浅谈仿真现状和发展

合集下载

仿真技术在制造业的发展现状与未来趋势研究

仿真技术在制造业的发展现状与未来趋势研究

仿真技术在制造业的发展现状与未来趋势研究近年来,随着科技的飞速发展,仿真技术在制造业中的应用越来越广泛。

从产品设计到生产流程优化,从工艺模拟到虚拟试验,仿真技术为制造企业提供了更加高效、低成本的解决方案。

本文将对仿真技术在制造业中的发展现状和未来趋势进行研究探讨。

首先,让我们来了解一下仿真技术在制造业中的应用现状。

一方面,仿真技术在产品设计方面扮演着重要的角色。

传统的产品设计往往需要花费大量的时间和资源进行多次实物样机制造和测试,而借助仿真技术,设计师可以在计算机上构建虚拟模型,并进行各种模拟分析,快速验证产品设计的可行性,降低了设计过程中的风险和成本。

另一方面,在生产流程优化中,仿真技术可以帮助制造企业模拟和分析复杂的生产流程,优化工艺参数,提高生产效率和质量。

此外,仿真技术还可以用来进行虚拟试验,加速产品开发过程,降低试验成本,提高安全性。

然而,尽管仿真技术在制造业的应用已经取得了一定的成就,但仍面临一些挑战和难题。

首先是仿真模型的精确性和准确性问题。

制造业中的复杂系统往往包含大量的参数和变量,要准确地模拟这些系统需要耗费大量的计算时间和资源,而有时候模型的准确性也无法得到保证。

其次是仿真技术的学习成本和使用门槛较高。

目前在制造业中,不少企业仍缺乏对仿真技术的全面了解和应用经验,导致不能充分挖掘仿真技术的潜力。

此外,还存在着大量仿真软件的选择问题,不同的仿真软件拥有不同的应用领域和模拟能力,企业需要根据自身需求做出明智的选择。

然而,尽管面临一些挑战和难题,仿真技术在制造业中的发展前景依然广阔。

首先,随着计算机硬件和算法的不断进步,仿真技术的计算能力将得到大幅提升,从而可以更准确地模拟实际制造系统。

其次,虚拟现实技术和人工智能技术的飞速发展也给仿真技术提供了更多的可能性。

虚拟现实技术可以使仿真模型更加直观真实,并为设计师和工程师提供更好的操作环境。

人工智能技术则可以帮助仿真系统自动化建模和分析,提高仿真的效率和精确性。

虚拟仿真产业发展现状

虚拟仿真产业发展现状

虚拟仿真产业发展现状
虚拟仿真产业是一种高科技领域,通过计算机模拟技术,为用户提供真实感和沉浸式体验。

虚拟仿真在游戏、教育、医疗、设计等领域都有广泛应用。

近年来,虚拟仿真产业得到了快速发展,并取得了重要的成就。

在游戏领域,虚拟仿真技术已经成为游戏体验的重要组成部分。

通过虚拟现实设备,玩家可以身临其境地参与游戏,并体验到逼真的视听效果。

虚拟仿真游戏不仅提供了娱乐享受,还可以帮助玩家锻炼反应能力和解决问题的能力。

在教育领域,虚拟仿真技术为学生提供了更加生动和直观的学习方式。

通过虚拟实验室和虚拟场景模拟,学生可以进行各种实际操作和实验,提高学习效果,并培养实际动手能力。

虚拟仿真教学可以打破时间和空间的限制,让学习更加自由和灵活。

在医疗领域,虚拟仿真技术可以模拟各种疾病和手术过程,帮助医生进行培训和实践。

通过虚拟仿真训练,医生可以提前熟悉操作步骤,减少手术风险。

虚拟仿真还可以用于研究新药物和疾病治疗方法,提高医疗研究的效率。

在设计领域,虚拟仿真技术可以帮助工程师和设计师进行产品设计和模拟测试。

通过虚拟仿真软件,设计师可以在计算机上制作出产品原型,进行各种模拟测试和优化,减少了传统实验的成本和时间。

虚拟仿真还可以模拟各种复杂环境和场景,提供更多设计参考和决策支持。

总体而言,虚拟仿真产业发展迅速,应用领域广泛。

虚拟仿真技术的不断创新和进步,将为我们的生活带来更多便利和乐趣。

随着硬件设备的不断改进和成本的降低,虚拟仿真产业有望继续快速发展。

国内外管道仿真技术现状及发展趋势

国内外管道仿真技术现状及发展趋势

