实时数字仿真器

摘要： 为了验证在不同环境下储能电站中电池管理系统的可靠性及稳定性,搭建基于数字实时仿真系统(RTDS)的储能电站电池管理系统仿真测试平台,并在此平台上进行电池管理系统测试。实验结果表明在RTDS实验平台上开展电池管理系统检测工作,能有效避免真实电池测试带来的风险,并具备较高的灵活性,能模拟不同环境,快速进行充放电测试和SOC精度测量。

摘要： 当前电网正开展统一调频市场建设,在实际电网中开展自动发电控制(automatic generation control,AGC)功能测试的难度将进一步加大,调度自动化迫切需要有一个可真实模拟实际电网的仿真环境来支撑开展AGC功能测试.实时仿真在技术可行性上具备开展AGC闭环测试的能力,为验证其有效性,本文搭建了基于实时仿真的AGC闭环测试系统,反演了实际现场的AGC动作事件.试验结果表明建立的RTDS实时仿真模型具备仿真大电网系统频率变化的能力,同时RTDS系统具备与AGC应用闭环试验的能力,可应用于电网AGC功能测试工作.

摘要： 自动发电控制(automatic generation control,AGC)是电网调度自动化系统中的一项重要功能,在统一调频控制和电力现货市场环境下AGC控制功能重要性愈加凸显.本文研究提出了基于实时仿真的网级和省级AGC联合闭环测试方案,进而研究开发了实时仿真与网省AGC异构系统的通信交互接口和实时闭环测试技术,提出了多GTNET卡并联同步以及"单端接口、数据转发"等数据交互接口方法,解决了网省AGC仿真联合实时闭环测试中的海量实时数据交互问题.最后通过接口测试验证了多GTNET卡并联同步高速通信能力及其接口延时特性.

摘要： 本文以直流环形配电网为研究对象,深入分析了当直流线路发生接地故障时直流侧电压的故障特性,并据此提出了基于局部测量的直流配电网故障检测的保护方案.该方案以过电流保护和电流变化率保护为启动判据,并利用二次时变函数来预测故障时的线路侧电压,以故障时刻线路侧的预测电压和实测电压的差值作为主保护动作依据,配备欠压保护为后备保护以确保在故障情况下环形直流配电网能够安全稳定运行.本文增加了补充判据,进一步区分区内故障和区外故障,防止保护误动作.基于实时数字仿真器RTDS(real time digital simulator)对环形直流配电网保护方案进行仿真研究,验证了所提方案的可行性与有效性.

摘要： 为了使学生更好地掌握理解电力系统自动装置课程的理论知识,利用实时数字仿真器(RTDS)与励磁调节器构建了半工程实物仿真实验平台.该平台将RTDS与真实励磁装置有机结合起来,充分发挥虚拟仿真与工程实际设备各自的特点,建立了一种接近真实工况的教学实践平台.介绍了该平台的总体设计思路和相关部分的工作原理.教学实践表明,该平台能够模拟发电机的真实运行工况,完成电力系统自动装置课程中励磁系统的相关教学实验,提升了学生的工程实践能力和创新意识.

摘要： 稳控系统的正确运行为电网安全稳定运行提供了保障.稳控系统性能测试是对稳控主子站硬件装置的性能进行测试,同时也对稳控措施的有效性进行验证,为稳控装置的工程应用打下坚实的基础.针对某新建工程的实际需要,提出了一种基于实时数字仿真器(RTDS)的闭环仿真测试方法,通过搭建模型及仿真试验对区域安全稳定控制系统主子站装置的功能进行测试,以验证该装置在切机与减负荷方面的有效性,为稳控装置的安全投运奠定了基础.

