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电网电力行业的电力系统建模与仿真

电网电力行业的电力系统建模与仿真电力系统是指由发电机组、变电站、输电线路和配电网等组成的能源供应网络。
为了保证电力系统的正常运行,需要进行系统建模与仿真,以进行系统分析、优化调度和故障检测等工作。
本文将介绍电网电力行业中的电力系统建模与仿真的相关内容。
1. 电力系统建模:电力系统建模是指将电力系统抽象为数学模型,以描述系统的结构、参数和运行特性。
电力系统建模可以分为以下几个方面:(1)发电机组建模:将发电机组抽象为数学模型,描述其发电能力、燃料消耗和响应速度等特性。
(2)变电站建模:将变电站抽象为数学模型,描述变压器、电容器、电容器等设备的参数和运行状态。
(3)输电线路建模:将输电线路抽象为数学模型,描述线路的电阻、电抗和电容等参数,以及电流、电压的传输特性等。
(4)配电网建模:将配电网抽象为数学模型,描述各个节点之间的连接关系、电流分配和功率损耗等。
2. 电力系统仿真:电力系统仿真是指利用电力系统的数学模型,通过计算机模拟系统状态的变化和运行特性,以便进行系统分析、优化调度和故障检测等工作。
电力系统仿真可以分为以下几个方面:(1)稳态仿真:通过计算系统的节点电压、线路功率和电流等参数,以模拟系统的稳态运行状态。
稳态仿真可以用于系统的功率分配、损耗计算和负荷预测等工作。
(2)暂态仿真:通过计算系统的节点瞬时电压、电流和功率等参数,以模拟系统的暂态运行过程。
暂态仿真可以用于系统的故障分析、电力质量评估和设备保护等工作。
(3)电磁暂态仿真:通过计算系统的电磁场分布、电磁参数和耦合效应等,以模拟系统的电磁暂态行为。
电磁暂态仿真可以用于系统的雷击分析、电磁干扰评估和设备抗扰性设计等工作。
(4)动态仿真:通过计算系统的节点动态响应、发电机动作和功率变化等,以模拟系统的动态运行过程。
动态仿真可以用于系统的频率响应、电压稳定和系统稳定性评估等工作。
3. 电力系统建模与仿真工具:电力系统建模与仿真工具是指利用计算机软件实现电力系统建模与仿真的工具。
国内外电力系统仿真技术

1国内外电力系统仿真技术1.1电力系统仿真技术发展概述目前,电力系统的仿真技术主要有三大类,即电力系统动态模拟仿真技术、电力系统数模混合式仿真技术以及电力系统全数字仿真技术。
1.1.1电力系统动态模拟仿真技术电力系统动态模拟仿真技术采用动态模拟装置,也就是物理仿真系统。
20世纪60年代以前,电力系统仿真主要采用这种全物理的动态模拟装置。
其原理是用比原型系统在规格上缩减一定比例的方法建立物理模型系统,通过在物理模型上做试验代替在实际系统中的试验。
其优点是可以较真实的反映被研究系统的全动态过程,现象直观明了,物理意义明确,缺点是仿真的规模受实验室设备和场地限制,而且每一次不同类型的试验都要重新进行电气接线,耗力耗时,另外,可扩展性和兼容性差。
1.1.2电力系统数模混合式仿真技术电力系统数模混合式技术采用数模混合仿真系统,这种技术一般是用数字仿真模型模拟发电机、电动机、控制系统等,变压器、交流输电线路、直流输电换流阀组和控制装置等元件仍采用物理模型。
其优点是综合了数字仿真和物理仿真优势,能够较真实地模拟一些系统电气元件,准确地反映系统的动态过程,缺点是接口环节多、试验接线工作量大和仿真规模受限。
1.1.3电力系统全数字仿真技术电力系统全数字仿真系统是进入20世纪90年代以来发展起来的一种仿真技术。
全数字仿真系统内所有元件都采用数字仿真模型。
这种仿真系统对于计算方法和计算机运算处理速度的要求很高。
全数字仿真系统的优点是不受被研究系统规模和结构复杂性的限制,计算速度快、使用灵活、扩展方便、成本相对低廉,是当前电力系统仿真系统发展的主要方向。
尤其是近年来随着数字计算机和并行技术的发展而出现的基于高性能PC机群的全数字仿真系统使得其价格低廉、升级扩展方便的优势更为突出,电力系统全数字实时仿真得到了越来越广泛的应用。
