專利名稱：一種電力系統(tǒng)電磁機電暫態(tài)數(shù)字化混合實時仿真方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)電磁機電暫態(tài)數(shù)字化混合實時仿真方法，屬于電力系統(tǒng)暫態(tài)數(shù)字仿真技術領域。
背景技術：
在現(xiàn)有的電磁機電暫態(tài)混合實時仿真中，電磁暫態(tài)仿真與機電暫態(tài)仿真之間均通過模擬量進行接口。電磁機電暫態(tài)混合實時仿真采用這種模擬量接口方式，具有轉換環(huán)節(jié)多、仿真精度差、校正工作量大、運行維護麻煩等缺點，極大地限制了電磁機電暫態(tài)混合實時仿真的實用化應用。隨著計算機技術的快速發(fā)展，數(shù)字量通訊方式的技術優(yōu)勢日益明顯，其交互誤差可以忽略不計，數(shù)據(jù)傳輸精度遠遠超過電磁機電暫態(tài)混合實時仿真的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種電力系統(tǒng)電磁機電暫態(tài)數(shù)字化混合實時仿真方法，以提高電磁機電暫態(tài)混合實時仿真的仿真精度，并減少轉換環(huán)節(jié)，推進電磁機電暫態(tài)混合實時仿真的實用化應用。本發(fā)明提出的電力系統(tǒng)電磁機電暫態(tài)數(shù)字化混合實時仿真方法，包括以下步驟(I)采用電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)對第一電力系統(tǒng)進行電磁暫態(tài)實時仿真計算；(2)采用機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)對第二電力系統(tǒng)進行機電暫態(tài)實時仿真計算；(3)在電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)與機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)之間設置一個現(xiàn)場可編程門陣列，用于上述電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)與機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)之間的數(shù)字化聯(lián)接；(4)上述機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)通過上述現(xiàn)場可編程門陣列將仿真計算得到的第二電力系統(tǒng)的電壓和電流量傳遞給電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)，電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)利用電壓和電流量對第一電力系統(tǒng)進行電磁暫態(tài)計算；(5)上述電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)通過上述現(xiàn)場可編程門陣列將仿真計算得到的第一電力系統(tǒng)的電壓和電功率傳遞給機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)，機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)利用電壓和電功率對第二電力系統(tǒng)進行機電暫態(tài)計算。本發(fā)明提出的電力系統(tǒng)電磁機電暫態(tài)數(shù)字化混合實時仿真方法，利用數(shù)字化通訊技術，形成電磁機電暫態(tài)混合實時仿真數(shù)字量接口，大大提高了電磁機電暫態(tài)混合實時仿真的仿真精度，并有效減少了轉換環(huán)節(jié)，能夠滿足電磁機電暫態(tài)混合實時仿真同步信息聯(lián)絡，極大地推進電磁機電暫態(tài)混合實時仿真的實用化應用。


圖I是用于實現(xiàn)本發(fā)明的電力系統(tǒng)電磁機電暫態(tài)數(shù)字化混合實時仿真方法的數(shù)字化混合實時仿真系統(tǒng)的結構框圖。
具體實施方式
本發(fā)明提出的電力系統(tǒng)電磁機電暫態(tài)數(shù)字化混合實時仿真方法，包括以下步驟(I)采用電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)對第一電力系統(tǒng)進行電磁暫態(tài)實時仿真計算；(2)采用機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)對第二電力系統(tǒng)進行機電暫態(tài)實時仿真計算；(3)在電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)與機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)之間設置一個現(xiàn)場可編程門陣列，用于上述電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)與機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)之間的數(shù)字化聯(lián)接；(4)上述機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)通過上述現(xiàn)場可編程門陣列將仿真計算得到的第二電力系統(tǒng)的電壓和電流量傳遞給電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)，電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)利用電壓和電流量對第一電力系統(tǒng)進行電磁暫態(tài)計算；(5)上述電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)通過上述現(xiàn)場可編程門陣列將仿真計算得到的第一電力系統(tǒng)的電壓和電功率傳遞給機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)，機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)利用電壓和電功率對第二電力系統(tǒng)進行機電暫態(tài)計算。 