摘要： 为准确分析高压直流输电控制系统稳态运行与暂态过程的特性,基于RTDS建立了电磁暂态仿真模型.整流侧采用反馈式变增益的定电流调节器,同时具有极功率控制和依电压指令限制等功能模块;逆变侧在考虑空载直流电压影响和点火角非线性控制设计的条件下使用电流调节器和最大点火角控制的组合控制模式.同时构建了与点火角控制相配合的两侧换流变压器分接头控制模块,包括理想空载直流电压、直流电压、触发角调节等功能.通过多工况及动态过程的仿真运行分析,结果表明所建模型能够模拟HVDC系统的Ud-Id特性.

摘要： On the basis of the traditional control scheme for distributed new?energy grid?connected inverters,a con?trol method for multi?functional grid?connected inverters based on model prediction control was proposed. By using the method,when the grid?connected inverters provide active power to the power grid and local loads,it can com?pensate for the reactive power necessary for local loads. The method includes current detection and current control strategy. A current detection strategy based on sinusoidal signal integrating filter is applied to suppress the effect of grid harmonic on current detection. In order to improve the static and dynamic performance of the control system and realize the command that output current of inverter quickly tracks the reference current,a current control meth?od based on model prediction control is used.The simulation study in which RTDS invokes C program simultaneous?ly considers the accuracy of simulation model and the program transportability of the control algorithm. The simula?tion result shows that the proposed method is effective.%在传统的分布式新能源并网逆变器控制策略的基础上,提出了一种基于模型预测控制的多功能并网逆变器控制方法,使并网逆变器向电网以及本地负荷提供有功功率的同时,补偿本地负荷所需的无功功率,该方法包括电流检测和电流控制.为抑制电网谐波对电流检测的影响,采用基于正弦信号积分滤波器的电流检测方法;为提高控制系统的动静态性能,实现逆变器输出电流快速跟踪参考电流指令,采用了基于模型预测控制的电流控制方法.利用RTDS调用C程序的仿真研究方法,兼顾了仿真模型的精确性与控制算法程序的可移植性,仿真结果验证了所提控制方法的有效性.

摘要： 结合多套静止同步补偿器(STATCOM)工程,利用实时数字仿真器(RTDS)搭建了±200 Mvar大容量链式STATCOM仿真模型,重点研究链式STATCOM的H桥阀组小步长建模技术和主控制策略的建模.在不同控制模式下进行仿真实验,验证了所搭建链式STATCOM模型的有效性,并与STATCOM工程实际控制保护装置RTDS闭环系统在暂态情况的动态响应特性进行对比分析,验证了模型的可行性,并利用所搭建模型开展了多STATCOM对故障后交流电压恢复影响的实验研究,为电网安全和设备运行提供技术支持和保障.

摘要： 实时数字仿真器(RTDS)在电力系统暂态仿真中占有重要位置.较全面系统阐述RTDS及其应用的文献不多.为了让更多科研和工程技术人员了解、使用RTDS,在充分调研、归纳近年来RTDS相关文献的基础上,对实时仿真、硬件在环仿真、功率在环仿真的概念,以及RTDS软硬件系统的构成进行了介绍.全面梳理了近年来RTDS在传统电网、基于可再生能源的分布式发电系统以及微电网中的应用情况.对实际应用中需要注意的问题给出了经验和建议,以便工程人员更好地理解和使用RTDS组建特定的系统.

摘要： 随着直驱型风力发电机组在电网中的广泛应用,需要探索针对该类型风电机组的综合研究方法.文中采用实时数字仿真器(RTDS)与物理设备结合的形式,建立了基于RTDS的某型号直驱型风力发电机组实际变流器控制系统闭环试验平台,阐述了试验平台设备连接及信号交换方式、数字模型的建立方法,设计了试验项目并对试验结果进行分析.为直驱型风力发电机组提供了一种崭新而有效的实验手段和分析方法.

