[發(fā)明專利]一種隔離型動態(tài)全過程實時混合仿真接口系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810235198.X
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108536925B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程成;張能;孫建軍;宮金武;孫麗敬;楊愛嶺;查曉明
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 趙麗影;代文成

本發(fā)明涉及一種隔離型動態(tài)全過程實時混合仿真接口系統(tǒng)，尤其是通過RTLAB實時仿真器實現(xiàn)動態(tài)全過程實時混合仿真接口的系統(tǒng)。本發(fā)明基于已有的實時仿真器RTLAB，通過在平臺中搭建機(jī)電—電磁混合仿真系統(tǒng)，利用基于MATLAB自帶的函數(shù)編寫接口模塊和功能模塊自主設(shè)計的時序控制模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號調(diào)理。同時，通過外接隔離型數(shù)據(jù)接口板卡作為平臺內(nèi)部的信號轉(zhuǎn)接，實現(xiàn)了隔離型的機(jī)電?電磁動態(tài)全過程實時混合仿真。此外，本接口系統(tǒng)中還包括一種正常穩(wěn)態(tài)和故障暫態(tài)下的并行時序控制方法，并根據(jù)故障事件自動啟動故障時序算法，從而改善了故障時刻基波有效值的提取，有效的提高了混合仿真的精度和計算效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及動態(tài)全過程實時混合仿真領(lǐng)域，涉及一種隔離型動態(tài)全過程實時混合仿真接口系統(tǒng)，尤其是通過RTLAB實時仿真器實現(xiàn)動態(tài)全過程實時混合仿真接口系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代區(qū)域電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，各個區(qū)域的電網(wǎng)關(guān)聯(lián)性增加，以及大量新型電力電子的不斷投入，現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)展，元件構(gòu)成和運(yùn)行也日益復(fù)雜，對電力系統(tǒng)分析和仿真技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。然而，在現(xiàn)有的仿真分析軟件即機(jī)電暫態(tài)分析軟件和電磁暫態(tài)分析軟件中，機(jī)電暫態(tài)分析軟件采用基波、相量、序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行分析，在仿真電力電子設(shè)備時均采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型模擬，對不關(guān)注的部分進(jìn)行簡化，導(dǎo)致仿真的準(zhǔn)確性和可靠性降低。而電磁暫態(tài)分析軟件則基于ABC三相瞬時值表示，系統(tǒng)所有元件動態(tài)特性均采用微分方程描述，但由于采用的電磁模型和求解方法，導(dǎo)致仿真的規(guī)模不可能太大。

機(jī)電-電磁暫態(tài)動態(tài)全過程實時混合仿真技術(shù)克服了上述純機(jī)電暫態(tài)仿真與純電磁暫態(tài)仿真技術(shù)的固有缺陷，對大規(guī)模常規(guī)電力系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)電暫態(tài)仿真，對局部快速響應(yīng)過程進(jìn)行電磁暫態(tài)仿真。該技術(shù)可以較好地解決系統(tǒng)仿真的規(guī)模、速度和精度等問題，為具有大量新能源接入、高壓直流輸電、柔性交流輸電、高頻電力電子設(shè)備的龐大復(fù)雜電力系統(tǒng)提供了一種有效實用的實時混合仿真手段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)隔離型動態(tài)全過程實時混合仿真，保證數(shù)據(jù)傳輸精度與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的仿真接口系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的之二是在上述系統(tǒng)中提供一種時序可控制并自動靈活切換的動態(tài)全過程實時方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案之一是：

一種隔離型動態(tài)全過程實時混合仿真接口系統(tǒng)，包括兩臺RTLAB實時仿真器、兩個FPGA模塊、PC機(jī)和隔離型數(shù)據(jù)接口板卡；PC機(jī)分別與第一RTLAB實時仿真器、第二RTLAB實時仿真器連接，第一RTLAB實時仿真器與第一FPGA模塊連接，第二RTLAB實時仿真器與第二FPGA模塊連接，第一FPGA模塊、第二FPGA模塊分別與隔離型數(shù)據(jù)接口板卡連接；

第一RTLAB實時仿真器包含同步信號模塊、時序控制模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、機(jī)電仿真模型；第二RTLAB實時仿真器含同步信號模塊、時序控制模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、電磁仿真模型；每個FPGA模塊均包含F(xiàn)PGA時鐘同步模塊和FPGA信號調(diào)理模塊；

第一FPGA時鐘同步模塊與第一同步信號模塊連接，第一時序控制模塊、第一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、機(jī)電仿真模型、第一FPGA信號調(diào)理模塊、第一時序控制模塊依次連接；

第二FPGA時鐘同步模塊與第二同步信號模塊連接，第二時序控制模塊、第二數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、電磁仿真模型、第二FPGA信號調(diào)理模塊、第二時序控制模塊依次連接；

所述RTLAB實時仿真器用于進(jìn)行實時仿真解算；

所述FPGA時鐘同步模塊和同步信號模塊用于兩臺RTLAB實時仿真器的時間同步；

所述FPGA信號調(diào)理模塊用于接收及發(fā)送RTLAB實時仿真器的傳輸信號；

所述時序控制模塊與RTLAB接口斷面相連，對動態(tài)全過程的實時混合仿真提供時序控制；