全数字仿真系统优势明显,是当前仿真系统的发展趋势。
随着电力系统的发展,系统规模和复杂程度的增加,采取物理模拟的方法对实际系统进行仿真受到限制。
几款电路仿真软件的对比分析

几款软件的对比分析1. PSpice 仿真软件简介:PSpice属于元件级仿真软件,模型采用spice通用语言编写,移植性强,常用的信息电子电路,是它最适合的场合。
现在使用较多的是 PSpice 8.0,工作于 Windows 环境,占用硬盘空间60M左右,整个软件由原理图编辑、电路仿真、激励编辑、元器件库编辑、波形图等几个部分组成,使用时是一个整体。
PSpice 的电路元件模型反映实际型号元件的特性,通过对电路方程运算求解,能够仿真电路的细节,特别适合于对电力电子电路中开关暂态过程的描述。
主要功能:(1)复杂的电路特性分析,如:蒙特卡罗分析(2)模拟、数字、数模电路仿真(3)集成度提高缺点:(1)不适用于大功率器件(2)采用变步长算法,导致计算时间的延长(3)仿真的收敛性较差。
2. saber仿真软件简介:被誉为全球最先进的系统仿真软件,也是唯一的多技术、多领域的系统仿真产品,现已成为混合信号、混合技术设计和验证工具的业界标准,可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真,这也是saber的最大特点。
Saber最为混合仿真系统,可以兼容模拟、数学、控制量的混合仿真,便于在不同层面撒谎那个分析和解决问题,其他仿真软件不具备这样的功能。
Saber的仿真真实性很好,从仿真的电路到实际的电路实现,期间参数基本不用修改。
主要功能:(1)原理图输入和仿真(2)数据可视化和分析(3)模型库(4)建模缺点:操作较复杂,原理图仿真常常不收敛导致仿真失败,很占系统资源,环路扫频耗时太长(以几十分钟计)3. PLECS仿真系统简介:被全球众多知名公司的研发工程师誉为“全球最专业的系统级电力电子电路仿真系统”,也是一个用于电路和控制结合的多功能仿真软件,尤其适用于电力电子和传动系统。
PLECS独立版本已于2010年开发,自此PLECS脱离MATLAB/Simulink。
PLECS独立版具有控制元件库和电路元件库,采用优化的解析方法,仿真速度更快,比PLECS嵌套版本快2.5倍。
几款电路仿真软件的对比分析

几款软件的对比分析1. PSpice 仿真软件简介:PSpice属于元件级仿真软件,模型采用spice通用语言编写,移植性强,常用的信息电子电路,是它最适合的场合。
现在使用较多的是 PSpice 8.0,工作于 Windows 环境,占用硬盘空间60M左右,整个软件由原理图编辑、电路仿真、激励编辑、元器件库编辑、波形图等几个部分组成,使用时是一个整体。
PSpice 的电路元件模型反映实际型号元件的特性,通过对电路方程运算求解,能够仿真电路的细节,特别适合于对电力电子电路中开关暂态过程的描述。
主要功能:(1)复杂的电路特性分析,如:蒙特卡罗分析(2)模拟、数字、数模电路仿真(3)集成度提高缺点:(1)不适用于大功率器件(2)采用变步长算法,导致计算时间的延长(3)仿真的收敛性较差。
2. saber仿真软件简介:被誉为全球最先进的系统仿真软件,也是唯一的多技术、多领域的系统仿真产品,现已成为混合信号、混合技术设计和验证工具的业界标准,可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真,这也是saber的最大特点。
Saber最为混合仿真系统,可以兼容模拟、数学、控制量的混合仿真,便于在不同层面撒谎那个分析和解决问题,其他仿真软件不具备这样的功能。
Saber的仿真真实性很好,从仿真的电路到实际的电路实现,期间参数基本不用修改。
