CN102891483A - 一种电力系统电磁机电暂态数字化混合实时仿真方法 - Google Patents

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欧开健
梁旭
胡云
周仲晖
李伟
张树卿
贾旭东
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Abstract

本发明涉及一种电力系统电磁机电暂态数字化混合实时仿真方法，属于电力系统暂态数字仿真技术领域。采用电磁暂态仿真系统对第一电力系统进行电磁暂态实时仿真计算；采用机电暂态仿真系统对第二电力系统进行机电暂态实时仿真计算；在电磁暂态仿真系统与机电暂态仿真系统之间设置一个现场可编程门阵列，用于电磁暂态仿真系统与机电暂态仿真系统之间的数字化联接。本发明仿真方法，利用数字化通讯技术，形成电磁机电暂态混合实时仿真数字量接口，大大提高了电磁机电暂态混合实时仿真的仿真精度，并有效减少了转换环节，能够满足电磁机电暂态混合实时仿真同步信息联络，极大地推进电磁机电暂态混合实时仿真的实用化应用。

Description

一种电力系统电磁机电暂态数字化混合实时仿真方法
技术领域
本发明涉及一种电力系统电磁机电暂态数字化混合实时仿真方法，属于电力系统暂态数字仿真技术领域。
背景技术
在现有的电磁机电暂态混合实时仿真中，电磁暂态仿真与机电暂态仿真之间均通过模拟量进行接口。电磁机电暂态混合实时仿真采用这种模拟量接口方式，具有转换环节多、仿真精度差、校正工作量大、运行维护麻烦等缺点，极大地限制了电磁机电暂态混合实时仿真的实用化应用。随着计算机技术的快速发展，数字量通讯方式的技术优势日益明显，其交互误差可以忽略不计，数据传输精度远远超过电磁机电暂态混合实时仿真的需要。
发明内容
本发明的目的是提出一种电力系统电磁机电暂态数字化混合实时仿真方法，以提高电磁机电暂态混合实时仿真的仿真精度，并减少转换环节，推进电磁机电暂态混合实时仿真的实用化应用。
本发明提出的电力系统电磁机电暂态数字化混合实时仿真方法，包括以下步骤：
(1)采用电磁暂态仿真系统对第一电力系统进行电磁暂态实时仿真计算；
(2)采用机电暂态仿真系统对第二电力系统进行机电暂态实时仿真计算；
(3)在电磁暂态仿真系统与机电暂态仿真系统之间设置一个现场可编程门阵列，用于上述电磁暂态仿真系统与机电暂态仿真系统之间的数字化联接；
(4)上述机电暂态仿真系统通过上述现场可编程门阵列将仿真计算得到的第二电力系统的电压和电流量传递给电磁暂态仿真系统，电磁暂态仿真系统利用电压和电流量对第一电力系统进行电磁暂态计算；
(5)上述电磁暂态仿真系统通过上述现场可编程门阵列将仿真计算得到的第一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二电力系统进行机电暂态计算。
本发明提出的电力系统电磁机电暂态数字化混合实时仿真方法，利用数字化通讯技术，形成电磁机电暂态混合实时仿真数字量接口，大大提高了电磁机电暂态混合实时仿真的仿真精度，并有效减少了转换环节，能够满足电磁机电暂态混合实时仿真同步信息联络，极大地推进电磁机电暂态混合实时仿真的实用化应用。
附图说明
图1是用于实现本发明的电力系统电磁机电暂态数字化混合实时仿真方法的数字化混合实时仿真系统的结构框图。
具体实施方式
本发明提出的电力系统电磁机电暂态数字化混合实时仿真方法，包括以下步骤：
(1)采用电磁暂态仿真系统对第一电力系统进行电磁暂态实时仿真计算；
(2)采用机电暂态仿真系统对第二电力系统进行机电暂态实时仿真计算；
(3)在电磁暂态仿真系统与机电暂态仿真系统之间设置一个现场可编程门阵列，用于上述电磁暂态仿真系统与机电暂态仿真系统之间的数字化联接；
(4)上述机电暂态仿真系统通过上述现场可编程门阵列将仿真计算得到的第二电力系统的电压和电流量传递给电磁暂态仿真系统，电磁暂态仿真系统利用电压和电流量对第一电力系统进行电磁暂态计算；
(5)上述电磁暂态仿真系统通过上述现场可编程门阵列将仿真计算得到的第一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二电力系统进行机电暂态计算。
用于实现本发明的电力系统电磁机电暂态数字化混合实时仿真方法的数字化混合实时仿真系统的结构框图如图1所示，该系统包括：
用于对第一电力系统进行电磁暂态实时仿真计算的电磁暂态仿真系统。本发明的一个实施例中，采用的电磁暂态仿真系统名称为RTDS。RTDS是由加拿大Manitoba直流研究中心提出，为国际上通用的电磁暂态实时仿真系统。
用于对第二电力系统进行机电暂态实时仿真计算的机电暂态仿真系统。本发明的一个实施例中，采用的机电暂态仿真系统采用名称为STBLT的仿真软件，该仿真软件在并行计算机中进行仿真计算。STBLT由清华大学提出，经清华大学和中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心完成，为国内通用的机电暂态仿真软件。采用的并行计算机的型号为曙光天阔I650。
用于实现电磁暂态仿真系统与机电暂态仿真系统之间的数字化联接的现场可编程门阵列(以下简称FPGA)。本发明的一个实施例中，采用的FPGA是ML605板卡，该板卡由美国Xilinx公司于2012年提出，已广泛应用于数字通讯领域。ML605板卡与RTDS之间通过通讯速率为2Gbps(每秒2兆位)的双向通讯光纤进行联接。ML605板卡与并行计算机之间通过PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线进行联接，两者之间的通讯协议是Aurora。Aurora协议是一个开放的链路层协议，可为私有上层协议或标准上层协议提供透明接口的串行互联协议，可以用来进行点到点的串行数据传输，方便地实现器件间的单通道或多通道通信。

Claims (1)

1.一种电力系统电磁机电暂态数字化混合实时仿真方法，其特征在于该仿真方法包括以下步骤：
(1)采用电磁暂态仿真系统对第一电力系统进行电磁暂态实时仿真计算；
(2)采用机电暂态仿真系统对第二电力系统进行机电暂态实时仿真计算；
(3)在电磁暂态仿真系统与机电暂态仿真系统之间设置一个现场可编程门阵列，用于上述电磁暂态仿真系统与机电暂态仿真系统之间的数字化联接；
(4)上述机电暂态仿真系统通过上述现场可编程门阵列将仿真计算得到的第二电力系统的电压和电流量传递给电磁暂态仿真系统，电磁暂态仿真系统利用电压和电流量对第一电力系统进行电磁暂态计算；
(5)上述电磁暂态仿真系统通过上述现场可编程门阵列将仿真计算得到的第一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二电力系统进行机电暂态计算。
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