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。

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。

电力系统实时数字仿真技术

介绍电力系统实时数字仿真技术的发展过程,以全数字实时仿真系统(RTDS)为例,说明实时数字仿真技术在电力系统中得到了广泛应用。基于微机的电力系统实时数字仿真技术具有良好的发展前景,重点讨论我国第1台自主开发的基于微机的数字动态实时仿真系统(Digital Dynamic Real-Time Simulator,DDRTS),指出此项技术是未来电力系统实时数字仿真中的一个重要发展方向。另外,强调了在这个领域研究中值得关注的几个问题。

电力系统计算机及实时数字仿真(下)——电力系统实时数字仿真

着重讨论实时数字仿真系统 RTDS的特性及其工程应用。通过实时数字仿真系统在 FACTS及 HVDC实际工程中的应用 ,阐明了实时数字仿真技术对设计和校验电力系统控制及保护设备的重要性。

基于微机的电力系统数字动态实时仿真装置

介绍了具有自主知识产权的电力系统数字动态实时仿真装置(DDRTS)的原理、构成及功能。该装置基于微机和Windows操作系统,采用全中文图形化界面,集系统仿真和实时闭环测试功能于一体,并具有静态继电器测试、信号发生与谐波测试、波形实时回放测试等辅助功能。

电力系统物理与数字联合实时仿真

提出了结合物理模拟与数字仿真实现电力系统联合仿真的技术。以替代定理为基础阐述了联合仿真的理论基础,并提出了联合仿真系统的总体布局。数字仿真接口用A/D转换通道与受控注入电流源实现,物理仿真接口用基于直流耦合的背靠背变流器结构的放大电路实现。最后通过实验验证了该技术的可行性。

电力系统正常运行动态多模块数字实时仿真

电力系统数学实时仿真中已广泛应用了多模块并行处理技术 ,针对两边带机双回传输线正常运行状态提出了新的多模块耦合模型 ,并给出了数字积分方法 .通过对一个具体电力系统的仿真 ,在PentiumProSMP构成的并行处理系统上数字仿真结果表明 ,新的多模块耦合模型是正确的 。

电力系统负载数字实时仿真

本文提出了适合于实时仿真的综合负载模型，给出了合适的数字积分方法，并对综合负载的起动过程、电压发生两相短路故障及三相短路故障时的机电暂态过程进行了仿真。仿真实例在Pentium机上的运行结果表明，该模型是正确的，所选用的数字积分方法是适于实时仿真的。

非全相运行的电力系统多模块数字实时仿真模型

在电力系统规划中,设计与检验电力系统的保护、控制以及调度设备时,动态模拟装置起着重要的作用。应用多模块耦合算法,将一个典型的高阶电力系统分解为多个低阶模块,然后分别对各低阶模块进行建模,各模块之间通过其端口的电压与电流关系进行耦合。对一个典型系统的非全相运行状态建立了其相应的多模块耦合算法模型,并且在高性能的PC机系统上以较小的仿真步长实现了其相应的数字实时仿真。系统实时运行的结果表明,提出的电力系统非全相运行状态的多模块耦合算法模型能够满足实时仿真系统的要求。

实时数字仿真(RTDS)在电力系统稳定性分析中的实效性研究

实时数字仿真(RTDS)对电力系统暂态过程模拟的结果与非实时仿真软件(如EMTP)是等效的,这已在实际应用中得到证实。通过将RTDS在稳定性课题中的模拟分析结果与通用非实时软件PSASP的结果进行对比,证明RTDS也可以有效地应用于电力系统稳定分析的研究领域。

基于全数字电力系统仿真器的溪浙工程封装建模与仿真

本文介绍一种基于全数字电力系统仿真器的直流控保封装建模方法,利用软件提供的用户自定义模块功能,创建出一定数量的自定义模块来模拟实际的控保装置,这些自定义模块跟一次系统配合组建成直流控制保护模型。文中介绍了控制保护自定义模块的创建方法、溪浙直流封装建模过程和试验验证。由于控保模块的代码是由实际工程程序转化而来的,自定义模块内部控保逻辑的运行方式几乎与实际装置一致,所以模型的准确度会很高。通过试验测试和波形对比,证明了所搭建模型的准确性和精确性。采用该方法搭建的模型可以用于交直流大电网混合仿真中的直流计算,或单独用来进行现场事故反演和直流运维操作培训,具有很高的实用性。

变压器数字实时仿真及在电力系统中的应用

提出了一个三相、双绕组,Y0/Δ-11变压器的实时仿真模型,给出了合适的数字积分方法,并将该变压器应用于高压远距离单回输电系统中,对空载合闸涌流的电磁暂态过程进行了仿真。仿真实例在PC机系统上的运行结果表明,所提出的模型和选用的数字积分方法是正确的,并且能实时实现。

一个电力系统的多模块数字实时仿真模型

提出了一种典型的高压远距离单回路三相输电系统的故障状态下建立模型的方法及其数字积分方法 .通过具体的实例 ,在一个实时系统上运行结果表明 。

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。

电力系统数字仿真及其发展

电力系统数字仿真已成为电力系统研究、试验和人员培训的有效工具。文中讨论了系统仿真的定义、分类、特点和应用，阐述了电力系统数字仿真在系统研究、试验和培训中的发展前景。认为改进现有电力系统研究仿真软件，开发用于实时试验和培训仿真器的新软件是今后的主要任务，必须采用面向对象技术、人工智能技术、新的数值计算方法和实时仿真算法等新技术。

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。

电力系统数字混合仿真技术综述

相互独立的机电暂态程序与电磁暂态程序由于各自的不足和局限,已经难以适应快速发展的现代电力系统对仿真技术的要求,数字混合仿真技术为解决该问题提供了一种新的思路。文章对该技术进行了研究,认为接口的处理是其中的关键,在此基础上重点阐述了接口位置选择、等值电路形式、数据交互方式以及数据转换等核心问题。最后指出,在混合实时仿真中电磁暂态侧与实际物理装置相连具有重要的研究价值和应用前景。

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 。

Hypersim在密集节点独立电力系统实时仿真中的应用

多节点、密集结构是舰船独立电力系统的特有结构,对此类电力系统,目前还没有可行的实时仿真方法。该文通过讨论电力系统全数字实时仿真软件Hypersim的特性,提出了以Hypersim为平台,解决密集节点独立电力系统实时仿真问题的方案,即采用解耦元件将整个任务分解为若干子任务,各子任务由不同的CPU单元分开处理,彼此间交换数据,亦即将一个完整的数学描述矩阵分为小矩阵以提高运算速度。基于多节点、密集结构独立电力系统的经典模型,通过对其静态和动态过程的仿真结果与EMTP对比分析,论证了Hypersim全数字实时仿真系统的实时性、正确性及其应用于区域配电自动化的可行性,从而为该类系统的实时数字仿真提供了一个可资借鉴的途径。