国内外管道仿真技术现状及发展趋势引言:随着工业技术的不断发展和应用,管道工程在各个领域中扮演着重要的角色。

为了确保管道设计的安全性和有效性,管道仿真技术应运而生。

本文将介绍国内外管道仿真技术的现状及发展趋势。

一、国内管道仿真技术现状国内管道仿真技术的发展相对较晚,但近年来得到了迅速发展。

目前,国内在管道仿真技术方面取得了一系列的成果。

1. 数值仿真技术数值仿真技术是国内管道仿真技术的核心方法之一。

通过利用计算机对管道的流体动力学行为进行模拟,可以准确地预测管道内流体的行为。

目前,国内已经有多种数值仿真软件可供使用,例如Fluent、Flowmaster等。

2. 管道材料仿真技术管道的材料选择对于管道工程的安全性和可靠性具有重要影响。

国内在管道材料仿真技术方面取得了一定的进展,通过对材料的物理性能进行仿真,可以优化材料的选择和使用。

3. 管道结构仿真技术管道的结构设计对于管道的承载能力和稳定性至关重要。

国内在管道结构仿真技术方面也取得了一定的成果,通过对管道的结构进行仿真分析,可以优化管道的结构设计,提高其安全性和可靠性。

二、国外管道仿真技术现状相对于国内,国外在管道仿真技术方面的研究更为深入和成熟。

各个国家都在积极开展相关研究,并取得了一系列的重要成果。

1. 多物理场耦合仿真技术国外在管道仿真技术方面的一个重要发展方向是多物理场耦合仿真技术。

通过将流体动力学、热传导、结构力学等多个物理场进行耦合仿真,可以更加真实地模拟管道内复杂的工况和行为。

2. 优化设计仿真技术国外在管道仿真技术方面注重优化设计的研究。

通过对管道的流动特性进行仿真分析,可以优化管道的设计参数,提高其效率和性能。

3. 管道健康监测仿真技术管道的健康监测对于保障管道的安全运行至关重要。

国外在管道健康监测仿真技术方面取得了重要进展,通过对管道的运行数据进行仿真分析,可以实时监测管道的健康状况,提前预警可能的故障和问题。

三、管道仿真技术的发展趋势管道仿真技术的发展正朝着以下几个方向进行:1. 多尺度仿真技术随着科技的发展,传统的单一尺度仿真已经无法满足实际需求。

仿真技术的发展现状与未来趋势分析

仿真技术的发展现状与未来趋势分析

仿真技术的发展现状与未来趋势分析近年来,随着计算机技术的飞速发展,仿真技术逐渐走进人们的生活,并在不同领域展现出广阔的应用前景。

仿真技术通过模拟真实环境中的物理过程,使得人们可以在虚拟的世界中进行各种实验,从而提高决策的准确性和效率。

本文将分析仿真技术的发展现状,并展望其未来的趋势。

首先,我们来看仿真技术在军事领域的应用。

军事仿真是指模拟战争和军事行动的过程,以培训军事人员、制定战略和战术决策为目的。

目前,军事仿真已经成为国防相关部门训练和研发的重要手段。

通过虚拟仿真,军事人员可以在安全的环境中接受训练,提高作战能力。

未来,随着虚拟现实技术的不断发展,军事仿真将更加形象生动,让军事人员感受到更真实的战场环境,在虚拟场景中进行战术演练,使得他们可以更好地应对各种战争情况。

除了军事领域,仿真技术在医疗领域也有着广泛的应用。

虚拟现实技术使得医生可以进行手术前的模拟操作,在虚拟环境中排除各种可能出现的问题,并提前制定完善的手术方案。

同时,虚拟仿真技术也可以用于医生和护士的培训,通过模拟真实病例的情况,使他们能够更好地掌握处理紧急情况的能力。

未来,在虚拟现实技术和人工智能的共同发展下,医疗仿真将更加高度逼真,有望成为医生培训和手术规划的重要工具。

仿真技术在航空航天领域也发挥着重要的作用。

通过航空航天仿真,研发人员可以模拟飞行器在不同条件下的飞行状态,从而提前发现和解决潜在的问题。

此外,虚拟仿真也可以用于飞行员的训练和考核,使得他们在接触真实飞行器之前就能够掌握各项操作技能。

随着航空航天领域的不断发展,仿真技术将发挥更大的作用。

