[發明專利]基于PSCAD/EMTDC的半實物仿真的方法以及系統

有效

• 申請號: 201711447464.7
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108181834B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 張欣;劉東
• 申請（專利權）人: 中冶京誠工程技術有限公司;北京京誠瑞達電氣工程技術有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊;喬媛

本發明提供一種基于PSCAD/EMTDC的半實物仿真的方法、系統、計算機設備以及計算機可讀存儲介質，涉及仿真技術領域。所述方法包括：仿真設備在一預設的仿真周期內進行一次電磁暫態離線仿真，當電磁暫態離線仿真結束后，將生成的仿真數據通過一通訊平臺發送至控制設備；所述控制設備接收所述仿真數據，根據所述仿真數據輸出控制指令；所述通訊平臺對所述控制指令進行匯總后生成數據輸入文件，將所述數據輸入文件發送至所述仿真設備，以使所述仿真設備在下一仿真周期內進行下一次電磁暫態離線仿真。本發明基于PSCAD/EMTDC實現了對實物控制器進行實時閉環仿真的功能。

技術領域

本發明關于仿真技術領域，具體的講是一種基于PSCAD/EMTDC的半實物仿真的方法、基于PSCAD/EMTDC的半實物仿真的系統、計算機設備以及計算機可讀存儲介質。

背景技術

本部分旨在為權利要求書中陳述的本發明的實施方式提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認是現有技術。

半實物仿真(hardware-in-the-loop，數模混合仿真)由數字仿真和實物仿真混合組成，實物部分主要分為2種，一種為尚不熟悉其特性或特性非常復雜的電氣元件，由于無法用適當的數學模型精確描述而采用等比例縮小甚至全尺寸實物接入仿真系統的方式來研究其特性；另一種為控制系統由實物接入仿真系統，為研究控制設備的系統反饋特性。半實物仿真對仿真速度的要求為實時仿真，目前廣泛應用于電力系統控制及保護、直流輸電換流器和FACTs裝置的研究。

EMTDC(Electromagnetic Transients including DC)是對電磁和機電系統在時域內進行描述得到的微分方程組進行求解的一種數值計算工具。EMTDC通過設置固定步長，運用梯形積分算法求解系統的時域瞬時值，并通過PSCAD內置的傳感器和測量功能轉換為相量幅值和角度，最適用于對系統的時域瞬時響應(即電磁暫態過程)進行計算。PSCAD(Power System Computer Aided Design)是EMTDC的圖形化用戶界面(GUI)，允許用戶以圖形化的方式建立電路、運行仿真、分析結果，并在一個完全集成的圖形化環境中管理數據。由于其計算速度達不到實物仿真的實時性，并且只能在仿真結束以后生成數據輸出，在仿真開始時寫入數據，無法在運行中讀寫數據，這就導致PSCAD/EMTDC仿真軟件不支持接入實物控制器進行實時仿真。

隨著微處理器和DSP(Digital Signal Processing，現代數字信號處理)技術的發展，并行處理技術和電力系統并行計算算法的研發，令仿真計算速度與實際電力系統響應速度一致，因此能夠接入實際物理裝置進行閉環實驗，目前其應用軟件已經廣泛用于綜保裝置、各種控制器等裝置的研發。然而這種技術建模難度大、對硬件要求高、仿真機造價高。

因此，如何提供一種新的方案，其能夠解決上述技術問題是本領域亟待解決的技術難題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于PSCAD/EMTDC的半實物仿真的方法、基于PSCAD/EMTDC的半實物仿真的系統、計算機設備以及計算機可讀存儲介質，基于PSCAD/EMTDC實現了對實物控制器進行實時閉環仿真的功能。

為了實現上述目的，本發明提供了一種基于PSCAD/EMTDC的半實物仿真的方法，所述方法包括：

仿真設備在一預設的仿真周期內進行一次電磁暫態離線仿真，當電磁暫態離線仿真結束后，將生成的仿真數據通過一通訊平臺發送至一控制設備；

所述控制設備接收所述仿真數據，根據所述仿真數據輸出控制指令；

所述通訊平臺對所述控制指令進行匯總后生成數據輸入文件，將所述數據輸入文件發送至所述仿真設備，以使所述仿真設備在下一仿真周期內進行下一次電磁暫態離線仿真。

優選的，所述控制設備接收到相鄰兩次電磁暫態離線仿真生成的仿真數據的時間間隔為所述仿真周期。