基于实时数字仿真器的模块化多电平换流器的建模

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)主电路的搭建和仿真可以在实时数据仿真器(realtime digital simulator,RTDS)的小步长环境下完成,由于目前的RTDS处理器计算容量不足以进行多达200电平的MMC仿真,为了尽可能在现有处理器运算情况下进行更大规模的MMC仿真,提出了在小步长环境下将MMC每相电路分别封装,然后利用小步长线路模型进行互联的建模方法。与三相封装一起同等规模的MMC进行了对比实验,并对小步长线路模型首尾的电动势以及换流器交直流电压进行了详细的对比测量,仿真结果表明,将MMC分相封装并用小步长线路模型互联的建模方法是可行的,不仅能在一定程度上扩大仿真容量,而且不会对电路中的电气量造成明显影响。

基于实时数字仿真器的SVC抑制次同步振荡的研究

针对我国首次采用静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)抑制次同步振荡(Sub-Synchronous Oscillation,SSO)的工程,分析了该工程中SVC的接入位置、触发方式和控制策略等。基于实时数字仿真(Rea Time Digital Simulator,RTDS),搭建了针对该工程中SVC控制器进行闭环控制测试的平台。阐述了该平台的框架结构、硬件配置,分析了建模过程中存在的问题,提出了大型系统的建模方法。基于该平台,在典型运行方式和故障方式下,对SVC抑制SSO的效果进行了全面的验证,并仿真分析了SVC抑制SSO时其对交流系统所可能产生的影响。结果表明,所采用的SVC能够抑制SSO现象,并且对系统的暂态稳定性几乎没有影响。

实时数字仿真器的应用

介绍电力系统实时数字仿真器(RTDS)的软硬件结构及其应用,阐述该仿真器在常规直流输电与特高压直流输电方面及FACTS(灵活交流输电)方面的应用,包括特高压直流实时仿真研究、直流系统成套设计计算校核、换流站二次系统联合功能及性能测试、直流保护定值校验、为运行部门服务以及轻型直流仿真研究等方面的应用。

广域测量系统时延的数字仿真方法及实时数字仿真器实现

根据对广域测量系统(WAMS)中时延产生原因以及实测统计结果的分析,提出了一种WAMS时延的数字仿真方法并给出了实现步骤。仿真过程将基于WAMS的电力系统任务分为软实时任务和硬实时任务,分别采用小步长子流程与大步长子流程同时进行模拟。小步长子流程以单位仿真步长间隔实时输出量测受时延影响的测量值;大步长子流程以WAMS测量步长输出量测受时延影响的测量值及其时标。所提WAMS时延仿真方法的最大优点是:既可以模拟按照特定分布生成的随机时延,也可以依据实测时延数据序列模拟时延;在此基础上还能够模拟数据丢包、粘包、通信失败等各种异常网络状态。最后,在实时数字仿真器(RTDS)中实现了该时延仿真方法,并分别采用随机时延和实测时延进行RTDS试验,仿真结果验证了该方法的有效性。该方法适用于广域控制器受时延影响的理论仿真校验。

实时数字仿真器 RTDS 及其应用

详细介绍电力部电力自动化研究院从加拿大引进的具有国际领先水平的在实时状态下运行的电力系统电磁暂态全数字仿真器的设计、结构及应用，重点阐述面向用户使用的图形化人机界面以及实时数字仿真器（简称为ＲＴＤＳ）的硬、软件结构及该仿真器在科研生产中的应用。

继电保护测试用小型化实时数字仿真器研究

详细介绍了基于DSP（digitalSignalprocessor）和PC机研制而成的专用于继电保护全面测试的电力系统实时数字仿真器，介绍了这类仿真器的性能要求，描述了该仿真器的软、硬件的实现。介绍了该仿真器的功能如各故障条件下电力系统实时仿真、谐波发生器、故障波形回放、系统振荡模拟以及各种类型的继电器测试。该仿真器体积小，操作方便，可广泛适用于继电保护生产厂家、实验室、电厂、变电站等场所测试各类继电保护装置。

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。

电力系统实时数字仿真器RTDS简介

RTDS(实时数字仿真器)是一种实时全数字电磁暂态电力系统模拟装置,利用先进的软硬件技术,可以对交直流系统进行实时准确的仿真。其建模周期短、灵活性强、结果直观、频率特性范围大、计算精度和模型的合理性通过多年的国内外运行,实践证明是可以信赖的。RTDS还可以对故障录波并可回放,现在正逐渐取代了基于模拟技术的暂态网络分析仪而成为新一代仿真器。详细介绍了实时数字仿真器的功能应用及软硬件的结构。

基于实时数字仿真器的综合实验教学系统

阐述了基于实时数字仿真器(RTDS)的综合实验教学系统的结构、特点及其在实验教学中的应用。与传统的动态模拟实验教学相比,该系统具有可仿真的电力系统规模更大,学生能亲自操作并自主设计模型的结构和参数,能与实际控制保护设备相接驳进行实时闭环试验、模型的搭建及参数设置非常灵活、实验内容更广泛等优点。在培养学生大系统观念、提高学生分析问题解决问题、创新能力以及动手能力等方面效果显著。

基于实时数字仿真器的STATCOM控制保护闭环物理测试技术研究

实时数字仿真器(real time digital simulator,RTDS)将被控设备及电网用数字模型实现,通过I/O接口与控制器实时交互,对控制器在各种运行工况、扰动或故障条件下的功能和性能进行全面测试,评估被控设备与电网的相互作用。基于此,提出了基于RTDS的静止同步补偿器(staticsynchronous compensator,STATCOM)控制保护闭环物理测试方案。测试了STATCOM的恒无功控制功能、恒功率因数控制功能、阶跃响应、无功冲击响应,并将试验结果与离线数字仿真和高压样机试验结果进行对比,证明了RTDS试验的有效性。