主要功能:(1)原理图输入和仿真(2)数据可视化和分析(3)模型库(4)建模缺点:操作较复杂,原理图仿真常常不收敛导致仿真失败,很占系统资源,环路扫频耗时太长(以几十分钟计)3. PLECS仿真系统简介:被全球众多知名公司的研发工程师誉为“全球最专业的系统级电力电子电路仿真系统”,也是一个用于电路和控制结合的多功能仿真软件,尤其适用于电力电子和传动系统。
PLECS独立版本已于2010年开发,自此PLECS脱离MATLAB/Simulink。
PLECS独立版具有控制元件库和电路元件库,采用优化的解析方法,仿真速度更快,比PLECS嵌套版本快2.5倍。
电力系统的数字仿真与优化研究

电力系统的数字仿真与优化研究一、前言电力系统是国民经济发展的重要基础设施之一,对于保障国家能源安全和经济社会的稳定运行具有重要意义。
随着信息技术的快速发展,电力系统的数字仿真与优化研究逐渐成为当前电力领域的热点之一,能够为电力系统的稳定运行和可靠性提高提供有力支持。
二、电力系统数字仿真技术电力系统数字仿真技术是指利用计算机技术对电力系统进行模拟和分析的一种方法。
它通过对电力系统的运行状态、暂态过程等进行模拟,帮助电力工程师发现系统中存在的问题和风险,为电力系统的设计、运营和维护提供科学依据。
数字仿真技术主要包括电力系统模型建立、仿真计算和结果分析三个阶段。
在模型建立阶段,需要将电力系统的物理结构和运行机理用数学模型来描述,包括输电线路、变电站、负荷、发电机等各种设备。
在仿真计算阶段,利用计算机对电力系统进行模拟,获取电力系统的运行状态、电气参数、开关状态和行为特征等数据。
在结果分析阶段,通过分析仿真数据,找出电力系统的问题和风险,并提出改进措施,以提高电力系统的可靠性和稳定性。
三、数字仿真技术在电力系统优化中的应用数字仿真技术在电力系统中的应用十分广泛,主要应用于电力系统的建设、运营和维护等方面,包括以下几个方面:1.电力系统规划优化数字仿真技术能够对电力系统的规划方案进行模拟,评估不同方案的可行性和经济性,为电力系统的规划和建设提供科学依据。
2.稳定性分析数字仿真技术能够对电力系统的稳定性进行评估,分析系统的稳定限制,找出系统的薄弱环节,为电力系统的稳定运行提供参考依据。
3.故障诊断数字仿真技术能够通过建立电力系统故障模型,对故障过程进行模拟并确定故障原因,通过分析电力系统的故障特点,识别电力系统的问题和薄弱环节,并提出改进措施。
4.运行优化数字仿真技术能够对电力系统的运行方式进行优化,如分析负荷变化对电力系统的影响,制定灵活的电源调度策略,提高电力系统的经济性和稳定性。
5.设备维护数字仿真技术能够模拟电力系统的设备状况和运行状态,为设备的日常维护和保养提供参考依据,减少设备维护成本。
国内外智能电网评价体系对比分析

国内外智能电网评价体系对比分析发布时间:2021-08-17T07:55:43.378Z 来源:《科技新时代》2021年5期作者:张兆鹏曾楠[导读] 都紧密结合自身国情特点,积极探索和实践建设智能电网发展的有效方法。
天津平云电力科技有限公司邮编:300384天津平云电力科技有限公司邮编:300384摘要:智能电网综合评价主要指的是对智能电网的总体特点进行综合评价,评价结果能够反映智能电网的发展水平,过程中呈现的问题和制约因素,有利于确定发展现状与目标的差距。
本文通过对国外智能电网建设评价指标、收益评价体系等内容进行详细分析,同时从发展水平、评价、指标范围、应用情况等方面对国内的电网指标体系、网格发展指标体系、智能网格示范项目评价体系等方向进行了比较分析,提出了适合我国国情的智能电网综合评价体系的构建思路,希望能够为行业研究提供一些参考和依据。
关键词:智能电网;综合评价;评价指标基于电网本身独特的物理和社会属性,对电网系统的评价必须综合考虑电网的技术和经济因素,同时能够客观反映电网的综合社会效益。
电网作为经济社会发展的重要基础设施,是实现能源转换和电力运输的重要平台,也是是实现广泛资源优化配置、促进市场竞争的重要载体。
