基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真.pdf

第33卷第18期 电力系统自动化 V01．33No．18 AutomationofElectricPower 2009年9月25日 Systems Sept．25，2009 基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真 张树卿1，童陆园1，薛 巍2，洪 潮3 (1．清华大学电机系，北京市100084；2．清华大学计算机科学技术系，北京市100084； 3．中国南方电网有限责任公司，广东省广卅I市510623) 摘要：阐述了计算机机电暂态仿真、RTDS电磁暂态仿真的实时混合仿真平台设计思想，给出了整 体设计架构，详细分析和阐述了两侧接口数据交互和同步协调仿真流程、混合仿真接口方案以及接 口数据传输方法等关键技术。以含南方电网贵广高压直流的简单交直流系统算例研究验证了该混 合仿真平台的设计和实现是可行的、有效的。 关键词：混合仿真；实时仿真；实时数字仿真系统(RTDS)；数字计算机；电力系统 中图分类号：TM743 0 引言 现实意义在于：基于成熟的RTDS电磁暂态实时仿 真装置，确保暂态仿真结果的有效性，特别是对高压 现今电力系统特性研究、运行控制方案分析、故 直流系统的详细仿真[1o]；借助RTDS的严格实时性 障分析、高压直流／灵活交流输电系统(HVDC／ 和对外接口便于实现大规模系统的实时仿真。 FACTS)控制和保护测试、装置研制及继电保护测 本文设计开发了基于数字计算机与RTDS的 试等，需配合大量试验。但是不可能直接在实际运 机电／电磁暂态混合仿真平台，提出了混合仿真的基 行的系统中进行试验。实时仿真则是针对此的一种 本架构和仿真流程，设计了仿真的同步交互机制，研 重要研究手段，在电力系统中得到了广泛应用。 究并开发了混合仿真接口方案。 近年来，电力系统数字实时仿真技术取得了突 破性的进展，并成为电力系统仿真中最重要的一 1 混合仿真平台整体设计 支[1]。具有代表性的有：实时数字仿真系统 混合仿真中，数字计算机侧进行机电暂态仿真， (RTDS)E2]、HYPERSIML3]、ARENE[4]、中国电力 RTDS侧进行电磁暂态仿真，二者实时同步进行，在 科学研究院的电力系统全数字实时仿真[5书1和 固定时刻进行接口，交换边界等值参数。混合仿真 DDRTS[7喝]，其中RTDS在国内外应用最为广泛。 平台硬件基本构成如图1所示，主要包括3个部分： 仿真实时性的要求往往使得试验前需要对电网进行 数字计算机、智能接口卡和RTDS。 等值简化，仿真系统规模有严格限制。 …………一，r…i磁西莘…一 电力系统的巨大发展，特别是诸多大容量直流 输电工程的建成，对数字仿真提出了更高的要求： RT。s i匾亟固r丽… ①在一次仿真过程中既能够模拟大规模互联系统的