一種基于rtds的混合實時仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)實時仿真領(lǐng)域，具體為一種基于RTDS的混合實時仿真方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)仿真是研宄電力系統(tǒng)動態(tài)行為的重要手段之一。在電力系統(tǒng)中，仿真技術(shù)有著很好的應(yīng)用，并取得了很多研宄成果，產(chǎn)生了良好的社會與經(jīng)濟效益。其中出現(xiàn)了大量成熟的仿真工具與軟件，如RTDS、PSCAD/EMTDC等，還有國內(nèi)常規(guī)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算軟件，例如中國電力科學(xué)院開發(fā)的電力系統(tǒng)潮流計算、暫態(tài)穩(wěn)定和短路電流計算的仿真軟件PSASP，還有BPA軟件。
[0003]另一方面，在電力系統(tǒng)安全控制方面，需要考慮電網(wǎng)的真實特性進行控制設(shè)備與保護裝置的性能測試，需實現(xiàn)電力系統(tǒng)的實時仿真，近年來實時仿真用的最多的是由加拿大曼尼托巴RTDS公司開發(fā)制造全稱為實時數(shù)字仿真儀(Real Time Digital Simulator)(以下簡稱RTDS)，它是一種專門設(shè)計用于研宄電力系統(tǒng)中電磁暫態(tài)現(xiàn)象的裝置。目前，RTDS已廣泛應(yīng)用于28個國家(地區(qū))的電力企業(yè)和研宄機構(gòu)。由于電力系統(tǒng)的復(fù)雜性，該裝置在仿真過程中存在較大的局限性，如:不能仿真電力系統(tǒng)中原動機的非線性特性，不能對復(fù)雜系統(tǒng)進行精細化仿真。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種基于RTDS的混合實時仿真方法，利用現(xiàn)有的一些其它仿真軟件與仿真裝置與RTDS —起進行聯(lián)合仿真，從而可綜合考慮原動機非線性特征，并實現(xiàn)復(fù)雜電力系統(tǒng)的非線性實時仿真。
[0005]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供的方案是:一種基于RTDS的混合實時仿真裝置，包括RTDS和外部實時仿真裝置，RTDS包括仿真單元及與其聯(lián)接的發(fā)送GTNET卡和接收GTNET卡，外部實時仿真裝置包括仿真單元及與其聯(lián)接的發(fā)送網(wǎng)卡和接收網(wǎng)卡，RTDS的發(fā)送GTNET卡向外部實時仿真裝置的接收網(wǎng)卡發(fā)送信息，外部實時仿真裝置的發(fā)送網(wǎng)卡向RTDS的接收GTNET卡發(fā)送信息。
[0006]本發(fā)明還提供:一種基于RTDS的混合實時仿真方法，包括如下步驟。
[0007]步驟一，RTDS的仿真單元將需與外部仿真裝置交互的仿真功能的相關(guān)信息填入基于SV (sampled values)協(xié)議(S卩“采樣值傳輸協(xié)議”)的發(fā)送信息包，同時完成無需與外部仿真裝置交互的仿真計算。
[0008]步驟二，步驟一的信息包進入RTDS 的發(fā)送 GTNET (Giga-Transceiver NetworkCommunicat1n Card，千兆收發(fā)器網(wǎng)絡(luò)通信卡)卡，并由該發(fā)送GTNET卡通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出。
[0009]步驟三，外部實時仿真裝置的接收網(wǎng)卡接收來自發(fā)送GTNET卡的信息包后進行識別處理，將與本裝置地址相符的信息填入外部仿真裝置的基于SV協(xié)議的接收信息包。
[0010]步驟四，外部實時仿真裝置的仿真單元對步驟三得到的信息報進行解析，得到相關(guān)信息，并進行仿真計算。
[0011]步驟五，實時仿真裝置的仿真單元完成仿真計算，并將計算結(jié)果填入基于SV協(xié)議的回饋信息包。
[0012]步驟六，步驟五的信息包進入外部仿真裝置的發(fā)送網(wǎng)卡，并由該發(fā)送網(wǎng)卡通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出。
[0013]步驟七，RTDS的接收GTNET卡接收來自發(fā)送網(wǎng)卡的信息包后，將信息填入基于SV協(xié)議的仿真信息包，并發(fā)送到RTDS的仿真單元。
[0014]步驟八，RTDS的仿真單元對步驟七獲得的信息包進行解析，將外部實時仿真裝置的仿真計算結(jié)果，完成需與外部實時仿真裝置交互的仿真功能及同步，并結(jié)合由RTDS完成的無需與外部仿真裝置交互的仿真計算結(jié)果，實現(xiàn)混合實時仿真。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:1、能實現(xiàn)RTDS與外部實時仿真裝置的同步仿真；2、混合實時仿真，仿真結(jié)果能真實反映電力系統(tǒng)的特性；3、實時仿真裝置與RTDS并行計算，可滿足電力系統(tǒng)高精度實時仿真的需要。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]其中，1、RTDS的仿真單元，2、基于SV協(xié)議的發(fā)送信息包，3、發(fā)送GTNET卡，4、接收GTNET卡，5、基于SV協(xié)議的仿真信息包，6、外部仿真裝置的仿真單元，7、接收網(wǎng)卡，8、基于SV協(xié)議的接收信息包，9、基于SV協(xié)議的回饋信息包，10、發(fā)送網(wǎng)卡。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0019]本實施例提供一種基于RTDS的混合實時仿真裝置，如圖1所示，包括RTDS和外部實時仿真裝置，RTDS包括仿真單元I及與其聯(lián)接的發(fā)送GTNET卡3和接收GTNET卡4，外部實時仿真裝置包括仿真單元6及與其聯(lián)接的發(fā)送網(wǎng)卡10和接收網(wǎng)卡7，RTDS的發(fā)送GTNET卡3向外部實時仿真裝置的接收網(wǎng)卡7發(fā)送信息，外部實時仿真裝置的發(fā)送網(wǎng)卡10向RTDS的接收GTNET卡4發(fā)送信息。