智能电网是一项复杂而庞大的系统项目,智能电网的实践目前在全球尚处于初期阶段。
全面科学地对智能电网的综合效果进行评价,及时发现智能电网建设运营中的不足,在智能电网建设中实现技术和经济的均衡发展,对正确指导智能电网规划、建设、运营、管理能够起到重要的作用。
智能电网在积极应对气候变化、保障国家能源安全、促进绿色经济发展方面都能发挥强大的作用,是现代电网发展的必然趋势。
目前,处于不同发展阶段的国家,都紧密结合自身国情特点,积极探索和实践建设智能电网发展的有效方法。
1国外智能电网评价方法近年来,许多国家和知名公司将智能电网评价系统作为电网项目研发的重点,展示了其在引导和促进智能电网评价工作推进方面的重要地位。
电力系统数字仿真技术的现状与发展

电力系统数字仿真技术的现状与发展引言随着电力系统的不断发展,各种数字化技术也被广泛应用到电力系统的各个领域中。
其中数字仿真技术就是电力系统数字化建设的重要组成部分。
数字仿真技术可以帮助电力企业更好地了解电力系统的工作流程,预测和解决潜在的技术风险,并且通过数据分析和处理为电力企业提供决策支持。
本文将详细介绍电力系统数字仿真技术的现状与发展。
电力系统数字仿真技术的现状数字仿真技术使用计算机技术来模拟电力系统的运行过程。
数字仿真技术的应用范围很广。
它可以模拟电力市场竞争情况、电力系统的规划和设计、电力系统的运行和控制、电力系统的状态分析以及故障分析等。
目前数字仿真技术在电力系统规划和设计方面的应用比较多。
数字仿真技术可以对电力系统进行逐步模拟和优化,包括调度问题、输电线路的选址和技术参数等。
而在电力系统故障分析和状态分析方面,数字仿真技术的工作往往要借助更加细致的模型和更多的实验数据来支持。
数字仿真技术在电力系统中的应用可以帮助电力企业实现更好的运行和管理,提高电力系统的效率和可靠性。
数字仿真技术不但可以为电力系统的运营管理提供科学决策,也可以为电力系统优化提供技术支持。
此外,数字仿真技术还可以用来进行电力系统的技术培训。
利用数字仿真技术进行模拟培训,不仅可以增强电力工程师的实践能力,也可以提高他们的工作效率。
电力系统数字仿真技术的发展趋势数字仿真技术作为一种新型的电力系统管理技术,已经具有了广阔的前景。
未来,数字仿真技术在电力系统中的应用越来越深入,在以下几个方面发展前景十分广阔。
1. 数字仿真技术在电力系统中的更加广泛的应用随着电力系统的不断建设和功能的不断完善,数字仿真技术在电力系统中的应用范围也在不断扩大。
今后,数字仿真技术将广泛应用于电力系统规划、电力设备运行和控制、电力市场竞争以及电力系统实时操作管理等方面,其中运行控制系统和电力市场竞争方面的应用将得到更加广泛的推广和普及。
2. 数字仿真技术在电力系统中的模型更新和优化电力系统是一个非常复杂的系统,其建模过程需要大量的数据与计算资源。
电力系统数字仿真技术的现状与发展

电力系统数字仿真技术的现状与发展摘要:简介电力系统仿真技术的发展和基本概念,并分别简述了模拟计算机、数字计算机和混合计算机在电力系统中的应用,以及电力系统仿真培训装置的作用。
关键词:电力系统;数字;仿真技术;现状电力系统仿真是根据原始电力系统建立模型,利用模型进行计算和试验,研究电力系统在规定时间内的工作行为和特征。
电力系统仿真在电力系统的规划、设计、建设、运行中发挥着重要作用。
电力系统仿真可以分为物理仿真和数字仿真两类,其中数字仿真是建立电力系统物理过程的数学模型,基于计算机技术和数值计算技术求解数学模型,实现对电力系统的模拟。
与物理仿真技术相比,数字仿真不受被研究系统规模和结构复杂性的限制,计算速度快、使用灵活、成本相对低廉,成为分析、研究电力系统必不可少的工具,是电力系统仿真的重要研究方向。
一、电力系统数字仿真定义随着社会对能源需求的增长和发电技术的进步,现代电力系统发展很快,大容量发电机组不断涌现,自动化程度更趋提高,计算、监视及控制问题日益复杂,这就需要运行人员具有更强的应变能力和更熟练地操作。