例如,人们对于火星探测任务的模拟,可以通过仿真技术来模拟真实的火星表面环境,为后续的探测任务提供重要信息。

此外,仿真技术在制造业、城市规划、交通运输等领域也有广泛的应用。

在制造业中,仿真可以模拟产品的生产过程,优化生产线布局,提高生产效率。

在城市规划中,仿真可以模拟城市的发展趋势,帮助规划者制定更科学的城市规划方案。

仿真技术在工业设计中的发展现状与未来趋势分析

仿真技术在工业设计中的发展现状与未来趋势分析

仿真技术在工业设计中的发展现状与未来趋势分析随着科技的不断进步和工业生产的快速发展,仿真技术在工业设计中的应用越来越广泛。

仿真技术通过数字化模拟实验、虚拟现实技术等手段,为工业设计师提供了一个全新的设计环境和工具。

本文将对仿真技术在工业设计中的发展现状进行探讨,并展望未来的趋势。

首先,我们可以看到,仿真技术在工业设计中的应用范围越来越广泛。

从传统的机械设计到电子产品、汽车、航空航天等领域,仿真技术都发挥着重要的作用。

例如,在电子产品的设计中,通过仿真技术可以模拟电路的运行和性能,提前发现问题并进行优化,从而大大加快产品的研发速度。

在汽车设计中,仿真技术可以通过模拟车辆的受力情况,减少实际试验次数,降低成本。

可以说,仿真技术已经成为工业设计不可或缺的一部分。

其次,仿真技术的发展也为工业设计师提供了更多创新的可能性。

传统的设计在一定程度上受限于物理材料和工艺的限制,而仿真技术可以通过虚拟现实技术,将设计师带入一个无限可能的世界。

设计师可以在虚拟环境中进行实验和创作,不再受限于实际条件,从而开拓了设计的想象空间。

例如,在建筑设计中,通过虚拟现实技术,设计师可以在电脑上模拟建筑物的外观、结构和光线效果,提前发现潜在问题,并进行调整。

通过仿真技术,设计师可以更加自由地表达自己的创意,实现更加个性化的设计。

然而,仿真技术在工业设计中还存在一些挑战和亟待解决的问题。

首先,仿真技术的精确性和真实性需要提高。

尽管仿真技术可以模拟真实的物理过程,但由于模型的误差和假设的限制,与真实结果之间可能存在差异。

因此,需要进一步提高仿真技术的精确性和真实性,以更好地支持工业设计的需求。

其次,仿真技术的应用门槛还相对较高。

目前,很多仿真技术需要专业的软件和硬件设备支持,且使用起来比较复杂。

为了更好地推广和普及仿真技术,需要降低其应用门槛,使更多的设计师和企业能够利用仿真技术进行创新设计。

在未来,仿真技术在工业设计中的发展将呈现出以下几个趋势。

数控加工仿真现状分析报告

数控加工仿真现状分析报告

数控加工仿真现状分析报告1. 引言数控加工仿真是通过计算机模拟数控机床的加工过程,通过虚拟加工实验来验证加工方案的正确性和优化加工参数。

随着数控加工技术的发展,数控加工仿真也取得了很大的进步。

本文将对数控加工仿真的现状进行分析,探讨其应用前景。

2. 数控加工仿真的发展现状2.1 数控加工仿真软件的种类目前,市场上存在着大量的数控加工仿真软件,包括Vericut、NCsimul等。

这些软件可以提供真实的加工环境模拟,模拟运动轨迹和切削过程,方便用户分析和改进加工方案。

2.2 数控加工仿真的应用领域数控加工仿真广泛应用于航空航天、汽车制造、模具制造等领域。

通过仿真实验,可以提前发现加工中的问题,并优化加工方案,提高加工效率和产品质量。

2.3 数控加工仿真的技术挑战数控加工仿真在具体实施过程中面临着一些技术挑战。

首先,需对数控机床的结构和性能进行建模。

其次,需要准确模拟切削过程中的力学变化和热变形。

最后,需要建立复杂的切削力和切削温度的仿真模型。

这些挑战需要不断的研究和技术创新。

3. 数控加工仿真的优势和问题3.1 数控加工仿真的优势数控加工仿真具有以下优势:- 减少加工成本:数控加工仿真可以在实际加工前预先进行试验,找出加工过程中可能产生的问题,避免加工错误,降低成本。

