CN103913994A - 一种电力系统混合实时仿真平台及其数据传输方法 - Google Patents

一种电力系统混合实时仿真平台及其数据传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种电力系统混合实时仿真平台及其数据传输方法。本发明的电力系统混合实时仿真平台，包括第一实时仿真系统、第二实时仿真系统、接口板卡和同步控制器，第一实时仿真系统与第二实时仿真系统之间通过接口板卡连接，接口板卡设有光口，其中光口能进行扩展为若干个扩展光口，同步控制器与若干个扩展光口连接，第一实时仿真系统通过若干个扩展光口与第二实时仿真系统连接。本发明通过接口板卡的光口扩展，无需增加接口板卡数量，即可在一个仿真步长时间内将两个实时仿真系统之间的交互数据全部传输完毕，从而减少了实时仿真转换环节，避免了各接口板卡的协调和兼容问题，提高了整个仿真系统的实时性。本发明仿真平台的数据传输方法准确有效、方便灵活。

Description

一种电力系统混合实时仿真平台及其数据传输方法
技术领域
本发明是一种电力系统混合实时仿真平台及其数据传输方法，属于电力系统混合实时仿真平台及其数据传输方法的创新技术。
背景技术
高压直流输电工程、静止同步补偿器(STATCOM)等响应快速的大容量电子装置在现代电网的广泛应用，使电力系统中电磁与机电暂态过程紧密耦合，纯机电暂态仿真系统越来越难以满足现代电力系统仿真计算要求，而纯电磁暂态仿真系统受仿真规模限制，难以进行交直流大电网仿真计算。因此，需要将电力系统电磁与机电暂态过程结合起来，在一次仿真中对两者同时进行模拟并达到实时，即电磁机电暂态混合实时仿真。
电磁机电暂态混合实时仿真通常的做法是，将具有快速响应的电网子系统（记为第一实时仿真系统）进行电磁暂态实时仿真，而另一部分响应较慢的电网子系统（记为第二实时仿真系统）则进行机电暂态实时仿真，两者通过接口板卡进行交互和协调，如图1所示。
以上仿真中，每块接口板卡只有一个光口，其在每个仿真步长中可交互的物理量数量是有限的，当两个实时仿真系统之间交互的物理量较多时，需要采用多块接口板卡并联应用，如图2所示。但这种多块接口板卡并联应用的方法，具有转换环节多、各板卡同步困难、校正工作量大、运行维护麻烦等缺点，具有较大的局限性。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种提高了整个仿真系统的实时性，减少了实时仿真系统的投资和运行维护工作量的电力系统混合实时仿真平台。
本发明的另一目的在于提供一种准确有效、方便灵活的电力系统混合实时仿真平台的数据传输方法。
本发明的技术方案是：本发明的电力系统混合实时仿真平台，包括有第一实时仿真系统、第二实时仿真系统、接口板卡和同步控制器，第一实时仿真系统与第二实时仿真系统之间通过接口板卡连接，接口板卡设有光口，其中光口能进行扩展为若干个扩展光口，同步控制器与若干个扩展光口连接，第一实时仿真系统通过若干个扩展光口与第二实时仿真系统连接。
本发明电力系统混合实时仿真平台的数据传输方法，包括如下步骤：
1）将第一实时仿真系统需传输至第二实时仿真系统的数据，进行分组并重新编号，其中：
11）数据N1，N2，……，Nn为第1组，重新编号为
12）数据Nn+1，Nn+2，……，N2n为第2组，重新编号为
13）按照以上规律以此类推，数据N(k-1)n+1，N(k-1)n+2，……，Nkn为第k组，重新编号为
14）数据Nkn+1，N1n+2，……，Nkn+l（即Nm）为第k+1组，重新编号为
2）将接口板卡中的光口扩展为k+1个扩展光口，进行同步数据传输，其中：
21）第一扩展光口传输第1组仿真数据，一共有n个，即
22）第二扩展光口传输第2组仿真数据，一共有n个，即
23）按照以上规律以此类推，接口板卡中的第k扩展光口传输第k组仿真数据，一共有n个，即
24）接口板卡中第k+1扩展光口传输第k+1组仿真数据，一共有l个，即
上述若干个扩展光口与同步控制器连接，若干个扩展光口通过同步控制器进行同步控制，开始传输数据时同步控制器向接口板卡发送同步脉冲，以保持接口板卡各扩展光口传输数据的同步性。
上述电力系统混合实时仿真中，由上可见，将接口板卡光口扩展到k+1个，并保持各光口同步性，可在一个仿真步长时间内将第一实时仿真系统需传输至第二实时仿真系统的数据全部传输完毕。
上述电力系统混合实时仿真中，对于第二实时仿真系统传输至第一实时仿真系统的数据，也可以采用以上方法。
本发明的电力系统混合实时仿真平台通过接口板卡的光口扩展，无需增加接口板卡数量，即可实现两个实时仿真系统的实时连接，避免了各接口板卡的协调和兼容问题，提高了整个仿真系统的实时性，减少了实时仿真系统投资和运行维护工作量。
附图说明
图1为本发明电力系统混合实时仿真平台的结构示意图；
图2为多块接口板卡并联的电力系统混合实时仿真平台的结构示意图；
图3为本发明电力系统混合实时仿真平台接口扩展的结构示意图。
具体实施方式
实施例:
本发明的电力系统混合实时仿真平台，包括有第一实时仿真系统1、第二实时仿真系统2、接口板卡3和同步控制器6，第一实时仿真系统1与第二实时仿真系统2之间通过接口板卡3连接，接口板卡3设有光口4，其中光口4能进行扩展为若干个扩展光口5，同步控制器6与若干个扩展光口5连接，第一实时仿真系统1通过若干个扩展光口5与第二实时仿真系统2连接,如图3所示。同步控制器6可以是现有的同步控制器，能将同步脉冲传输到若干个扩展光口5。
本发明电力系统混合实时仿真平台的数据传输方法，包括如下步骤：
1）将第一实时仿真系统1需传输至第二实时仿真系统2的数据，进行分组并重新编号，其中：
11）数据N1，N2，……，Nn为第1组，重新编号为
12）数据Nn+1，Nn+2，……，N2n为第2组，重新编号为
13）按照以上规律以此类推，数据N(k-1)n+1，N(k-1)n+2，……，Nkn为第k组，重新编号为
14）数据Nkn+1，N1n+2，……，Nkn+l（即Nm）为第k+1组，重新编号为
2）将接口板卡3中的光口4扩展为k+1个扩展光口5，进行同步数据传输，其中：
21）第一扩展光口5传输第1组仿真数据，一共有n个，即
22）第二扩展光口5传输第2组仿真数据，一共有n个，即
23）按照以上规律以此类推，接口板卡3中的第k扩展光口5传输第k组仿真数据，一共有n个，即
24）接口板卡3中第k+1扩展光口5传输第k+1组仿真数据，一共有l个，即
上述若干个扩展光口5与同步控制器6连接，若干个扩展光口5通过同步控制器6进行同步控制，开始传输数据时同步控制器6向接口板卡3发送同步脉冲，以保持接口板卡3各扩展光口5传输数据的同步性。
上述电力系统混合实时仿真中，由上可见，将接口板卡光口扩展到k+1个，并保持各光口同步性，可在一个仿真步长时间内将第一实时仿真系统1需传输至第二实时仿真系统2的数据全部传输完毕。
本实施例中，上述电力系统混合实时仿真中，第一实时仿真系统1中模拟13回高压直流输电系统，每个高压直流输电系统共需向第二实时仿真系统2传输12个量，即正序有功功率、负序有功功率、零序有功功率、正序无功功率、负序无功功率、零序无功功率、正序电压幅值、负序电压幅值、零序电压幅值、正序电压相角、负序电压相角、零序电压相角，则第一实时仿真系统1需传输至第二实时仿真系统2的数据共有156个（m=156），即N1，N2，N3，……，N156。每块接口板卡在一个仿真步长时间内可传输64个数据（n=64），且有：156=2×64+28（k=2，l=28）。
上述电力系统混合实时仿真中，由上可见，将接口板卡3的光口扩展到3个，并保持各光口同步性，可在一个仿真步长时间内将第一实时仿真系统1需传输至第二实时仿真系统2的数据全部传输完毕。
上述电力系统混合实时仿真中，对于第二实时仿真系统2传输至第一实时仿真系统1的数据，也可以采用以上方法。
本发明通过接口板卡光口扩展方法，无需增加接口板卡数量，即可实现图1中两个实时仿真系统的实时连接。如果不采用本发明的电力系统混合实时仿真中的接口扩展方法，则至少需3块接口板卡。本发明减少了实时仿真转换环节，避免了各接口板卡的协调和兼容问题，提高了整个仿真系统的实时性，减少了实时仿真系统投资和运行维护工作量。