新的电气研究也需做各种试验,但无论从现有技术上还是从供电的可靠性及设备的安全性考虑,直接在实际的电力系统及厂矿企业变电所中进行操作人员的培训和科学研究,可能性很小,因此运行电力系统仿真技术脱离现场对运行人员培训及电气研究成了迫切的需要。
系统数字仿真主要是指建立在数学模型上,并在数字计算机上做试验的一个过程。
而电力系统数字仿真则是系统数字仿真的一个分支。
电力系统数字仿真一般可以分为两种:研究仿真和培训仿真。
研究仿真主要包括电磁暂态仿真和暂态稳定仿真;而培训仿真则主要包括调度员的培训仿真器、变电站培训人员培训仿真器以及发电厂机组运行人员培训仿真器。
电力仿真技术在电力系统中的发展和应用与电力发展对仿真的要求、计算机硬件、软件技术发展密切相关 ,某些电力仿真装置就象一个缩小的电力系统 ,凡是与电力相关部门的技术人员 ,通过对仿真技术的学习 ,了解及参加仿真培训 ,就能迅速地熟悉电力系统 ,掌握电力运行操作的一些基本方法。
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1国内外电网数字仿真技术1.1电力系统仿真技术发展概述目前,电力系统的仿真技术主要有三大类,即电力系统动态模拟仿真技术、电力系统数模混合式仿真技术以及电力系统全数字仿真技术。
1.1.1电力系统动态模拟仿真技术电力系统动态模拟仿真技术采用动态模拟装置,也就是物理仿真系统。
20世纪60年代以前,电力系统仿真主要采用这种全物理的动态模拟装置。
其原理是用比原型系统在规格上缩减一定比例的方法建立物理模型系统,通过在物理模型上做实验代替在实际系统中的实验。
其优点是可以较真实的反映被研究系统的全动态过程,现象直观明了,物理意义明确,缺点是仿真的规模受实验室设备和场地限制,而且每一次不同类型的实验都要重新进行电气接线,耗力耗时,另外,可扩展性和兼容性差。
1.1.2电力系统数模混合式仿真技术电力系统数模混合式技术采用数模混合仿真系统,这种技术一般是用数字仿真模型模拟发电机、电动机、控制系统等,变压器、交流输电线路、直流输电换流阀组和控制装置等元件仍采用物理模型。
其优点是综合了数字仿真和物理仿真优势,能够较真实地模拟一些系统电气元件,准确地反映系统的动态过程,缺点是接口环节多、实验接线工作量大和仿真规模受限。
1.1.3电力系统全数字仿真技术电力系统全数字仿真系统是进入20世纪90年代以来发展起来的一种仿真技术。
全数字仿真系统内所有元件都采用数字仿真模型。
这种仿真系统对于计算方法和计算机运算处理速度的要求很高。
全数字仿真系统的优点是不受被研究系统规模和结构复杂性的限制,计算速度快、使用灵活、扩展方便、成本相对低廉,是当前电力系统仿真系统发展的主要方向。
尤其是近年来随着数字计算机和并行技术的发展而出现的基于高性能PC机群的全数字仿真系统使得其价格低廉、升级扩展方便的优势更为突出,电力系统全数字实时仿真得到了越来越广泛的应用。
全数字仿真系统优势明显,是当前仿真系统的发展趋势。
随着电力系统的发展,系统规模和复杂程度的增加,采取物理模拟的方法对实际系统进行仿真受到限制。
由于电力系统数字仿真具有不受原有系统规模和结构复杂性的限制、保证被研究和实验系统的安全性、具有良好的经济性和便利性、可用于对设计未来系统性能的预测等优点,现已成为分析、研究电力系统必不可少的工具。
随着计算机和数值计算技术的飞速发展,为电力系统数字仿真的发展提供了坚实的基础,使得电力系统数字仿真技术得到了迅速地发展。
电力系统数字仿真包括离线数字仿真和实时数字仿真。
电力系统离线数字仿真是在计算机技术发展的基础上,建立电力系统物理过程的数学模型,用求解数学方程的方法来进行仿真研究。
电力系统仿真软件根据动态过程中系统模型和仿真方法的不同,离线数字仿真可以分为电磁暂态过程仿真、机电暂态过程仿真和中长期动态过程仿真。
