国内外电力系统仿真技术
电力系统建模与仿真技术研究

电力系统建模与仿真技术研究一、引言电力系统是现代社会中不可或缺的一部分,它为人们的生活、生产提供了必要的能源支撑。
在电力系统的设计和运行管理中,建模和仿真技术一直是电力系统领域中非常重要的技术手段。
电力系统的建模和仿真技术可以帮助电力工程师更好地理解和掌握电力系统的特性,并针对实际问题进行分析和优化。
本文将介绍电力系统建模与仿真技术的研究现状和未来发展方向。
本文将按如下方式进行组织:二、电力系统建模技术电力系统建模是指将电力系统的各个部分分解为可仿真的子系统并进行各子系统间关系的描述和组合。
在电力系统建模中,应考虑电力系统的稳定性、可靠性、安全性等方面的因素。
1. 基于物理建模的技术基于物理建模的技术是电力系统建模的主要方法。
该方法需要将电力系统的各个部分分解为具有物理意义的子系统组件,并使用物理方程描述各个子系统间的相互作用关系。
基于物理建模的技术可以精确地描述电力系统的工作原理和特性。
2. 基于数据驱动建模的技术基于数据驱动建模的技术是利用大量历史数据和现场监测数据,通过数据挖掘和模式识别等技术,对电力系统进行建模。
该方法能够很好地适应不同电力系统的变化和不确定性,较为灵活。
三、电力系统仿真技术电力系统仿真是指通过模拟电力系统运行实际场景,预测电网运行情况和变化规律,探究电力系统存在问题并提出优化方案。
1. 时域仿真时域仿真是一种基于时间的仿真方法,可以模拟电力系统的瞬态过程。
该方法可以精确地模拟电力系统各个部件的动态响应过程,包括瞬态稳定、短路、过流、过电压等情况。
2. 频域仿真频域仿真是一种基于频率响应的仿真方法,可以模拟电力系统的稳定过程。
该方法可以精确地模拟电力系统的功率流和电压波动等情况,可用于分析电力系统的稳态电路、短路容限等情况。
四、电力系统建模与仿真软件电力系统建模和仿真软件是电力系统应用中不可或缺的工具。
目前,国内外市场上具有代表性的电力系统建模与仿真软件主要有PSSE、PSCAD、EMTP、MATLAB等。
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。
电力行业的电力系统模拟与仿真技术

电力行业的电力系统模拟与仿真技术一、引言电力系统是现代工业社会中不可或缺的基础设施,为了确保电网的稳定运行和优化调度,电力系统的模拟与仿真技术变得尤为重要。
本文将介绍电力行业中常用的电力系统模拟与仿真技术,以及它们在电力系统规划、运行和故障分析等方面的应用。
二、电力系统模拟技术1. 电力系统概述电力系统是由发电厂、输电线路、变电站和配电网等组成的综合系统。
不同电力系统之间的电能进行传输、分配和调度,以满足用户的用电需求。
2. 电力系统模拟的目的和意义电力系统模拟是指对电力系统进行数学建模和仿真,以及对系统运行情况进行模拟计算和分析。
通过模拟分析,可以有效地评估电力系统的运行状态、发现潜在问题、指导系统规划和调度决策,提高电网的可靠性和经济性。
3. 电力系统模拟的方法和工具电力系统模拟可以采用不同的数学方法和工具。
常用的方法包括潮流计算、稳态暂态分析、电磁暂态分析等。
常用的工具有Matpower、PSASP和PSCAD等。
三、电力系统仿真技术1. 电力系统仿真的目的和意义电力系统仿真是指对电力系统的各种运行情况进行模拟和实验,以获得系统的性能指标和运行特性。
通过仿真实验,可以更好地了解电力系统的行为,优化系统参数,提高系统的稳定性和可靠性。
2. 电力系统仿真的方法和工具电力系统仿真可以采用不同的方法和工具。
常用的方法包括数学模型仿真、物理模型仿真和虚拟仿真等。
常用的工具包括PSCAD、Simulink和DigSILENT等。
四、电力系统模拟与仿真技术在电力行业中的应用1. 电力系统规划和设计电力系统模拟与仿真技术在电网规划和设计中起到重要的作用。
通过模拟计算,可以评估系统的潮流、电压、功率等参数,优化电网的结构和布局,确保电网的可靠性和经济性。
2. 电力系统运行和调度电力系统模拟与仿真技术可以帮助运营商进行电网的运行和调度。
通过模拟分析,可以预测电网的负荷变化,优化发电计划和输电计划,提高电网的运行效率和负荷平衡性。
电力系统仿真技术研究

