国内外电力系统仿真技术

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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

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。

新型电力系统电磁暂态数模混合仿真技术及应用

新型电力系统电磁暂态数模混合仿真技术及应用

新型电力系统电磁暂态数模混合仿真技术及应用嘿,咱今儿个就来唠唠这个新型电力系统电磁暂态数模混合仿真技术及应用。

你说这电力系统,那可就像是咱生活的隐形大管家呀!没有它,咱的日子得乱套咯!这新型电力系统电磁暂态数模混合仿真技术,那可真是个厉害的角色呢!它就好比是电力世界里的一位超级侦探,能把那些复杂的电磁现象给摸得透透的。

你想想看,电在电线里跑来跑去,那速度快得跟闪电似的,咱肉眼哪能看得清啊!但有了这技术,嘿,就像是给咱配上了一副超级眼镜,啥都能看得明明白白。

它能在虚拟的世界里模拟出各种电力运行的情况,就像给电力系统拍了一部超级大片。

咱工程师们就能通过这个大片,提前发现问题,解决问题。

不然等真出了毛病,那可就麻烦大啦!这就好比你要出远门,提前知道路上哪有坑洼,咱就能绕着走,不至于掉坑里不是?而且啊,这技术的应用那可广泛了去了。

在电力系统的设计、运行和维护中,那都是大功臣呢!它能帮咱设计出更高效、更稳定的电力系统,让咱的电用起来更舒心。

就像给咱的家装修一样,有了好的设计,住起来才舒服嘛!在运行的时候呢,它能实时监控,一旦有啥风吹草动,马上就能察觉,这多厉害呀!维护的时候呢,它能告诉咱哪儿该修了,哪儿得注意了,这不是省了好多事儿嘛!咱再想想,现在的生活,啥能离得开电呀!家里的电器,路上的电车,工厂里的机器,哪一个不是靠电来驱动的。

要是没有这先进的仿真技术,电出了问题,那咱的生活不就乱了套啦!那冰箱里的食物不就坏了,电车不就跑不动了,工厂不就没法生产了。

哎呀呀,那可真是不敢想啊!这新型电力系统电磁暂态数模混合仿真技术,就是咱电力世界的守护者呀!它让电变得更可靠,更安全,让咱的生活能稳稳当当的。

它就像一个默默奉献的英雄,在背后为咱的美好生活保驾护航。

所以说呀,咱可得好好重视这技术,让它不断发展,不断进步。

让它为咱的生活带来更多的便利和保障。

咱也得感谢那些研究这技术的科学家和工程师们,是他们的智慧和努力,才有了这么厉害的技术。

电力系统各类仿真技术都齐了,能让你在公司横着走...

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电力系统各类仿真技术都齐了,能让你在公司横着走...电力系统各类仿真技术资料大集合又值一年新春佳节来临之际,感谢您与小编一路相伴。

新的一年新收获,新的资源新知识,小编整理了电力系统各类建模与仿真的资料免费提供给大家学习,希望帮助您在能掌握仿真技能相信这份资料将让你学会仿真技术,让你在公司模着走...精品学习资料合集方阵一电力系统仿真技术与实验电力系统仿真原理和电力系统数字仿真实验两部分。

主要内容有:电力系统仿真基本概念、物理仿真技术、物理仿真实验、电力系统数字仿真技术和各元件数学模型;电力系统数字仿真实验,主要内容有:电磁暂态仿真实验、机电暂态仿真实验、中长期全过程仿真、机-网接口、电力系统数字仿真器RTDS、电力系统运行实验等。

加入我们,免费无限量下载平台所有图纸、PPT、资料、规章、规范等文档.二电力系统多尺度仿真与试验技术详细介绍国家电网仿真中心建设成就和电力系统仿真与试验技术最新研究成果的专著。

包括绪论、电力系统动态模拟实验室、电力系统数模混合仿真实验室、电力系统运行与安全监控仿真实验室、国家电网仿真计算数据中心、电力系统数字仿真软件。

三交直流电力系统仿真技术介绍和分析了电力系统仿真的分类、概念、发展趋势以及国内外电力系统仿真技术的发展和应用情况;分析了直流输电系统仿真模型及其选用原则;阐述和分析了交直流电力系统电磁暂态仿真、机电暂态仿真、中长期动态仿真、小扰动动态仿真分析和实时数字仿真,并结合前面的分析,提出提高交直流电力系统仿真水平的措施,还根据南方电网RTDS应用的一些经验,进行了RTDS实时数字仿真技术开发与应用方面的探讨;最后,介绍了南方电网技术研究中心的RTDS 实时数字仿真系统。

四C语言和MATLAB程序设计在电力谐波电流检测方法仿真中的应用离散傅里叶系数法、直接计算法、简单迭代算法、最优迭代算法、双线性构造算法、单相电路瞬时功率法、硬件电路自适应法、神经元自适应法、神经网络自适应法和参考方法的仿真,以及这些方法的仿真比较。