- 提高加工质量:数控加工仿真可以模拟加工过程,预测加工结果,帮助用户优化加工方案,提高加工质量。

- 提高工作效率:数控加工仿真可以快速评估加工方案的可行性,节约时间和精力。

3.2 数控加工仿真存在的问题数控加工仿真也存在一些问题,如下:- 运算时间长:数控加工仿真需要模拟复杂的热力学过程,需要大量的计算资源,使得仿真时间较长。

- 数据不准确:仿真模型的准确性对于数控加工仿真非常重要,但现有的仿真模型在某些方面仍存在误差,影响了仿真结果的准确性。

4. 数控加工仿真的应用前景4.1 发展趋势随着数控加工技术的快速发展,数控加工仿真也将得到更广泛的应用。

国内外虚拟仿真教学的发展现状

国内外虚拟仿真教学的发展现状

国内外虚拟仿真教学的发展现状随着科技的不断发展,虚拟仿真教学已经成为现代教育的重要组成部分。

虚拟仿真教学是一种借助计算机技术、多媒体技术、网络技术等手段,模拟真实场景和过程,实现教学活动的新型教学方式。

本文将介绍国内外虚拟仿真教学的发展现状,并探讨其未来发展趋势。

在国外,虚拟仿真教学得到了广泛应用。

其在医学、军事、工程、生物等多个领域都有应用。

例如,在医学领域,通过虚拟仿真技术,学生可以在虚拟的环境中进行手术模拟训练,提高实际操作技能。

在军事领域,虚拟仿真技术可以模拟战场环境,帮助士兵进行实战训练。

在工程领域,虚拟仿真技术可以模拟工程设计、施工等过程,提高工程质量和效率。

国外虚拟仿真教学的发展历程可以追溯到20世纪90年代。

当时,随着计算机技术的不断发展,人们开始尝试利用计算机技术来模拟真实环境。

21世纪初,随着虚拟现实技术的不断成熟,虚拟仿真教学得到了更广泛的应用。

目前,国外虚拟仿真教学的发展已经相对成熟,形成了完整的产业链,包括设备制造、软件开发、内容制作等环节。

在国内,虚拟仿真教学也得到了越来越多的和应用。

其在教育、科研、工业等领域都有应用。

例如,在教育领域,许多高校已经建立了虚拟仿真实验室,为学生提供更加生动、真实的实验环境。

在科研领域,虚拟仿真技术可以帮助科研人员进行模拟实验,提高研究效率和准确性。

在工业领域,虚拟仿真技术可以模拟生产过程,帮助企业优化生产流程和提高产品质量。

国内虚拟仿真教学的发展历程可以追溯到20世纪末。

当时,随着计算机技术的不断发展,国内部分高校开始尝试利用计算机技术来模拟真实环境。

21世纪初,随着虚拟现实技术的不断成熟,虚拟仿真教学得到了更广泛的应用。

目前,国内虚拟仿真教学的发展已经取得了一定的成果,但仍存在较大的发展空间和潜力。

随着技术的不断进步和社会需求的不断增长,虚拟仿真教学未来将具有更加广泛的应用前景。

