电力系统实时仿真技术分析

阐述了电力系统实时仿真技术的应用情况和发展前景。对实时数字仿真系统采用的各种硬件平台进行了分析和比较。结合实际工程项目对实时仿真测试技术的应用情况进行了详细介绍,并阐述了数模混合实时仿真系统的原理、结构和应用情况。提出了先进的集成混合实时仿真系统的架构。该系统对扩大实时仿真系统的规模具有重要意义。     

数字实时仿真在控制和保护系统测试中的应用

HVDC和FACTS装置的控制和保护系统在投运前必须进行仿真测试,以验证系统性能.文中结合实际工程项目,详细阐述了数字实时仿真系统进行HVDC和FACTS装置控制和保护系统实时测试的原理和过程.在此基础上进一步阐述了数模混合实时仿真系统的结构和应用情况,同时提出了先进集成混合实时仿真系统的架构和原理.混合实时仿真系统可经济有效地扩大实时测试系统的规模.项目中装置投运后现场试验的结果验证了实时测试的准确性.     

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.     

电力系统数字动态实时仿真系统的研制和应用

介绍了国内第一套具有自主知识产权的电力系统数字动态实时仿真系统(DDRTS)的研制和应用情况 ,突出了系统的设计和特点。该系统基于微机实时数字仿真 ,集系统仿真与实时测试功能为一体。系统采用双处理器体系结构 ,微机负责进行电磁暂态计算 ,通讯卡DSP负责通过标准输入输出接口与待测装置通信。双处理器并行工作可显著提高系统的计算和通信速度。实际的仿真与测试应用表明该系统是一套性能优越的全数字实时仿真与测试系统。     

NETOMAC在电力系统实时仿真中的应用

基于电力系统仿真软件包NETOMAC和实时数字仿真器RIDS，提出了先进的集成混合实时仿真系统。此系统利用实时数字混合接口，将NETOMAC的机电暂态计算和RIDS的电磁暂态计算相结合，为大系统及包含多个灵活交流输电设备和高压直流输电的复杂系统的实时仿真提供了一个经济可行的解决方案。利用NETOMAC与实际的控制器和继电保护装置相结合构成的新型数字—物理混合动态仿真系统，可进行控制器和继电保护装置的实时测试。     

特高压交直流电网实时仿真平台建设及应用

研究提出了特高压交直流电网实时仿真平台建设思路、关键技术和应用方向,依托实时数字仿真系统和直流控制保护装置,采用动态等值技术、数字与物理混合仿真技术,搭建了特高压交直流电网实时仿真平台,开展了对特高压交直流电网的实时仿真研究,准确模拟了交直流系统之间的相互影响机理。     

特高压交直流电网实时仿真平台建设及应用

研究提出了特高压交直流电网实时仿真平台建设思路、关键技术和应用方向,依托实时数字仿真系统和直流控制保护装置,采用动态等值技术、数字与物理混合仿真技术,搭建了特高压交直流电网实时仿真平台,开展了对特高压交直流电网的实时仿真研究,准确模拟了交直流系统之间的相互影响机理。     

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     

南方电网失步解列系统特性RTDS仿真试验研究

对南方电网目前配置的失步解列系统的定值设置及协调配合进行实时仿真研究,建立了南方电网交直流混合实时数字仿真(RTDS)模型,搭建了由RTDS、失步解列系统、功率放大器、直流控制保护装置组成的实时闭环试验系统.试验中模拟了线路故障、直流闭锁及其组合故障,全面测试了严重故障下南方电网失步解列系统动作特性,分析比较了失步解列系统分别在开环控制、闭环控制两种RTDS实时仿真测试模式下的动作规律,并与BPA离线仿真人工判断结果相比较.结果表明针对检验的几种典型严重故障方式,南方电网失步解列系统动作配合正确.试验克服了厂家试验存在的功能单一、离线仿真人工估计等缺陷,是RTDS应用于失步解列系统研究的重大尝试,为进一步将RTDS应用于整个安稳系统实时仿真研究积累了方法经验.     