电磁暂态数字仿真是用数值计算方法对电力系统中从数微秒至数秒之间的电磁暂态过程进行仿真模拟。
电磁暂态仿真程序普遍采用的是电磁暂态程序<简称为EMTP),中国电力科学研究院在EMTP基础上开发了EMTPE。
另外,加拿大Manitoba直流研究中心的EMTDC、加拿大哥伦比亚大学的MicroTran和德国西门子的NETOMAC,都具有与EMTP相似的软件功能;机电暂态数字仿真主要研究电力系统受到大扰动后的暂态稳定和受到小扰动后的静态稳定性能。
国际上常用的机电暂态仿真程序有美国的PSS/E和ETMSP、ABB的SYMPOW、西门子的NETOMAC,国内主要采用中国电科院的PSASP和中国版的BPA;电力系统中长期动态过程仿真是电力系统受到扰动后较长过程的动态仿真,主要用来分析电力系统内较长时间的动态特性。
国际上主要采用的中长期动态过程仿真程序有EUROSTAG程序、LTSP程序、EXTAB程序,另外PSS/E和MODES程序也具有长过程动态稳定计算功能。
电力系统实时数字仿真系统是基于现代计算机技术开发的体系机构和大型电力系统电磁暂态仿真软件系统,可以进行电力系统电磁暂态的全过程实时模拟,不仅是研究电力系统规划、设计和运行的强有力工具,而且通过高速通信系统及信号放大、转换系统与实际的保护和控制装置相连,对电网中继电保护装置、安全自动装置及一些测控装置进行实时测试,也能对电网中的各种故障和稳定特性进行深入分析,提供技术支持,对系统网络的安全稳定性进行评估。
电力系统实时数字仿真必须按照实际系统运行的时序要求来完成仿真过程的每一个步骤,要求仿真模型的时间比例尺完全等于原始模型的时间比例尺。
与非实时数字仿真相比,实时数字仿真算法有如下几个要求:<1)算法的快速性;<2)算法执行中数据的可取性,即算法所用的信息与实时输入是一致的;<3)算法的鲁棒性;<4)算法的相容性。
在上世纪90年代初,加拿大Manitoba直流研究中心RTDS公司率先推出国际上第一台电力系统全数字实时仿真系统<RTDS),RTDS的核心软件是EMTDC。
随后,加拿大魁北克水电研究所的TEQSIM公司也开发了电力系统实时仿真系统<HYPERSIM),主要用于电力系统电磁暂态仿真,其核心软件是EMTP程序。
法国电力公司<EDF)开发的ANENE实时仿真系统,其核心软件也是EMTP。
由殷图科技发展有限公司、东北电力调度通信中心和清华大学联合研制、开发的数字动态实时仿真系统<Digital Dynamic Real Time Simulator,简称DDRTS),是国内自主研发的实时数字仿真系统。
DDRTS集系统仿真和实时测试功能于一体,利用实时数字仿真技术,可以对实际装置进行全面的闭环测试。
DDRTS的主要功能是对线路和元件保护进行测试,其仿真规模较小。
受到技术水平的限制,早期的数字仿真以离线仿真为主,尤其是对较大规模网络的电磁暂态仿真。
随着计算机技术、数值计算和通信技术的飞速发展,数字仿真技术得到很大的发展,中国电力科学研究院开发了世界上首套可模拟大规模电力系统<1000台机、10000个节点)的全数字实时仿真装置ADPSS,大规模电力系统的实时数字仿真也得以实现。
1.2国内外电力系统全数字仿真系统概述具体来看,目前国内外的电力系统全数字仿真系统主要有:RTDS、ARENE、HYPERSIM、DDRTS、ADPSS。
1.2.1RTDSRTDS由加拿大RTDS公司出品,一个CPU模拟一个电力系统元器件,CPU间的通讯,采用并行-串行-并行的方式。
RTDS具有仿真的实时性,主要用于电磁暂态仿真。
目前RTDS应用规模最大的是韩国电力公司(KEPCO>的装置, 有26个RACK,可以模拟400多个三相结点。
RTDS仿真的规模受到用户所购买设备(RACK>数的限制。
这种开发模式不利于硬件的升级换代,与其它全数字实时仿真装置相比可扩展性较差。
由于每个RACK的造价很高, 超过30万美元, 因此仿真规模一般不大。