随着计算机技术和虚拟现实技术的不断发展,未来的虚拟仿真技术将更加逼真、更加智能,能够为学生提供更加真实、生动的实验和实训环境。

模拟仿真技术的发展方向与趋势探讨

模拟仿真技术的发展方向与趋势探讨

模拟仿真技术的发展方向与趋势探讨随着现代科技的不断发展,模拟仿真技术在各个领域中的应用也越来越广泛。

从传统的航空、汽车、船舶等领域到新兴的虚拟现实、游戏等领域,模拟仿真技术已经成为了科技进步和发展的重要推动力。

本文将从技术发展趋势和应用场景两个方面探讨模拟仿真技术的未来发展方向和趋势。

一、技术发展趋势1、多学科交叉融合传统的模拟仿真技术主要是单一学科的应用,比如航空工程、汽车工程等领域,然而在科技的不断发展下,新的多领域的交叉融合成为了未来的主要方向。

比如,将虚拟现实技术与医学相结合,可以创造出更为真实的医疗仿真环境,帮助医护人员提升技术水平;将机器人技术与模拟仿真相结合,可以创造出更为智能的机器人,提高机器人在生产、服务等领域的表现。

2、深度学习当前,在模拟仿真技术领域存在的一个问题就是传统的仿真模型往往只能模拟出单纯的物理运动,无法模拟出复杂的人类行为和环境的交互,深度学习技术可以有效地解决这个问题。

比如使用神经网络模型对复杂的环境与人类行为进行学习,可以让模拟仿真更为真实,能够更准确地预测人类行为和环境变化。

3、虚拟现实技术虚拟现实技术可以让用户身临其境地进行体验,与传统的模拟仿真相比,虚拟现实技术可以让用户对环境进行更加真实和详细的感知。

比如在车辆驾驶方面,虚拟现实技术可以帮助驾驶者更真实地感受到驾驶过程中的各种变化和风险,提高驾驶者的安全意识和技术水平。

4、云计算技术云计算技术可以将计算能力和存储空间进行虚拟化,将其作为一种服务提供给用户,可以在不同地点的用户之间共享数据、信息、模型等内容。

对于模拟仿真技术而言,云计算技术可以提升模拟仿真的运行速度和计算能力,同时还能够实现多人共享一个模拟环境,让多个用户同时进行互动。

二、应用场景1、证券市场在金融领域,随着股票、期货等交易规模快速扩大,模拟仿真技术在证券市场的应用变得越来越重要。

比如通过模拟仿真技术可以模拟出股票价格的变化趋势,帮助投资者找到最优策略和风险控制的方法,提高交易效率。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

浅谈系统仿真的现状和发展一、系统仿真技术发展的现状工程系统仿真作为虚拟设计技术的一部分,与控制仿真、视景仿真、结构和流体计算仿真、多物理场以及虚拟布置和装配维修等技术一起,在贯穿产品的设计、制造和运行维护改进乃至退役的全寿命周期技术活动中,发挥着重要的作用,同时也在满足越来越高和越来越复杂的要求。