用于實現(xiàn)本發(fā)明的電力系統(tǒng)電磁機電暫態(tài)數(shù)字化混合實時仿真方法的數(shù)字化混合實時仿真系統(tǒng)的結構框圖如圖I所示，該系統(tǒng)包括用于對第一電力系統(tǒng)進行電磁暫態(tài)實時仿真計算的電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)。本發(fā)明的一個實施例中，采用的電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)名稱為RTDS。RTDS是由加拿大Manitoba直流研究中心提出，為國際上通用的電磁暫態(tài)實時仿真系統(tǒng)。用于對第二電力系統(tǒng)進行機電暫態(tài)實時仿真計算的機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)。本發(fā)明的一個實施例中，采用的機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)采用名稱為STBLT的仿真軟件，該仿真軟件在并行計算機中進行仿真計算。STBLT由清華大學提出，經(jīng)清華大學和中國南方電網(wǎng)有限責任公司電網(wǎng)技術研究中心完成，為國內(nèi)通用的機電暫態(tài)仿真軟件。采用的并行計算機的型號為曙光天闊1650。用于實現(xiàn)電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)與機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)之間的數(shù)字化聯(lián)接的現(xiàn)場可編程門陣列(以下簡稱FPGA)。本發(fā)明的一個實施例中，采用的FPGA是ML605板卡，該板卡由美國Xilinx公司于2012年提出，已廣泛應用于數(shù)字通訊領域。ML605板卡與RTDS之間通過通訊速率為2Gbps (每秒2兆位)的雙向通訊光纖進行聯(lián)接。ML605板卡與并行計算機之間通過PCI (Peripheral Component Interconnect,外設部件互連標準)總線進行聯(lián)接，兩者之間的通訊協(xié)議是Aurora。Aurora協(xié)議是一個開放的鏈路層協(xié)議，可為私有上層協(xié)議或標準上層協(xié)議提供透明接口的串行互聯(lián)協(xié)議，可以用來進行點到點的串行數(shù)據(jù)傳輸，方便地實現(xiàn)器件間的單通道或多通道通信。
權利要求
1.一種電力系統(tǒng)電磁機電暫態(tài)數(shù)字化混合實時仿真方法，其特征在于該仿真方法包括以下步驟 (1)采用電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)對第一電力系統(tǒng)進行電磁暫態(tài)實時仿真計算； (2)采用機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)對第二電力系統(tǒng)進行機電暫態(tài)實時仿真計算； (3)在電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)與機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)之間設置一個現(xiàn)場可編程門陣列，用于上述電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)與機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)之間的數(shù)字化聯(lián)接； (4)上述機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)通過上述現(xiàn)場可編程門陣列將仿真計算得到的第二電力系統(tǒng)的電壓和電流量傳遞給電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)，電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)利用電壓和電流量對第一電力系統(tǒng)進行電磁暫態(tài)計算； (5)上述電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)通過上述現(xiàn)場可編程門陣列將仿真計算得到的第一電力系統(tǒng)的電壓和電功率傳遞給機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)，機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)利用電壓和電功率對第二電力系統(tǒng)進行機電暫態(tài)計算。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)電磁機電暫態(tài)數(shù)字化混合實時仿真方法，屬于電力系統(tǒng)暫態(tài)數(shù)字仿真技術領域。采用電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)對第一電力系統(tǒng)進行電磁暫態(tài)實時仿真計算；采用機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)對第二電力系統(tǒng)進行機電暫態(tài)實時仿真計算；在電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)與機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)之間設置一個現(xiàn)場可編程門陣列，用于電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)與機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)之間的數(shù)字化聯(lián)接。本發(fā)明仿真方法，利用數(shù)字化通訊技術，形成電磁機電暫態(tài)混合實時仿真數(shù)字量接口，大大提高了電磁機電暫態(tài)混合實時仿真的仿真精度，并有效減少了轉換環(huán)節(jié)，能夠滿足電磁機電暫態(tài)混合實時仿真同步信息聯(lián)絡，極大地推進電磁機電暫態(tài)混合實時仿真的實用化應用。
文檔編號H02J3/00GK102891483SQ201210331389
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權日2012年9月7日
發(fā)明者歐開健, 梁旭, 胡云, 周仲暉, 李偉, 張樹卿, 賈旭東 申請人:中國南方電網(wǎng)有限責任公司電網(wǎng)技術研究中心, 清華大學