基于上述原因,RTDS目前主要用于继电保护实验和小系统实时仿真。
1.2.2ARENE法国电力公司(EDF>开发的全数字仿真系统ARENE, 有实时仿真和非实时仿真版本。
实时版本有:<1)RTP版本,硬件为HP公司基于HP-CONVE工作站的多CPU并行处理计算机,该并行处理计算机的最大CPU数量已达32个,可以用于较大规模系统电磁暂态实时仿真;<2)URT版本,HP-Unix工作站,用于中小规模系统电磁暂态实时仿真;<3)PCRT版本,PC-Linux工作站,用于中小规模系统电磁暂态实时仿真。
ARENE实时仿真器可以进行如下物理装置测试:继电保护,自动装置,HVDC和FACTS控制器,可以用50微秒步长进行闭环电磁暂态实时仿真。
ARENE不作机电暂态仿真。
采用基于HP工作站的并行处理计算机,其软硬件扩展也受到计算机型号的制约。
目前国内没有单位引进该系统,因此该系统的投资情况并不清楚。
1.2.3HYPERSIM该系统是由加拿大魁北克TEQSIM公司开发的电力系统数字实时仿真产品,可用于机电暂态实时仿真和电磁暂态实时仿真,但目前还不能进行电磁暂态和机电暂态混合仿真。
HYPERSIM有两种支撑硬件:基于PC Cluster<与日本三菱公司联合开发)。
可以进行中小规模电力系统的电磁暂态仿真(HVDC系统实时仿真步长65微秒>和较大规模电力系统的机电暂态仿真。
具有对继电保护、FACTS控制器、自动重合设备及PSS等进行闭环测试的能力。
基于多CPU超级并行处理计算机,如SGI2000和SGI3000。
并行处理计算机的最高配置可达512个微处理器。
其仿真规模可以相当大,也可用于装置实验。
但造价高昂,中国电科院引进该系统投入3000多万元。
此外在扩展方面也受到计算机型号的制约。
1.2.4DDRTS深圳殷图科技发展有限公司开发的数字动态实时仿真系统DDRTS,基于高速PC机,是全数字化的动态模拟实验及测试系统。
DDRTS是基于微机开放式的体系结构和自主开发的全中文图形化电力系统仿真软件,用于模拟电力系统的电磁暂态和机电暂态过程以及对装置进行实时闭环测试。
DDRTS 系统包含了发电机、发电机的励磁调节器和调速器、PSS、电动机、变压器、输电线、断路器、电抗器、CT、PT、CVT、负荷和各种无源元件,还有包括饱和电抗器等非线性元件,但由于DDRTS 系统的直流系统模型和FACTS 模型几乎空白,所以DDRTS 系统只应用在交流系统仿真中。
目前,DDRTS 系统已经在南京南瑞继保电气有限公司、宁夏电力调度通信中心和东北电力调度通信中心等单位投入使用。
中国南方电网电力调度通信中心也将引进该仿真系统。
相对来说,该系统由于规模较小,功能不全,因此售价不高,一般投资不超过200万元人民币。
1.2.5ADPSS中国电力科学研究院开发的电力系统全数字实时仿真装置ADPSS是世界上首套可模拟大规模电力系统<1000台机、10000个节点)的全数字实时仿真装置。
该仿真装置基于高性能机群服务器,采用网络并行计算技术实现了大规模复杂交直流电力系统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实验。
该装置可与调度自动化系统相连接取得在线数据进行仿真,可进行继电保护、安全自动装置、FACTS控制装置和直流输电控制装置的闭环仿真实验。
该套系统的投资一般在500万元左右。
1.3国内外电力系统全数字仿真系统应用情况在以上这些数字实时仿真系统中,RTDS是国内外应用最广泛的实时数字仿真系统。
从1994年开始,国内外许多电力公司、设备制造商、研究开发机构和大学采用了RTDS仿真装置,客户遍布世界上20个国家,国内外近百家单位共配置了数百个RTDS机箱(Racks>。
目前,RTDS应用规模最大的是韩国电力公司(KEPCO>的装置, 共有26个RACK,可以模拟400多个三相结点。