因此,工程系统仿真技术也就迅速地发展到了协同仿真阶段。

其主要特征表现为:1、控制器和被控对象的联合仿真:MATLAB+AMESIM,可以覆盖整个自动控制系统的全部要求。

2、被控对象的多学科、跨专业的联合仿真:AMESIM+机构动力学+CFD+THERMAL+电磁分析3、实时仿真技术实时仿真技术是由仿真软件与仿真机等半实物仿真系统联合实现的,通过物理系统的实时模型来测试成型或者硬件控制器。

4、集成进设计平台现代研发制造单位,尤其是设计研发和制造一体化的大型单位,引进PDM/PLM系统已经成为信息化建设的潮流。

在复杂的数据管理流程中,系统仿真作为CAE工作的一部分,被要求嵌入流程,与上下游工具配合。

5、超越仿真技术本身工程师不必是精通数值算法和仿真技术的专家,而只需要关注自己的专业对象,其他大量的模型建立、算法选择和数据前后处理等工作都交给软件自动完成。

这一技术特点极大地提高了仿真的效率,降低了系统仿真技术的应用门槛,避免了因为不了解算法造成的仿真失败。

6、构建虚拟产品在通过建立虚拟产品进行开发和优化过程中,关注以各种特征值为代表的系统性能,实现多方案的快速比较。

二、系统仿真技术的发展趋势1、屏弃单专业的仿真单一专业仿真将退出系统设计的领域,专注于单一专业技术的深入发展。

作为总体优化的系统级设计分析工具,必要条件之一是跨专业多学科协同仿真。

2、跟随计算技术的发展随着计算技术在软硬件方面的发展,大型工程软件系统开始有减少模型的简化、减少模型解藕的趋势,力争从模型和算法上保证仿真的准确性。

更强更优化的算法,配合专业的库,将提供大型工程对象的系统整体仿真的可能性。

在高性能计算方面,将支持包括并行处理、网格计算技术和高速计算系统等技术。

3、平台化要求仿真工具能够提供建模、运算、数据处理(包括二次开发后的集成和封装)、数据传递等全部仿真工作流程要求的功能,并且通过数据流集成在更大的PDM/PLM平台上。

同时,在时间尺度上支持全开发流程的仿真要求,在空间尺度上支持不同开发团队甚至是交叉型组织架构间的协同工作以及数据的管理。

4、整合和细分市场整合化:将出现主流的标准工具。

其特征是功能涵盖了现代工业领域的主要系统仿真需求,并与其他主流软件工具通过接口或后台关系数据库级别的数据交互,有协同工作的能力;软件自身的技术进展迅速,具有强大的发展后劲。