摘要： 电力新技术和控制理论的发展，给仿真软件带来了许多新型设备和调控装置，实时数字仿真器RTDS提供的内部模型库没有包含这类新型电力系统元件模型或控制模型。为满足用户建模的需求及软件的灵活性与开放性，RTDS提供了一个高效的用户自定义建模功能模块——Component Builder。本文对Component Builder良好的自定义建模环境、自定义建模的过程与方法进行了研究，并以BPA软件提供的FV型新励磁模型为例，在Component Builder上搭建该励磁的自定义模型，并在RTDS与BPA上分别进行测试，对比故障录波，验证自定义模型的有效性。

摘要： 加拿大开发的实时数字仿真器(RTDS，Real-TimeDigital Simulator)是优秀的数字仿真系统，本文对其进行了简单的介绍，简述了基于RTDS的系统模型搭建，并举例进行了模型搭建的说明。特别介绍了RTDS 仿真器在电力系统稳定控制研究中的应用，认为RTDS可用于实现对目前各类稳定控制分析的有效模拟。这种稳定控制系统的仿真，相当于利用RTDS 仿真模拟了电力工程中的稳定控制装置和系统，非常有利于教学和实现对稳定控制装置算法的模拟、精细仿真研究和算法性能验证。最后，基于一个失步解列和低频减载的例子对基于RTDS仿真及其有效性进行了必要的说明。

摘要： 本文应用实时数字仿真器(Real Time Digital Simulator,RTDS)搭建包含静止同步串联补偿器(State Synchronous Series Compensator,SSSC)在内的系统及仿真测试平台.应用RTDS,此平台可对电力电子设备的电磁暂态过程实时、准确的仿真.此系统平台中所表现出来的一些电力系统的常见问题,例如:电压支撑,传输瓶颈和低频振荡等,均可由FACTS装置有效解决,从而也能检验FACTS的有效性.本文中,基频单脉冲PWM调制技术在被用于降低开关频率,从而有效地减少了开关的损耗.基于此网络平台,本文对SSSC的潮流控制功能进行了研究.仿真结果表明,SSSC可以迅速的调整线路的传输功率.系统节点电压的变化曲线可以表明,SSSC的投入、等效电抗在容性与感性之间的切换,对于系统造成的影响很小.同时,SSSC的潮流控制功能对于故障后减轻线路的过负荷运行也是非常有效的.

摘要： 实时数字仿真器RTDS是全数字式电力系统电磁暂态仿真装置,目前主要用于电网中控制保护装置的闭环测试、交直流电力系统的研究及电力系统的高级培训等方面.RTDS大系统建模是一个新的尝试.文章介绍了建模前的准备、建模的步骤及建模过程中的主要难点及对策。

摘要： 提出了基于多点电压控制的四端MMC柔性直流系统下垂控制策略,使各换流站之间无需快速通信就能自动协调.同时,设计实现了包含该控制策略的四端MMC柔性直流控制装置,并与RTDS实时仿真器闭环联接,构成四端MMC柔性直流实时仿真试验研究平台.仿真试验结果验证了所提出的基于多点电压控制的柔性直流系统下垂控制策略的有效性和正确性.

摘要： 提出了基于多点电压控制的四端MMC柔性直流系统下垂控制策略,使各换流站之间无需快速通信就能自动协调.同时,设计实现了包含该控制策略的四端MMC柔性直流控制装置,并与RTDS实时仿真器闭环联接,构成四端MMC柔性直流实时仿真试验研究平台.仿真试验结果验证了所提出的基于多点电压控制的柔性直流系统下垂控制策略的有效性和正确性.

摘要： 提出了基于多点电压控制的四端MMC柔性直流系统下垂控制策略,使各换流站之间无需快速通信就能自动协调.同时,设计实现了包含该控制策略的四端MMC柔性直流控制装置,并与RTDS实时仿真器闭环联接,构成四端MMC柔性直流实时仿真试验研究平台.仿真试验结果验证了所提出的基于多点电压控制的柔性直流系统下垂控制策略的有效性和正确性.