[0020]本實施例還提供一種基于RTDS的混合實時仿真方法，包括如下步驟。
[0021]步驟一，RTDS的仿真單元I將需與外部仿真裝置交互的仿真功能的相關(guān)信息填入基于SV (sampled values)協(xié)議(即“采樣值傳輸協(xié)議”)的發(fā)送信息包2，同時完成無需與外部仿真裝置交互的仿真計算。
[0022]步驟二，步驟一的信息包進入RTDS 的發(fā)送 GTNET (Giga-Transceiver NetworkCommunicat1n Card，千兆收發(fā)器網(wǎng)絡(luò)通信卡)卡3，并由該發(fā)送GTNET卡3通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出。
[0023]步驟三，外部實時仿真裝置的接收網(wǎng)卡7接收來自發(fā)送GTNET卡3的信息包后進行識別處理，將與本裝置地址相符的信息填入外部仿真裝置的基于SV協(xié)議的接收信息包8。
[0024]步驟四，外部實時仿真裝置的仿真單元6對步驟三得到的信息報進行解析，得到相關(guān)信息，并進行仿真計算。
[0025]步驟五，實時仿真裝置的仿真單元6完成仿真計算，并將計算結(jié)果填入基于SV協(xié)議的回饋信息包9。
[0026]步驟六，步驟五的信息包進入外部仿真裝置的發(fā)送網(wǎng)卡10，并由該發(fā)送網(wǎng)卡10通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出。
[0027]步驟七，RTDS的接收GTNET卡4接收來自發(fā)送網(wǎng)卡10的信息包后，將信息填入基于SV協(xié)議的仿真信息包5，并發(fā)送到RTDS的仿真單元I。
[0028]步驟八，RTDS的仿真單元I對步驟七獲得的信息包進行解析，將外部實時仿真裝置的仿真計算結(jié)果，完成需與外部實時仿真裝置交互的仿真功能及同步，并結(jié)合由RTDS完成的無需與外部仿真裝置交互的仿真計算結(jié)果，實現(xiàn)混合實時仿真。
[0029]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進或變形，這些改進或變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于RTDS的混合實時仿真裝置，其特征在于:包括RTDS和外部實時仿真裝置，RTDS包括仿真單元及與其聯(lián)接的發(fā)送GTNET卡和接收GTNET卡，外部實時仿真裝置包括仿真單元及與其聯(lián)接的發(fā)送網(wǎng)卡和接收網(wǎng)卡，RTDS的發(fā)送GTNET卡向外部實時仿真裝置的接收網(wǎng)卡發(fā)送信息，外部實時仿真裝置的發(fā)送網(wǎng)卡向RTDS的接收GTNET卡發(fā)送信息。
2.一種基于RTDS的混合實時仿真方法，包括如下步驟: 步驟一，RTDS的仿真單元將需與外部仿真裝置交互的仿真功能的相關(guān)信息填入基于SV協(xié)議的發(fā)送信息包，同時完成無需與外部仿真裝置交互的仿真計算； 步驟二，步驟一的信息包進入RTDS的發(fā)送GTNET卡，并由該發(fā)送GTNET卡通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出； 步驟三，外部實時仿真裝置的接收網(wǎng)卡接收來自發(fā)送GTNET卡的信息包后進行識別處理，將與本裝置地址相符的信息填入外部仿真裝置的基于SV協(xié)議的接收信息包； 步驟四，外部實時仿真裝置的仿真單元對步驟三得到的信息報進行解析，得到相關(guān)信息，并進行仿真計算； 步驟五，實時仿真裝置的仿真單元完成仿真計算，并將計算結(jié)果填入基于SV協(xié)議的回饋信息包； 步驟六，步驟五的信息包進入外部仿真裝置的發(fā)送網(wǎng)卡，并由該發(fā)送網(wǎng)卡通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出； 步驟七，RTDS的接收GTNET卡接收來自發(fā)送網(wǎng)卡的信息包后，將信息填入基于SV協(xié)議的仿真信息包，并發(fā)送到RTDS的仿真單元； 步驟八，RTDS的仿真單元對步驟七獲得的信息包進行解析，將外部實時仿真裝置的仿真計算結(jié)果，完成需與外部實時仿真裝置交互的仿真功能及同步，并結(jié)合由RTDS完成的無需與外部仿真裝置交互的仿真計算結(jié)果，實現(xiàn)混合實時仿真。
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)實時仿真領(lǐng)域，具體為一種基于RTDS的混合實時仿真方法。本發(fā)明由外部實時仿真裝置與RTDS技術(shù)并行處理，實現(xiàn)復(fù)雜電力系統(tǒng)的非線性實時仿真。本發(fā)明的有益效果在于：1、能實現(xiàn)RTDS與外部實時仿真裝置的同步仿真；2、混合實時仿真，仿真結(jié)果能真實反映電力系統(tǒng)的特性；3、實時仿真裝置與RTDS并行計算，可滿足電力系統(tǒng)高精度實時仿真的需要。
【IPC分類】G06F9-455
【公開號】CN104572247
【申請?zhí)枴緾N201410753457
【發(fā)明人】郭琦, 程遠楚, 袁藝, 李偉, 張廣濤, 李書勇
【申請人】南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責任公司, 武漢大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月10日