专业化:随着市场需求的细分,走专业化道路,将出现极专业的工具。

这些工具将在某些具体的专业领域提供深入研究的特殊支持,如开发特殊的库或模型,专注于具有鲜明行业特征的技术,满足特殊的行业标准。

将出现整合型工具和专业化工具互补的局面。

5、智能化将引进更加友好的操作界面,智能化的求解器及模型管理。

不断改进GUI,让软件使用者直接体验到数值计算专家开发的后台工具提供的强大功能,同时减少软件学习和使用的困难。

提供易学易用的强大工具。

6、丰富的二次开发选项提供源代码级的二次开发支持,开放的架构满足不同用户的专业开发要求。

在强大的工具平台上,根据自身的需要,进行二次开发。

这已经是目前许多研发单位开发专有技术的标准方式。

今后的系统仿真工具必须支持用户在进行二次开发的时候,从源代码级别开始的创新和工程化定制,并能够通过封装集成到原有平台中去。

这种技术将成为用户在实现知识和技术组织内共享和传承的同时,保护自身知识产权的必然选择。

电力系统实时仿真系统技术的现状和发展我的专业是电气工程,下面我就结合电气工程方面来谈谈电力系统数字仿真的现状与发展。

一、电力系统实时仿真系统技术。

1.国内的发展现状我国电力系统实时仿真的发展历程基本跟踪了国际上电力系统实时仿真发展不同阶段的最新技术,基本情况如下:20世纪60年代初,由前苏联援助电科院建成了我国最大的电力系统动态模拟实验室;80年代初,为了对我国正在建设的500kV输电系统进行电磁暂态方面的分析和研究,电科院和武汉高压研究所从美国PTI公司分别引进了TNA设备;80年代中期,为了配合我国葛上直流工程的系统调试和工程投运后的事故调查与分析及运行人员的培训,从原瑞士BBC 公司(现ABB)引进了早期的数模混合式高压直流模拟仿真设备;1996年,为了对我国正在建设的三峡工程的输配电工程进行实时仿真研究,电科院从加拿大TEQSIM公司引进了先进的数模混合式仿真系统;90年代中期,为了跟踪国际上电力系统实时仿真技术发展的潮流和500kV系统继电保护现场调试及例行检验的需要,少数电力企业和电科院、国家电力公司电力自动化研究院以及一些高校引进了少量的RTDS装置;目前,电科院正致力于开发全数字实时仿真系统。

2.典型的全数字实时仿真系统2.1 RTDS系统RTDS是国际上最早研制出的全数字实时仿真装置,其技术主要依托于加拿大Manitoba直流研究中心。

RTDS的并行处理器采用NEC公司的高速信号处理器和AD公司的SHARC AD21062高速信号处理器,处理器主板及软件均自行开发。

这样做的好处是可以充分利用DSP的硬件资源,但在计算机芯片技术飞速发展的今天,这种开发模式不利于硬件的升级换代。

RTDS的软件核心是EMTDC,图形界面是PSCAD。

2.2 HYPERSIM系统加拿大魁北克的TEQSIM公司的技术依托于魁北克水电研究所(1REQ)。

IREQ 建立了目前世界上最大的数模混合式实时仿真系统。

TEQSIM公司在其数模混合式实时仿真技术的基础上,为了适应电力系统实时仿真技术发展的潮流,也于近期开发出了全数字电力系统实时仿真系统(HYPERSIM)。

HYPERSIM硬件采用基于共享存储器的多CPU超级并行处理计算机如SGl2000或多CPU的并行计算用的Alpha工作站。

主要用于电力系统电磁暂态仿真,仿真的规模可以相当大,也可以用于装置试验。

其中基于SGl3200服务器的HYPERSIM 也可用于直流系统动态特性仿真。

HYPERSIM的软件核心是EMTP程序。

2.3 ARENE系统ARENE是法国电力公司(EDF)研究开发的全数字实时仿真系统。

该系统的硬件平台为HP公司生产的基于多处理器的HP-CONVEX并行处理计算机。

到目前为止,该并行处理计算机的最大CPU数量已达到64个。

ANENE系统的硬件全部采用市场上能买到的标准组件(如HP的并行处理计算机、I/O接口板等),EDF只研究用于实时仿真电力系统的算法及相关软件。

同时,该实时仿真系统还提供了基于C语言的用户自定义功能,使用该功能,用户可以自己定义新的元件模型。

ARENE的软件核心也是EMTP程序。

2.4 基于PC平台的实时仿真系统目前比较成熟的电力系统全数字实时仿真系统硬件设备采用DSP或基于RISC技术的工作站、服务器,硬件设备开销比较大。

为了节约硬件设备开销,电科院、日本三菱电公司、加拿大哥伦比亚大学等单位正在采用商用微机(PC)作为硬件平台来开发研制电力系统全数字实时仿真系统。

该系统由多台高档微机通过高速网络连接实现并行处理的集群计算机。

其优点是价格便宜,可扩展性好,但技术相对复杂。

目前均处于研究阶段,还没有形成产品,但这项技术是未来全数字实时仿真的一个发展方向。

二、电力系统仿真技术的发展趋势随着电力系统的发展,对电力系统的安全可靠提出了更高的要求;同时,随着电力系统大量先进的控制装置的应用,如FACTS和电力电子装置、直流输电系统、继电保护装置、安全稳定监控装置等,对电力系统仿真技术提出了新的要求。