电力系统仿真技术研究随着国民经济的发展,电力系统扮演着越来越重要的角色。
电力系统中的变压器、开关、线路等元件的状态及其运行参数就成为保证电力系统正常运行的重要因素。
为了有效地提高电力系统的运行效率和可靠性,电力系统仿真技术得到了广泛的应用。
电力系统仿真技术是指利用计算机模拟电力系统的运行过程,旨在预测和评估电力系统的运行性能、电力系统的正常和异常运行情况下的电压、电流、功率等参数的变化。
早期电力系统仿真仅限于概念化的方法,它们不仅耗时、耗力,而且精度很低。
它们不能解决非常复杂的电力系统问题。
而目前仿真技术已经得到很大的发展,已经超越了单纯的概念理解。
现在电力系统仿真技术主要分为四种类型: 电路仿真、状态仿真、大规模仿真和混合仿真。
在此,本文将着重介绍其中的电路仿真和大规模仿真。
一、电路仿真电路仿真是指对某一个电力系统元件的电气行为进行仿真,以分析对电力系统及气候条件的响应。
电路仿真模拟元件的行为,以更好地了解二者之间的相互影响。
在仿真的过程中,各元件的电气行为须根据实际电气参数及联接方式进行模拟。
电路仿真的基础是元件的模型及参数,其中元件的模型分类很多,本文仅列举几种实用的模型。
(一) 传输线模型传输线的仿真是电路仿真中最复杂的部分之一。
在传输线仿真过程中,需要建立电缆的等效电路和导体损耗等。
计算程序分五个步骤:类比元件模型的建立;计算原始系数;计算传输线分布参数;计算传输线中的瞬时电磁场;利用模型解决电路行为。
这些步骤中,前两个步骤是设计传输线仿真必要的条件,将电缆等效电路转换成等效行波电路。
后三个步骤是利用计算机分析传输线的复杂变化过程。
由于计算方法和电路的特性不同,因此传输线仿真通常是个性化的,每个仿真程序需要一个独特的解决方案。
(二) 变压器模型变压器模型是电路仿真中较为常见的模型之一。
变压器作为电力系统中的重要元件,在某些仿真应用中变得尤为重要。
变压器运行特性是决定电力系统中的电压、电流、功率和整体电气负载的关键因素。
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。
电力系统虚拟现实技术

电力系统虚拟现实技术虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术是一种通过计算机生成的仿真环境,给用户以身临其境的感觉。
电力系统虚拟现实技术的应用,正逐渐成为电力行业的一大热门。
本文将介绍电力系统虚拟现实技术的概念、优势以及在电力行业中的应用情况。
一、电力系统虚拟现实技术概述电力系统虚拟现实技术是基于计算机图形学、虚拟现实技术和电力系统仿真技术的结合,通过三维建模、虚拟现实设备与软件的配合,让用户身临其境地感受电力系统的运行、维护和管理。
电力系统虚拟现实技术可分为虚拟现实仿真系统和虚拟现实交互系统两个方面。
虚拟现实仿真系统主要是通过建模和仿真来模拟电力系统的运行情况,包括电力设备、输电线路、变电站等各个组成部分。
而虚拟现实交互系统则是通过虚拟现实设备,如头戴式显示器、动作捕捉设备等,让用户能够与虚拟现实环境进行互动。
二、电力系统虚拟现实技术的优势1. 省时高效:传统的电力系统运行监测需要人工巡视和操作,而虚拟现实技术能够实时模拟电力系统的运行状态,可提供实时监测和分析的功能,极大地提高了工作效率。
2. 安全可靠:电力系统存在一定的危险性,如高压设备操作、维护等。
虚拟现实技术可以帮助操作人员在虚拟环境中进行模拟演练,提前了解操作过程中的潜在风险,降低了事故的发生概率。
3. 降低成本:传统的电力系统培训需要建设实体场地和购置实体设备,成本较高。
而虚拟现实技术能够以低成本进行电力系统的模拟训练,节约了培训费用。
4. 提升用户体验:虚拟现实技术能够给用户提供身临其境的感觉,增加用户的参与度和体验感,从而提升培训和操作的效果。
三、电力系统虚拟现实技术的应用情况1. 电力系统培训:利用虚拟现实技术,可以搭建一个真实的电力系统操作环境,供工作人员进行培训和演练。
培训人员可以在虚拟环境中体验各种工作场景,提升操作技能与应变能力。
2. 设备维护和修复:电力系统中的设备需要定期维护和修复,利用虚拟现实技术,维修人员可以在虚拟环境中模拟实际工作场景,学习和掌握设备的维护技术,减少因操作错误而造成的设备损坏。
电力系统仿真技术的研究与应用