Claims (3)

1.一种电力系统混合实时仿真平台，包括有第一实时仿真系统（1）、第二实时仿真系统（2）、接口板卡（3）和同步控制器（6），第一实时仿真系统（1）与第二实时仿真系统（2）之间通过接口板卡（3）连接，接口板卡（3）设有光口（4），其特征在于光口（4）能进行扩展为若干个扩展光口（5），同步控制器（6）与若干个扩展光口（5）连接，第一实时仿真系统（1）通过若干个扩展光口（5）与第二实时仿真系统（2）连接。
2.一种电力系统混合实时仿真平台的数据传输方法，其特征在于包括如下步骤：
1）将第一实时仿真系统（1）需传输至第二实时仿真系统（2）的数据，进行分组并重新编号，其中：
11）数据N1，N2，……，Nn为第1组，重新编号为
12）数据Nn+1，Nn+2，……，N2n为第2组，重新编号为
13）按照以上规律以此类推，数据N(k-1)n+1，N(k-1)n+2，……，Nkn为第k组，重新编号为
14）数据Nkn+1，N1n+2，……，Nkn+l（即Nm）为第k+1组，重新编号为
2）将接口板卡（3）中的光口（4）扩展为k+1个扩展光口（5），进行同步数据传输，其中：
21）第一扩展光口（5）传输第1组仿真数据，一共有n个，即
22）第二扩展光口（5）传输第2组仿真数据，一共有n个，即
23）按照以上规律以此类推，接口板卡（3）中的第k扩展光口（5）传输第k组仿真数据，一共有n个，即
24）接口板卡（3）中第k+1扩展光口（5）传输第k+1组仿真数据，一共有l个，即
3.根据权利要求2所述的电力系统混合实时仿真平台的数据传输方法，其特征在于上述若干个扩展光口（5）与同步控制器（6）连接，若干个扩展光口（5）通过同步控制器（6）进行同步控制，开始传输数据时同步控制器（6）向接口板卡（3）发送同步脉冲，以保持接口板卡（3）各扩展光口（5）传输数据的同步性。
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