电力系统仿真技术研究

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。

电力行业的电力系统仿真与优化技术

电力行业的电力系统仿真与优化技术

电力行业的电力系统仿真与优化技术电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一,它负责输送、分配和利用电能,为各行各业的正常运作提供支持。

为了提高电力系统的可靠性、经济性和安全性,电力系统仿真与优化技术被广泛应用。

本文将探讨电力行业中电力系统仿真与优化技术的相关内容。

一、电力系统仿真技术电力系统仿真技术是通过数学建模和计算机仿真来模拟电力系统运行的过程和行为。

它可以提供电力系统各个部件的状态变量、电能质量参数和运行特性等详细信息,为系统运行和管理决策提供科学依据。

常见的电力系统仿真技术包括电力系统稳定性仿真、电力市场仿真和电力负荷仿真等。

1. 电力系统稳定性仿真电力系统稳定性是指在各种扰动和故障条件下,系统能够恢复到稳态并继续正常运行的能力。

通过电力系统稳定性仿真,可以模拟各种系统扰动和故障情况,评估系统的稳定性和可靠性,并提出相应的改进措施。

稳定性仿真通常包括暂态稳定性仿真和动态稳定性仿真两个方面。

2. 电力市场仿真电力市场是电力行业中的重要环节,通过电力市场,电力供需主体可以进行交易和合作,实现资源优化配置。

电力市场仿真技术能够模拟电力市场中各个参与主体的行为和交互,优化电力资源配置,提高市场效率和公平性。

电力市场仿真对于促进电力市场的健康发展和调度运行具有重要作用。

3. 电力负荷仿真电力负荷是指电力系统各个部分的用电需求。

通过电力负荷仿真,可以模拟电力系统的负荷变化和负荷特性,为电力调度和规划提供参考。

电力负荷仿真技术可以提高电力系统的可靠性和经济性,合理配置电力资源,优化系统运行。

二、电力系统优化技术电力系统优化技术是通过优化算法和方法,对电力系统进行优化设计和调度运行,提高系统的效率和经济性。

电力系统优化技术的应用可以有效降低电力系统的运行成本,提高电能利用效率,减少环境负荷。

1. 电力系统规划优化电力系统规划优化是指对电力系统未来发展进行规划和优化设计。

通过对系统负荷、发电资源和输电线路等进行综合考虑,可以确定合理的电力系统规划方案,实现资源的优化配置和系统的可持续发展。

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

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。

电力行业中的电力系统仿真技术使用中常见问题研究

电力行业中的电力系统仿真技术使用中常见问题研究

电力行业中的电力系统仿真技术使用中常见问题研究电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施,而电力系统仿真技术作为电力行业的重要支撑工具,在电力系统规划、运行和故障处理等方面发挥着重要作用。

然而,在电力系统仿真技术的应用中,常常会遇到一些问题,本文将对这些常见问题进行研究和分析,以期为电力系统仿真技术的优化和改进提供参考。

一、模型选择问题在进行电力系统仿真之前,需要选择合适的模型来描述电力系统的各个组成部分。

模型选择的合理与否直接影响仿真结果的准确性。

常见的模型选择问题包括:1.1 模型的精度问题:电力系统的各个组成部分具有复杂的物理特性,模型的精度对仿真结果的准确性起着决定性作用。

选择过于简化的模型会导致仿真结果的偏差,而选择过于复杂的模型会增加计算量并可能导致仿真效率低下。

在进行模型选择时,需要根据仿真目的和可靠性要求进行综合考虑。

1.2 模型参数的获取问题:电力系统中的很多设备和元件的参数是难以直接测量或获取的。

在进行仿真前,需要准确获取模型所需的参数。

参数的获取过程中可能会存在数据不准确、不一致或缺失等问题,这会直接影响到仿真结果的准确性。

因此,需要建立可靠的数据获取和处理机制,保证模型参数的准确性和可靠性。

二、仿真过程问题在进行电力系统仿真过程中,会遇到一些操作和计算上的问题。

这些问题可能会导致仿真结果的不准确或计算效率低下。

常见的仿真过程问题包括:2.1 初始条件的选取问题:电力系统仿真需要给定初始状态,而初始条件的选取对仿真结果有着重要影响。

在实际操作中,初始条件的选取常常存在困难,可能会导致仿真结果的不稳定或无法收敛。

因此,在选取初始条件时,需要综合考虑系统的物理特性和仿真的稳定性要求。

2.2 仿真时间步长问题:电力系统仿真是一个动态过程,仿真时间步长的选取直接影响仿真结果的准确性和计算效率。

时间步长选取过大会导致计算误差增大,仿真结果不准确;时间步长选取过小会增加计算量,降低仿真效率。

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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。

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