电力系统仿真技术的研究与应用一、引言电力系统仿真技术是当今电力工程中不可或缺的一部分。
它以模拟电力系统的运行状态,从而分析、评估系统的稳定性和安全性。
在电力系统的规划、设计、调度和管理等方面,仿真技术都扮演着非常重要的角色。
国内外的研究者们也在不断地探索这一领域的发展。
二、电力系统仿真技术概述电力系统仿真技术是现代电力系统技术的一种基础手段。
电力系统仿真技术主要包括电网仿真和电力设备仿真两大部分。
1、电网仿真技术电网仿真技术主要是对大型电力系统的运行进行仿真,通过模拟系统内多个电气元件之间的复杂耦合关系,使研究者能够更好地了解系统的运行情况,从而为电力系统的规划、调试、运行等方面提供有利的参考和依据。
电网仿真技术也主要包括如下几个部分:(1)电力负荷仿真:电力负荷仿真是指对电力系统负荷的特性和负荷变化进行模拟,以得到系统的负荷水平和负荷曲线等数据。
(2)电力发电机组仿真:电力发电机组仿真则是将电力发电机组模型化,以模拟它们在电力系统中的运行特点。
(3)输电网络仿真:输电网络仿真是对输电设备进行建模仿真,包括发电机变压器、输电线路、换流变换器和容抗设备等,以模拟整个电力系统网络的各种运行状态和根据各种操作方案的行为。
2、电力设备仿真技术电力设备仿真技术则主要是对各种类型的电力设备进行仿真,如变压器、断路器、隔离开关、线路等,并通过仿真的方式来研究和分析它们的运行特点,以为电力系统的规划、设计、管理和运行等提供有利支撑。
三、电力系统仿真技术的应用电力系统仿真技术在如下领域有较广泛的应用:1、电网稳定性分析电网稳定性是指电网在遭到外界干扰后,经过一段时间恢复正常运行的能力。
电力系统仿真技术可以对电网的运行状态进行仿真,从而在实验中模拟出各种可能出现的故障和干扰情况,对电网进行稳定性评估,为电网的运行最大程度保持平稳运营提供支持。
2、电力系统的规划及优化电力系统仿真技术可以对电力系统的规划、设计和优化工作进行建模仿真和深入分析,从而对各种方案的经济性和可行性进行评估。
电力系统仿真技术

电力系统仿真技术电力系统是现代社会不可或缺的基础设施,而如何实时、准确地对电力系统进行仿真分析成为了电力行业中的重要课题。
随着计算机技术的快速发展,电力系统仿真技术应运而生,并得到了广泛应用。
本文将着重介绍电力系统仿真技术的原理、应用以及未来发展趋势。
一、电力系统仿真技术的基本原理电力系统仿真技术是通过电力系统模型的构建,运用计算机对电力系统的运行状态进行模拟和仿真,从而实现对电力系统各种运行情况的分析与评估。
电力系统仿真技术的基本原理包括以下几个方面:1.1 电力系统模型的构建电力系统模型是电力系统仿真的基础,主要包括传输线路、发电机、变压器、负载等元件的数学描述以及它们之间的相互关系。
电力系统模型的构建需要考虑电力系统的实际情况,并根据实际数据进行参数设置。
常用的电力系统模型包括潮流模型、稳定模型、暂态模型等。
1.2 仿真算法与计算方法仿真算法和计算方法是电力系统仿真技术的核心内容,它们的选择直接影响到仿真结果的准确性和计算效率。
常用的仿真算法包括潮流计算算法、短路计算算法、暂态稳定计算算法等。
计算方法主要有直接法、迭代法、潮流潮流交互迭代法等。
1.3 结果分析与评估仿真结果的分析与评估是对电力系统仿真技术应用的最终目标,通过对仿真结果的分析可以评估电力系统的稳定性、可靠性以及各种故障情况下的应对措施。
结果分析与评估可以为电力系统规划、运维工作提供科学依据。
二、电力系统仿真技术的应用2.1 电力系统规划电力系统仿真技术在电力系统规划中发挥着重要作用。
通过对电力系统未来的需求进行仿真和预测,可以为电力系统规划提供决策依据。
例如,可以通过仿真分析评估新增发电机组的容量和位置,优化输电线路的布置等,并帮助制定合理的电力系统发展规划。
2.2 电力系统运行与维护电力系统的运行与维护需要实时监测和灵活应对各种故障和异常情况。
电力系统仿真技术可以对电力系统的各个环节进行建模和仿真,通过对各种运行状态的分析,提前发现系统潜在的问题,并制定相应的运维策略。
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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。
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、保证被研究和试验系统的安全性、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试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,也可用于装置试验。
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试验。
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试验。
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。
在国内,目前已有南方电网、清华、华中科技大学等近30家单位引进了RTDS实时仿真系统,南方电网RTDS电网实时仿真系统共投资约一亿元人民币,有13个机柜、24个机箱(Racks),可以对2010年度南方电网交直流混合等值电网进行仿真,仿真规模可以覆盖南方电网500kV及以上交直流混合输电网、全部500kV变电站及主力发电厂。