直挂SVG电网适应性RTDS测试技术研究

传统中高压大容量直挂式静止无功发生器(SVG)电网适应性测试存在成本高、效率低、周期长的问题,研究采用基于实时数字仿真器(RTDS)的直挂SVG电网适应性测试技术,建立面向直挂SVG的RTDS电网适应性试验平台并开展电网适应性测试,具有快速、低成本、可重复性开展试验等优点。试验结果表明:该平台可以对SVG电网适应性性能开展测试验证,可以加快SVG产品的优化及选代升级速度。

Some Techniques for Solving Ordinary Differential Equations with Discontinuities in Real－time Simulation

This paper discusses some techniques for treating discontinuities of the right-hand functions of ordinary differential equations (ODEs) in real-time digital simulation (RTDS). The numericalexperiments show that these techniques are effective.

基于RTDS电力电子变压器控制器仿真测试研究

为了克服高压大容量应用需求与电力电子器件耐压通流能力低之间的矛盾,电力电子变压器通常采用数量较多的模块化DC/DC变换器在不同端口以串并联方式组合,来匹配电压和容量要求。高电压应用场景以及多数量功率模块拓扑结构,给电力电子变压器控制器的功能测试带来了极大压力,若控制算法存在漏洞,极易造成一次设备损坏,安全隐患较大。为解决上述问题,此处基于实时数字仿真(RTDS)系统设计了多种电力电子变压器控制器测试方案,并选取了其中一种较为简便的测试方案,搭建了控制器硬件在环仿真平台对控制器的控制功能进行仿真测试,仿真结果验证了所提仿真测试方法的可行性和有效性。

基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真

阐述了计算机机电暂态仿真、RTDS电磁暂态仿真的实时混合仿真平台设计思想,给出了整体设计架构,详细分析和阐述了两侧接口数据交互和同步协调仿真流程、混合仿真接口方案以及接口数据传输方法等关键技术。以含南方电网贵广高压直流的简单交直流系统算例研究验证了该混合仿真平台的设计和实现是可行的、有效的。

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的有源配电网暂态实时仿真与分析

有源配电网是智能电网中集成、管理分布式发电及储能设备、需求侧响应资源的重要平台,包括各种智能终端、控制及保护装置的研发与测试将对实时仿真提出更高要求。考虑有源配电网实时仿真的建模需求,文中基于实时仿真平台RTDS完成了含光伏、燃料电池等分布式电源的有源配电网暂态实时仿真建模,并给出了电力电子装置、分布式电源及控制器等特殊模型的实时仿真算法。研究了有源配电网在环境条件变化、系统故障及功率指令变化等各种场景下的动态过程,通过与离线仿真软件PSCAD/EMTDC的对比,验证了实时仿真模型的正确性,对系统资源消耗等分析,更为后续硬件在回路仿真(HIL)等研究中奠定了基础。

基于RTDS的APF硬件在环仿真系统

有源电力滤波器(APF)的离线仿真只能保证控制算法正确,而无法反映实际运行时的动态性能。针对这一问题,建立了实时数字仿真器(RTDS)和APF联合的硬件在环(HIL)仿真系统并进行了相应的研究。介绍了APF的关键技术、RTDS的建模方案以及HIL仿真系统的组建策略,并详细分析了该仿真系统的运行环境。对比APF的PSCAD离线仿真、RTDS实时仿真、HIL仿真,结果表明HIL仿真系统能够反映实际运行中存在而在离线仿真中无法体现的诸多问题。在此基础上对采取补偿方法后的仿真结果进行了研究,表明HIL仿真系统能在本质上反映实际运行情况,能够真正检验APF的性能。

基于RTDS的光伏发电系统低电压穿越建模与控制策略

基于实时数字仿真器(RTDS)提出了一种光伏发电系统低电压穿越(LVRT)实时数字仿真方案。首先,通过RTDS的大步长模型和小步长模型构建了整套LVRT仿真平台,具体包括电压跌落发生器、光伏阵列、隔离变压器和光伏并网逆变器等。然后,设计了光伏并网逆变器在三相电网电压正常和对称跌落2种运行工况下的LVRT控制策略。最后,以一台250kW光伏并网逆变器为例,进行了LVRT仿真测试和现场检测实验。仿真和实验表明:该RTDS仿真平台能较好地模拟现场检测平台,且所述控制策略在LVRT过程中具有良好的动、静态特性。

直流广域自适应阻尼控制器设计与RTDS实验

传统的阻尼控制器较难适应系统结构与运行方式的变化,导致电网的低频振荡现象仍然时有发生。设计了一种基于广域动态信息的自寻优自适应阻尼控制器。该控制器使用改进的Prony算法,在线分析得到系统弱阻尼区间振荡模式的阻尼比,并据此通过自寻优的方法调整控制器的参数。该方法避免了现有自适应阻尼控制方法中存在的系统降阶模型辨识的困难,其控制效果通过在南方电网直流调制中的仿真应用得到了验证。进一步,实现了该直流自适应阻尼控制器的软硬件系统,并在基于实时数字仿真器(RTDS)与广域测量系统物理装置的实验平台上进行了测试。闭环控制实验结果说明了此自适应策略的有效性及广域阻尼控制的可行性。

小电流接地系统行波法选线的RTDS测试可行性分析

小电流接地系统行波法选线装置是实际应用的机型之一,对其性能的多方面检验有助于其不断完善与发展。介绍了基于行波法的选线方法,分析了利用实时数字仿真器(RTDS)测试小电流接地系统行波法选线装置的可行性,建立了基于RTDS的行波法小电流接地系统仿真平台,由仿真结果证明建立的仿真平台一定程度上适用于该类装置的检验。