1.电磁暂态与机电暂态混合仿真基于基波、单相和相量模拟技术的电力系统机电暂态仿真程序不能仿真HVDC和FACTS等电力电子装置的快速暂态特性和MOV等非线性元件引起的波形畸变特性。

目前的仿真程序对HVDC和FACTS的模拟采用的是准稳态模型。

电磁暂态仿真程序受模型与算法的限制,其仿真规模不大,一般进行电磁暂态仿真时,都要对电力系统进行等值化简。

随着直流输电和FACTS等电力电子装置和其他非线性元件广泛应用于电力系统,这些元件引起的波形畸变及其快速暂态过程对系统机电暂态过程的影响越来越大,相互独立的电力系统电磁暂态仿真程序和机电暂态仿真程序,已难以适应现代电力系统对仿真的要求。

因此,很有必要开发能进行仿真电磁暂态过程和机电暂态过程混合仿真的电力系统仿真软件。

电磁暂态与机电暂态混合仿真的发展有两种趋势:一种是由成熟的电磁暂态程序向机电暂态方向发展,使电磁暂态程序同时具备机电暂态过程的数学模型和仿真能力,以克服电磁暂态程序仿真规模小的不足。

主要思路是把大规模电力系统分为需要进行电磁暂态仿真的子系统和仅进行机电暂态仿真的子系统,分别进行电磁暂态仿真和机电暂态仿真,在各子系统的交界处进行电磁暂态仿真和机电暂态仿真的交接。

另一种趋势是由成熟的机电暂态程序向电磁暂态方向发展,主要思路是在机电暂态程序中对电力电子等元件对机电暂态过程有重要影响的快速暂态过程和非线性特性进行电磁暂态模拟,以提高机电暂态程序的仿真精度。

2.全过程动态仿真在电力系统远距离输电容量不断增加、输电网络重载问题日益突出的情况下,暂态稳定及电力系统在暂态稳定之后的长过程动态稳定性(包括电压稳定性问题)将逐步成为电力系统安全稳定运行的主要问题,威胁电力系统的安全稳定运行。

分析电力系统的长过程动态稳定性问题,避免发生大面积停电事故(如1996年美国西部联合电网发生的两次大面积停电事故),以及研究防止事故扩大的有效措施(即第3道防线),必将成为电力系统计算分析的一项重要内容。

因此,电力系统长过程仿真程序的开发是非常必要的。

早期的电力系统长过程仿真软件,一般都忽略了扰动开始阶段的机电暂态过程,假设全网的机电振荡已平息,系统频率一致等。

然而,电力系统的动态过程(从机电暂态过程到长过程动态)是一个连续的过程,并不是截然分开的。

机电暂态过程对中长期过程有影响,中长期过程对后续新的暂态过程也有作用。

因此,在长过程仿真中,必然要对机电暂态过程进行仿真。

因此,要求开发实用的电力系统全过程动态仿真软件。

电力系统全过程动态仿真就是把电力系统的机电暂态过程、中期过程和长期过程有机地统一起来进行仿真。

其特点是要实现快速的机电暂态过程和慢速的中长期动态过程统一仿真。

这是典型的刚性系统,需要采用具有自动变阶变步长技术的刚性数值积分方法。

3.大规模实时仿真系统电力系统大量先进的控制和测量装置,如FACTS控制装置、直流输电控制装置、继电保护装置、安全稳定监控装置(包括广域测量装置等)都要由电磁暂态和机电暂态的实时仿真装置进行试验验证,才能投入实际系统使用。

相关文档
最新文档