基于实时数字仿真器的云广特高压直流系统孤岛运行仿真

云广特高压直流系统输送功率大,送端换流站远离电站而且靠近云南电网昆明负荷中心,交流系统相对较弱,特高压直流系统在失去与云南主网相连的全部500kV联络线后,系统将进入孤岛运行方式。为此,采用实时数字仿真器和特高压直流保护控制软件搭建了详细的实时闭环仿真系统模型,对云广特高压直流系统进入孤岛运行过程进行仿真分析,研究云广直流系统进入孤岛方式运行交直流系统的暂态稳定性能,并对交流系统和直流系统故障过程进行了仿真,分析系统故障后交流系统电压和频率的暂态特性以及交直流控制系统的动态性能。通过仿真验证了云广特高压直流在孤岛运行方式下,系统仍具有良好的动态性能,对实际的工程具有重要指导意义。

电压预测技术提高HVDC混合实时仿真器接口稳定性

介绍使用电压预测技术提高 HVDC混合实时仿真系统接口的稳定性。接口稳定性是建立混合实时仿真系统的关键问题。利用电压预测技术 ,结合“虚”阻尼并联支路 ,可以有效地减小接口电流噪声 ,提高 RTDS数值计算稳定性 ,保证数模接口在稳态和暂态仿真中的稳定。各 AC/DC接口的电压预测步长需独立精心选择 ,典型值在 1个～ 3个步长 ,取决于直流平波电抗值的大小和直流输电线的长度。文中给出了接口的技术实现和性能校验结果。

基于实时数字仿真的电力电子装备损耗计算研究

降低半导体热损耗是提升电力电子装备转换效率的关键环节。提出了一种基于实时数字仿真器(Real-Time Digital Simulator,RTDS)的半导体器件损耗实时计算系统构建方案,通过在RTDS中建立半导体热损耗模型和电力电子装备环境仿真模型,并接入装备实际控制器进行硬件在环仿真,可以实时模拟半导体器件损耗分布,快速评估当前控制策略的有效性,能够为通过优化控制策略提升装备转换效率提供良好的工程验证环境。

电磁机电混合实时仿真平台实用化技术研发与实现:(一)混合实时仿真数字量接口

电磁暂态-机电暂态混合实时仿真是国内外电力系统仿真领域的热点和难点之一,《电磁机电混合实时仿真平台实用化技术研发与实现》系列论文对此技术难题进行攻关。作为本系列论文第一部分,针对已有的基于模拟量接口的电磁机电暂态混合实时仿真系统的不足,利用目前国际先进的现场可编程门阵列(FPGA)板卡进行数字化通信接口交换数据,开发了基于RTDS的电磁机电暂态混合实时仿真数字量接口。与RTDS纯电磁暂态仿真结果对比,所研发的数字量接口可有效地减少仿真噪声、提高仿真精度,极大地推进电磁机电暂态混合实时仿真的应用。

发电机断路器实时数字仿真建模

通过引入可变电阻模型的方式,实现了电弧电阻模拟电弧电压的思路,在RTDS仿真环境中搭建了发电机断路器模型,并以该模型为基础,搭建了发电机源三相接地故障仿真网络。以具有最大非对称度的某相为例,分别仿真研究了发电机源三相接地故障后,不考虑发电机断路器开断过程中电弧电阻以及故障位置电阻时、仅考虑故障位置电阻时以及仅考虑发电机断路器开断过程中电弧电阻时,该相短路电流变化。最后,利用RTDS/RSCAD的Playback录波回放功能,分析比较了不同状况下的仿真结果,从而得出电弧对发电机断路器电源侧短路电流的影响。仿真结果可作为确定发电机断路器电源侧短路电流开断能力的参考依据。

AMT3000相角监测功能的实时数字仿真测试

简述了应用实时数学仿真设备 (RTDS)对具有相角监测功能的AMT 3 0 0 0微机型故障录波器的试验情况 ,介绍了试验设备和被试验设备的主要功能。试验结果表明 ,RTDS设备的实时动态检测效果好 ,先进的故障录波器将给电力系统运行工况的实时监测带来新的手段 。

深圳宝清站电池储能系统实时数字仿真研究

深圳宝清电池储能站示范工程是大容量电池储能站在国内的首次应用。为了验证这个兆瓦级电池储能系统,采用实时数字仿真手段,系统地完成了南网兆瓦级储能系统控制保护装置功能、动态性能以及高级应用功能的研究和测试。试验结果表明,能量转换系统控制保护装置基本功能与预期设计相符;高级应用功能中削峰填谷控制策略基本正确;在模拟的各种试验方式下动作逻辑未见异常。

广东地区变电站出线断路器侵入波过电压实时数字仿真分析

介绍广东地区变电站未安装出线避雷器前雷电侵入波事故概况,明确了必须加强出线断路器重合闸期间的侵入波保护,即应安装出线断路器前置避雷器。利用实时数字仿真器(real-time digital simulator,RTDS)分析变电站出线断路器开断期间雷电侵入波过电压,并对加强线路绝缘的影响以及出线避雷器的保护效果进行评估。计算结果表明:变电站装设出线避雷器后,即使大幅提高输电线路绝缘水平,也不会在出线断路器产生危险的雷电侵入波过电压,能有效地改善变电站防雷运行工况。

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。