基于RTDS的光伏并网数字物理混合实时仿真平台设计

作为清洁的可再生能源,太阳能光伏发电已成为国内可再生能源发展战略的重要内容。运用数字物理混合的硬件在环仿真方法对光伏并网系统的特性进行研究,能够提供便捷的实验条件和准确的实验结果。基于RTDS(Real Time Digital Simulator)实时仿真系统,通过其数模接口同外部DSP构成数字物理闭环,设计了一种光伏并网系统的硬件在环仿真平台,建立了容量为520 kWp的光伏并网系统,实现了最大功率跟踪和并网控制的功能。最后对RTDS系统内的闭环仿真结果进行了分析,验证了所提出的数模混合硬件在环实时仿真方法的可行性和有效性。

基于并行计算机/RTDS的混合实时仿真不对称故障接口交互与实现

针对"并行计算机+RTDS"的SMRT混合实时仿真平台,提出用于三相不对称处理的混合实时仿真接口三序电流分立注入法和电磁暂态侧接口三序功率初始自校正计算方法,研发实现了电磁-机电暂态混合实时仿真中全序量交互,扩展了SMRT混合实时仿真平台不对称故障仿真模拟功能,经SMRT电磁-机电混合实时仿真与RTDS电磁暂态实时仿真的对比测试验证表明,两者仿真结果具有较高的吻合度。

基于RTDS的光伏并网系统实时仿真平台研究

提出了一种新型的光伏并网系统实时仿真方法:它基于实际天气情况包括日照强度和太阳能电池的表面温度,在实时数字仿真器(RTDS)的软件部分RSCAD仿真平台中搭建实时仿真模型,对光伏并网系统进行仿真研究。通过编写script文件导入大量实际的光照强度和温度数据,研究在RTDS平台上进行模拟室外光伏的实时仿真实验。该实时数字仿真平台不仅克服了实物系统受光照与温度信号现实条件的限制,而且可以兼顾硬件环境对实验的影响,为实验室内进行光伏系统实验提供了一个良好的平台。仿真结果不仅表明此仿真方法的可行性,而且提供了更多更详细的关于光伏并网系统动态特性的实时信息。

大功率光伏并网发电系统RTDS的建模与仿真

首先,通过实时数字仿真器(RTDS)的小步长模型和大步长模型构建了100kW光伏并网发电系统仿真测试平台,包括光伏逆变器、控制器及外接电力系统等。然后,着重介绍了电流控制器的工作原理和RTDS建模方法。最后,基于该平台设计并完成了验证电流控制器控制性能的稳态、暂态仿真实验;同时,对一台实际大功率光伏并网逆变器进行了相同的现场检测试验。通过两种实验结果的对比分析,证明了基于RTDS的大功率光伏并网发电系统测试平台的有效性,说明了其具备在模拟实际工况下对控制器进行研究、分析的能力且可行性较强,具有一定借鉴意义。

±800kV特高压直流换相失败的RTDS仿真及后续控制保护特性研究

分析了特高压直流输电系统交流单相故障、触发系统故障和阀短路引起的换相失败的机理和后续控制保护特性,在南方电网主网等值系统下采用基于实时数字仿真仪的直流控制保护数模仿真平台对上述3类诱因引发的换相失败进行了仿真,分析了不同诱因下换相失败控制特性及保护配合,并检验其动态性能间的差异。仿真分析表明,特高压直流输电换相失败在不同的故障诱因下有不同的控制保护特性。

基于RTDS的“1．15”高肇直流极2闭锁事故仿真

基于实时数字仿真器(real time digital simulator,RTDS)搭建了仿真模型,并将RTDS与实际直流输电控制及保护装置连接,建立了交直流混合系统实时仿真实验平台。在此基础上,针对"1.15"高肇直流极2闭锁事故进行了仿真研究,成功地再现了实际故障过程,并分析了事故发生的真正原因:直流极控装置误将瞬时故障检测为永久故障,终止直流线路重启;并提出了合理的改进措施:修改极控装置中接地检测故障装置和直流线路重启去游离时间。

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控制以及双变量和配合控制的3 0 kvarDSTATCOM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的抽水蓄能机组静止变频器启动技术研究

大型抽水蓄能机组对于电力系统调峰、填谷起到十分重要的作用。目前抽水蓄能机组的启动普遍采用静止启动变频器（SFC）方式,静止变频启动方式的关键在于在0-50Hz的转速变化范围内,系统能否准确快速地检测到转子位置。采用无速度传感器的电气方法测量出转子位置角,通过空间矢量控制对无速度传感器的大功率同步电机变频启动的控制算法进行深入研究,并通过RTDS仿真系统验证本文提出的启动控制方案的正确性。

与RTDS互联的TCSC物理模拟装置研制

介绍了一种与实时数字仿真器RTDS(RealTimeDigitalSimulator)互联的可控串联电容补偿器TCSC(Thyristor鄄ControlledSeriesCapacitor)物理模拟装置,针对RTDS的实际情况设计了系统接口,使得两者可以结合形成闭环的混合仿真系统。该装置具有人机界面友好、便于监控的特点,而且其控制电路和程序设计模块化,易于进行功能扩展。在装置研制的基础上,进行了基本运行方式以及阶跃响应试验,所得结果与理论分析基本一致。装置的成功研制,为更深入研究TCSC及其控制器的动态特性和控制策略提供了良好的实验平台。