摘要： 提出了基于多点电压控制的四端MMC柔性直流系统下垂控制策略,使各换流站之间无需快速通信就能自动协调.同时,设计实现了包含该控制策略的四端MMC柔性直流控制装置,并与RTDS实时仿真器闭环联接,构成四端MMC柔性直流实时仿真试验研究平台.仿真试验结果验证了所提出的基于多点电压控制的柔性直流系统下垂控制策略的有效性和正确性.

摘要： 本发明属于电力系统运行与控制技术领域，涉及一种基于实时数字仿真器的模块化多电平换流器闭锁建模方法。包括：建立换流器桥臂等效模型，包含N个级联的子模块和1个桥臂电抗，并用2组包含二极管的开关组控制桥臂的闭锁与解闭锁。桥臂电抗器的积分算法采用后退欧拉算法，二极管的等效为可变电阻并联RC阻尼电路的模型，并根据二极管等效模型的稳态误差、暂态误差和二极管延时动作造成的误差计算RC阻尼电路中电容和电阻的参数。本发明有效抑制了由RTDS采用的梯形积分算法产生的数值震荡问题，减小了由RTDS仿真步长固定且不能使用插值算法导致二极管延迟动作所造成的电压波形畸变，保证了MMC换流器闭锁状态仿真的正确性和精确性。

摘要： 本发明属于电力系统运行与控制技术领域，涉及一种基于实时数字仿真器的模块化多电平换流器桥臂建模方法。本发明首先对模块化多电平换流器MMC换流器的桥臂建立桥臂混合模型，将桥臂中的L个特殊子模块建立简化等效模型，M个一般子模块建立详细等效模型；然后对详细等效的子模块中所有器件的故障状态进行建模，使得模型能够模拟子模块内部故障；最后在桥臂模型中增设故障节点，使得模型能够模拟桥臂故障。本发明解决了实时数字仿真器在GPC/PB5环境下进行模块化多电平换流器MMC系统仿真的资源受限问题，使得模型可用于高电平MMC系统仿真；并且能够完成多种换流器内部故障仿真，能够有效地用于MMC保护控制策略的研究。

摘要： 本发明公开了一种基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法及系统，其中，该方法包括：在电网系统模型和待测系统稳定运行时，阻抗扫描信号发生和采集器获取包含多个工况的扫描信号的配置文件，并根据阻抗模型辨识器的开始和停止信号指令生成多个工况的三相扰动信号；将多个工况的三相扰动信号依次注入实时数字仿真器，以使扰动源生成待测系统端口对应的三相电压扰动和三相电流扰动信号；阻抗模型辨识器根据采集的三相电压和采集的三相电流信号计算待测系统的宽频阻抗。该方法可以高效、快速地获取电力装置在宽频域范围的阻抗特性，获得的扫描结果为多种电力设备接入电网的影响分析提供重要依据。

摘要： 本发明涉及一种基于实时数字仿真器的电磁暂态与机电暂态混合仿真方法，属于电力系统暂态仿真技术领域。采用机电暂态仿真系统对第一电力系统进行机电暂态实时仿真计算；采用RTDS对第二电力系统进行电磁暂态实时仿真计算；机电暂态仿真系统通过接口进程控制系统将第一电力系统的电压和电流量传递给RTDS，RTDS利用电压和电流量对第二电力系统进行电磁暂态计算；RTDS通过接口进程控制系统将仿真计算得到的第二电力系统的电压和电功率传递给机电暂态仿真系统，机电暂态仿真系统利用电压和电功率对第一电力系统进行机电暂态计算。本发明方法有助于了解大规模电力系统机电暂态过程的动态特性和某一特定部分的电磁暂态过程，可以协调仿真的规模、精度和速度。

