压系统中,由隔离开关操作引起的特快速暂态过电压(VFTO)对设备造成的危害得到普遍关注。首先利用电磁暂态仿真软件(ATP-EMTP)仿真计算550k V GIS中在操作母线侧隔离开关的操作方式下一些主要节点的VFTO波形和幅值。然后提出并分析抑制GIS系统中VFTO的措施,分别是附加合闸电阻、加装避雷器、利用接地开关泄放残余电荷、主变高压侧加装并联耦合电容器的方法,为超、特高压GIS设备的设计及生产提供依据。     

Rogowski线圈结构参数仿真研究

Rogowski线圈作为一种电流传感头,适当选取其电气参数,有利于提高测量的可靠性和精确度.分析了罗氏线圈结构尺寸与电气参数的关系,建立了线圈的数学模型.对基于Matlab环境下所作的不同结构参数下的仿真结果(时域和频域特性)进行比较,总结出结构尺寸对线圈特性的影响规律,提出优选方法.     

电流互感器暂态仿真研究

在分析继电保护和综合自动化系统用的电流互感器铁心电磁特性的基础上，利用一个微小时间段上电流互感器励磁电流的变化量，建立了计及铁心非线性、局部磁滞及原始利用影响的电流互感器暂态仿真模型。开发了仿真计算程序，并利用该程序计算了电流互感器在电力系统三相短路故障时某相短路电流包含最大非周期分量情况下的暂态响应过程。仿真结果说明所作的电流互感器的暂态仿真能够准确地模拟电流互感器在暂态过程中的真实状况。