智能变电站数字物理混合仿真培训系统研究与应用

提出了智能变电站混合仿真培训系统的整体架构,详细介绍了其关键技术和应用情况。采用高性能嵌入式实时操作系统,多核多CPU并行处理技术和实时仿真算法开发了智能变电站实时仿真软件;采用B码对时同步方式及PCI总线技术自主开发了电子式互感器模拟装置、合并单元模拟装置、智能终端模拟装置等接口设备;利用数字物理接口技术实现数字仿真与真实二次设备无缝连接,搭建了智能变电站闭环培训环境。该系统为专业人员提供了全场景、全过程的实训平台,满足智能变电站运行、维护、检修人员的培训需求。     

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。     

基于RTDS的机电电磁暂态混合实时仿真及其在FACTS中的应用

深入研究了基于实时数字仿真器(RTDS)的混合仿真平台的实现方法,其中包括利用RTDS的自定义工具Component Builder(CBuilder)开发的机电暂态程序与接口模块,并选取了适用于该仿真平台的数据交换时序。提出了利用机电-电磁暂态混合仿真技术进行柔性交流输电系统(FACTS)研究的方法,并在RTDS上搭建有两个静止无功补偿器(SVC)控制母线电压的系统模型,对全系统进行全电磁实时仿真、机电-电磁混合实时仿真、对等值化简后的系统进行全电磁仿真,比较不同SVC组合控制下的仿真结果。验证了混合仿真系统的准确性,阐述了利用未等值大系统开展FACTS应用研究的必要性。可以预见,混合仿真技术在大系统的FACTS研究中具有良好的前景。     

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。     

DYNA-TEST simulator for relay testing. I. Design characteristics

The authors describe a new digital dynamic testing (DYNA-TEST) simulator developed for protection relay applications. This simulator is capable of producing voltage and current transients that correspond to actual fault events in the power systems. Fault transients are generated either by simulating power system faults using an electromagnetic transient program or by replaying records of fault signals captured in substations by digital fault recorders. These signals are used to test protection relays. Such an approach to relay testing represents a major improvement over steady-state testing     

RTDS上机电暂态仿真自定义模块的研究与开发

由于在实时数字仿真器(RTDS)上通过增加RACK数目来加大系统仿真规模的成本过高,一种可行的方法是对系统末端交流电网进行机电暂态仿真,系统主干交直流电网利用RTDS进行电磁暂态实时仿真,即实现基于RTDS的电磁-机电暂态混合实时仿真.为此,文中在RTDS的CBuilder开发环境下,开发实现了CBuilder自定义机电暂态仿真模块,并与RTDS电磁暂态仿真模型成功对接.通过采用CBuilder下的多线程技术和高斯网络化简技术,有效提高了RTDS上的机电暂态仿真计算规模.利用IEEE标准数据验证了所开发的机电暂态自定义模块的正确性,并在基于RTDS的电磁-机电混合仿真中成功加以应用,通过与全电磁模型的对比,证明了基于RTDS的混合仿真的有效性.     

Real-time digital simulator with digital/analog conversioninterface for testing power instruments

The need for real-time simulation stems from the fact that in many practical situations it is desirable to analyze the dynamic behavior of a large power system with advanced equipment that has complex and high-speed performance. Analog simulators are effective, however they impose serious limitations on the size of the system that is being modeled. The authors have studied and developed a real-time digital simulator using a hypercube computer, and realized real-time performance available for the analysis of large power systems. As the second step of the study, they developed a digital/analog conversion interface for testing actual power instruments. The interface exchanges the variables of fundamental frequency domain in the real-time digital simulator, and the variables of exact time domain in the analog equipment connected to the simulator. In this paper, the authors describe the detail of the digital/analog conversion interface of the real-time digital simulator for testing advanced power instruments. Its conversion algorithm, system configuration of the simulator with the interface, and experimental results are also presented     

Real-time digital simulator for power system analysis

To understand a number of power system phenomena and to predict critical conditions in system operation, such as voltage collapse, a real-time simulator able to model the dynamic behavior of large power systems has been needed for a long time. The need for real-time simulations stems from the fact that in many practical situations it is desirable to test new equipment and analyze the dynamic behavior of a large power system using the actual pieces of equipment. A new digital simulator was developed based on a hypercube-type massively parallel computer to achieve this objective. The new simulator features: (1) real-time simulation of a large power system which covers transient stability through long-term behavior with constant accuracy level; (2) user-friendly man-machine interfaces which mimics an actual operating environment and realtime data presentation on a CRT; and (3) high-speed digital/analog conversion interfaces which connect the digital simulator to actual equipment.     

采用频率相关网络等值的RTDS-TSA异构混合仿真平台开发

大规模交直流混联电网的仿真,既需要考虑直流部分仿真的精细性,也要兼顾整体的仿真效率。因此文中将实时数字仿真器(RTDS)和机电暂态稳定分析(TSA)程序结合在一起提出一种异构的RTDS-TSA实时混合仿真平台。该平台采用GTFPGA板卡作为两者间高速数字化通信接口,同时实现了频率相关网络等值(FDNE)以提高仿真精度。通过一个由新英格兰39节点系统更改而来的含直流线路的测试系统,验证了所开发平台的正确性。