摘要： 本发明属于电力系统运行与控制技术领域，涉及一种基于实时数字仿真器的模块化多电平换流器闭锁建模方法。包括：建立换流器桥臂等效模型，包含N个级联的子模块和1个桥臂电抗，并用2组包含二极管的开关组控制桥臂的闭锁与解闭锁。桥臂电抗器的积分算法采用后退欧拉算法，二极管的等效为可变电阻并联RC阻尼电路的模型，并根据二极管等效模型的稳态误差、暂态误差和二极管延时动作造成的误差计算RC阻尼电路中电容和电阻的参数。本发明有效抑制了由RTDS采用的梯形积分算法产生的数值震荡问题，减小了由RTDS仿真步长固定且不能使用插值算法导致二极管延迟动作所造成的电压波形畸变，保证了MMC换流器闭锁状态仿真的正确性和精确性。

摘要： 本发明属于电力系统运行与控制技术领域，涉及一种基于实时数字仿真器的模块化多电平换流器桥臂建模方法。本发明首先对模块化多电平换流器MMC换流器的桥臂建立桥臂混合模型，将桥臂中的L个特殊子模块建立简化等效模型，M个一般子模块建立详细等效模型；然后对详细等效的子模块中所有器件的故障状态进行建模，使得模型能够模拟子模块内部故障；最后在桥臂模型中增设故障节点，使得模型能够模拟桥臂故障。本发明解决了实时数字仿真器在GPC/PB5环境下进行模块化多电平换流器MMC系统仿真的资源受限问题，使得模型可用于高电平MMC系统仿真；并且能够完成多种换流器内部故障仿真，能够有效地用于MMC保护控制策略的研究。

摘要： 本发明公开了一种基于RTDS实时数字仿真器的馈线自动化测试系统，所述系统包括：RTDS实时仿真器、与所述RTDS实时仿真器基于信号线连接的功率放大器、模拟断路器以及模拟配电主站系统。在本发明实施中，提供更加接近真实的测试环境、测试的样例更多、自动化程度高。

摘要： 本发明公开了一种基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法及系统，其中，该方法包括：在电网系统模型和待测系统稳定运行时，阻抗扫描信号发生和采集器获取包含多个工况的扫描信号的配置文件，并根据阻抗模型辨识器的开始和停止信号指令生成多个工况的三相扰动信号；将多个工况的三相扰动信号依次注入实时数字仿真器，以使扰动源生成待测系统端口对应的三相电压扰动和三相电流扰动信号；阻抗模型辨识器根据采集的三相电压和采集的三相电流信号计算待测系统的宽频阻抗。该方法可以高效、快速地获取电力装置在宽频域范围的阻抗特性，获得的扫描结果为多种电力设备接入电网的影响分析提供重要依据。

摘要： 本发明公开了一种基于RTDS实时数字仿真器的110kV备自投装置分析方法。本发明在RTDS实时数字仿真器中设置有电力系统仿真模型，通过RTDS实时数字仿真器可以模拟电网中的各种运行工况，可对备自投装置制定全面的充电逻辑、启动逻辑等逻辑的检测方案，并且电力系统仿真模型中与110kV备自投装置连接的变电站子模型预置有4条输电线路，满足大多数变电站的需求，可根据110kV备自投装置工作的变电站的输电线路数量调节变电站子模型投入运行的输电线路数量，方便快捷，无需每次检测都进行繁琐的调试，解决了110kV备自投装置检测手段不够灵活以及难以对110kV备自投装置全面检测的技术问题。本发明还公开了一种RTDS实时数字仿真器和基于RTDS实时数字仿真器的110kV备自投装置分析系统。

摘要： 本发明公开了一种基于实时数字仿真器的配电网单相接地故障测试方法，通过对真实配电网网架结构、电气参数、继电保护、负荷、故障模型的实时建模仿真，模拟配电网单相接地故障发生时电气量的波形特征，搭建单相接地故障测试平台。本发明的方法能够便捷、灵活、全面性地对终端单相接地定位功能的相关技术指标进行测试，具有较高的实际应用价值。