SSN算法在大型风电系统实时仿真中的应用

受仿真机存储容量及CPU处理能力的限制,其所能实时计算的电气节点数及存储容量都是有限的。随着电力系统建模日益复杂和完善,或系统的节点数超出了实时仿真器单个核的处理能力或所需存储容量太大,而给仿真器实时仿真大型电力系统带来了挑战。深入研究了结合状态空间和节点分析的仿真算法——State-Space Nodal(SSN)算法,将该算法应用到大型双馈风力发电系统,并通过RT-LAB实时仿真平台进行了仿真研究。仿真结果验证了SSN算法在实时化仿真多开关器件、大型电力系统的必要性和有效性。     

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。     

电力系统实时仿真系统可信度研究

电力系统实时仿真系统关系到电力系统的运行,其仿真结果能否准确反映现实或真实情况的程度,决定了仿真结果的可信度以及根据仿真结果所做决策的可行性.针对目前电力系统实时仿真系统可信度的研究现状,尝试引入软件工程中校核、验证和确认技术进行分析.通过给出可信度评估的指标,分析影响仿真系统可信度的因素,推荐在电力系统实时仿真系统可信度评估中使用的方法.由于目前国内电力系统内部尚未有规范和完整的关于仿真系统可信度的评估体系,因此可以借鉴国际或其他领域中的评估体系,确定电力系统实时仿真系统的可信度评估体系.     

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。     

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。     

变流机组在船舶电力实时仿真系统中的实现

在交直流混合供电的船舶电力系统中,通常使用变流机组来实现交、直流电的转换。变流机组结构特殊、控制复杂,是系统实时仿真的难点之一。根据变流机组在船舶电力系统的运行特点和要求,详细给出在电力实时仿真系统中的实现方法和注意问题。实际运行表明,该模型比较准确地仿真了实际系统的运行特性。     

行业动态

直流输电系统全数字实时仿真系统的开发等项目通过验收研制用于大型交直流混合电力系统机电暂态和电磁暂态的全过程实时仿真研究的大型电力系统直流输电全数字实时仿真装置,对于增强我国交直流混合电力系统的分析能力和大型高压直流输电系统的设计水平,提高电力系统运行可靠性、经济性及防御突然灾变的能力都有重要意义。基于现代计算机技术和信息技术的全数字实时仿真装置以性能优越、占地面积小、可扩展性好、价格低而成为当前国际上实时仿真的主要发展方向。受国家电网公司的委托,中国电力科学研究院承担了“直流输电系统全数字实时仿真…     

异地多端电力系统实时闭环仿真测试系统

介绍一种由位于异地的多个仿真子系统构成的电力系统实时仿真测试系统，该系统采用电磁暂态建模方法，通过基于全球定位系统（GPS）的同步计算技术，实现了精确的异地同步仿真计算。介绍了仿真系统的硬件、软件和实时仿真的计算过程，仿真系统在实时仿真测试过程中通过通信交换异地保护动作信息，修正仿真网络拓扑，实现严格的闭环仿真测试。该系统适用于对变电站的成套线路主保护等装置进行实时闭环测试。     

基于Hypersim的差动保护实时仿真测试研究

针对目前电力系统保护装置难以进行系统级实验的情况,采用实时仿真系统Hypersim构建了闭环测试平台。在Hypersim中建立了舰船环形供电网络的仿真系统,将仿真电流输出至差动保护装置,将装置的控制信号引入Hypersim实时仿真系统中进行闭环实验。对环形网络中典型短路故障进行了实验研究,差动保护装置动作正确。该实时仿真系统可用于其他复杂网络的保护测试。     

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。     

基于RTDS-PXI的电磁-机电暂态混合实时仿真研究

提出了基于RTDS-PXI的电磁-机电暂态混合实时仿真方案,其采用并行的数据交互方式,将运行在RTDS上的电磁暂态程序和自主开发的机电暂态程序通过PXI进行实时接口,实现了电磁-机电暂态混合实时仿真。最后在搭建的RTDS-PXI混合实时仿真平台上进行了与小规模全电磁暂态仿真的对比分析,结果表明所提出的方案是可行、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。     

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.     

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。     

电力系统电磁暂态-机电暂态混合仿真接口原理

在电力系统仿真中,如果能在一次仿真过程中同时实现大规模电网的机电暂态仿真与部分电网的详细电磁暂态仿真,那么对详细分析系统特性,特别是直流输电、FACTS元件等的特性具有重要的理论价值和现实意义。针对这一问题,笔者在比较电磁暂态仿真和机电暂态仿真模型与方法的基础上提出了一种电力系统电磁暂态-机电暂态混合仿真的通用接口方法。该方法在我国实际电网中的成功应用证明了其有效性和实用性。笔者将分三个系列进行相关讨论,此文为系列报告之一,主要提出了电磁暂态-机电暂态混合仿真的实现原理及接口模型,如接口等值电路的设计、接口交换时序的设计等。     

电力系统电磁暂态-机电暂态混合仿真的应用

作者在关于电力系统电磁暂态-机电暂态混合仿真研究的系列报告的前两篇中曾提出了一种混合仿真的通用接口方法以及相关实现算法。在该混合仿真研究的系列报告之三中, 作者主要检验了系列报告一、二中提出的接口模型、接口算法在实际电力系统中的应用效果,包括:IEEE 14节点系统故障后的仿真分析、东北-华北-华中-川渝联网系统中伊敏-冯屯线路安装固定串补后系统次同步谐振的时域分析。仿真结果证明了作者提出的混合仿真的接口方法和模型的有效性与实用性。     

电力系统电磁暂态-机电暂态混合仿真的研究（2）——接口实现

作者在关于电力系统电磁暂态-机电暂态混合仿真研究的系列报告之一中曾提出了一种混合仿真的接口方法。在该混合仿真研究的系列报告之二中,作者主要针对电磁暂态机电暂态仿真接口实现过程中由于机电暂态网络正、负序阻抗不相等引起的机电暂态网络等值导纳矩阵不对称的问题, 提出了“节点分裂接口算法”,并提出了一种戴维南等值简化法,用于快速计算节点分裂法需要的相关变量。     

基于中间件技术的电力系统数字动态仿真系统

构建了一种基于通信中间件技术的软总线技术框架,实现了电力系统网络拓扑、继电保护仿真、机电暂态并行仿真等功能模块的协调运行,共同完成电力系统全数字动态仿真。该系统拓展了传统仿真程序的应用功能,可以模拟变电站内部详细的接线变化,可以模拟继电保护的动作过程,可以在高性能计算机群上进行大规模交直流电网的全数字动态实时仿真等,其仿真模型和计算精度与电力系统分析综合程序(PSASP)等同,适用于电力企业进行电网分析计算、教学与培训、电力系统故障再现与分析、连锁故障反应研究、模拟电网运行作为电网调度自动化系统模拟数据源等。     

直流输电控制系统机电暂态模型参数校核误差评价方法

以电网换相换流器为核心的高压直流输电系统（LCC-HVDC,以下简称直流输电系统）的仿真分析普遍采用机电暂态模型及参数,但其参数校核缺乏实用的误差评价方法。基于电力系统仿真可信度评估的相似度法、层次分析法（analytic hierarchy process,AHP）思想,针对直流输电控制系统机电暂态模型和部分关键参数,提出了划分区间独立计算和配置权重总体校验的误差评价方法,并给出较为合理的误差评价标准。该方法将直流输电系统仿真与试验的时间序列划分为多个区间,采用AHP法对各区间配置权重系数,进而计算各区间及总体的误差指标。通过实际直流工程试验数据验证了误差评价方法的有效性。该方法可评价整个时间序列各阶段的仿真准确度及总体仿真效果,为直流输电控制系统机电暂态模型的参数校核提供技术支撑。