[發(fā)明專利]一種多模式一體化混合實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110242804.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN113110099B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張樹卿;侯玉強(qiáng);張偉杰;崔曉丹;彭振;吳家龍;唐紹普;周敬森;胡憲法;朱晟毅;劉寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G05B17/02
• 分類號(hào): G05B17/02
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張迎新;史光偉

本發(fā)明公開了一種多模式一體化混合實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，該平臺(tái)包括：實(shí)時(shí)仿真核心模塊，用于接收外圍設(shè)備輸入轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)，與外圍設(shè)備通信，實(shí)時(shí)仿真核心模塊包括仿真計(jì)算；嵌入式高性能通信平臺(tái)，用于當(dāng)MEET與外圍設(shè)備的通信閉環(huán)時(shí)，對(duì)輸入和輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化或反轉(zhuǎn)化；外圍設(shè)備，用于與嵌入式高性能通信平臺(tái)數(shù)據(jù)交互。通過該平臺(tái)，彌補(bǔ)了機(jī)電暫態(tài)仿真不能對(duì)高壓直流、柔性直流系統(tǒng)、FACTS設(shè)備和裝置進(jìn)行準(zhǔn)確細(xì)致模擬的缺陷；解決了全電磁暫態(tài)仿真平臺(tái)建模復(fù)雜度高、模型參數(shù)維護(hù)難度大、仿真規(guī)模受限、經(jīng)效比低等不足和問題；多模式混合實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)適用于系統(tǒng)級(jí)暫態(tài)特性相關(guān)問題的研究和控制保護(hù)技術(shù)的研發(fā)，系統(tǒng)級(jí)保護(hù)裝置的測(cè)試。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)仿真領(lǐng)域，特別涉及一種適用于硬件在環(huán)的電磁-機(jī)電多模式一體化混合實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)。

背景技術(shù)

區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)使電網(wǎng)的規(guī)模越來越大，各個(gè)地區(qū)電網(wǎng)的關(guān)聯(lián)性增加，很難再孤立地考慮局部電網(wǎng)的安全問題。如交流系統(tǒng)控制很少只針對(duì)個(gè)別元件，即使是針對(duì)單個(gè)元件的繼電保護(hù)設(shè)備，它的動(dòng)作行為也可能對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)特性產(chǎn)生影響。實(shí)際上，電網(wǎng)中任何一個(gè)局部條件的變化都可能引起整體行為的改變；同時(shí)，高壓直流輸電、大功率電力電子，如：SVC、TCSC設(shè)備和各種快速自動(dòng)控制裝置的應(yīng)用越來越廣泛，系統(tǒng)中各種速度的行為，慢速和快速的暫態(tài)過程交織，也使得電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)特性日趨復(fù)雜。

電力設(shè)備供應(yīng)商往往只關(guān)注設(shè)備的功能特性，而對(duì)于這些設(shè)備與實(shí)際電網(wǎng)的相互作用及其對(duì)電網(wǎng)帶來的影響卻缺乏充分的認(rèn)識(shí)或關(guān)注度不足，因此，有必要從電網(wǎng)運(yùn)行的角度組織對(duì)其進(jìn)行仿真試驗(yàn)。通過對(duì)電力系統(tǒng)仿真試驗(yàn)研究，可全面掌握電力一二次設(shè)備原理特性，對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行研究分析，并提出反措，成為電力系統(tǒng)控制保護(hù)技術(shù)自主創(chuàng)新的平臺(tái)。

大電網(wǎng)仿真中無論是裝置級(jí)仿真需求、或是系統(tǒng)級(jí)仿真需求，單一的仿真手段已不能滿足，即便是多種仿真技術(shù)手段和平臺(tái)結(jié)合，仍難以滿足上述需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種多模式一體化混合實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種多模式一體化混合實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，該平臺(tái)包括：

實(shí)時(shí)仿真核心模塊，用于接收外圍設(shè)備輸入轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)，與所述外圍設(shè)備通信，所述實(shí)時(shí)仿真核心模塊包括仿真計(jì)算，其中，所述仿真計(jì)算的計(jì)算內(nèi)核為MEET，所述MEET為超實(shí)時(shí)機(jī)電暫態(tài)仿真工具；

嵌入式高性能通信平臺(tái)，用于當(dāng)所述MEET與所述外圍設(shè)備的通信閉環(huán)時(shí)，對(duì)輸入和輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化或反轉(zhuǎn)化；

外圍設(shè)備，用于與所述嵌入式高性能通信平臺(tái)數(shù)據(jù)交互。

進(jìn)一步的，所述MEET用于采用控制語句與固定列的文本格式數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字建模。

進(jìn)一步的，所述MEET解算不超過15000個(gè)節(jié)點(diǎn)的大電網(wǎng)系統(tǒng)，支持單獨(dú)的離線機(jī)電暫態(tài)仿真，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行大于48小時(shí)。

進(jìn)一步的，所述外圍設(shè)備，至少包括：商用仿真器、電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、物理控制器、物理保護(hù)裝置、電力一次設(shè)備、FACTS設(shè)備等動(dòng)模仿真系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述仿真計(jì)算的變量包括狀態(tài)量、代數(shù)量、輸出量，其中，所述狀態(tài)量、代數(shù)量、輸出量存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上，通過數(shù)據(jù)總線進(jìn)行共享和發(fā)送。

進(jìn)一步的，所述實(shí)時(shí)仿真核心模塊與所述外圍設(shè)備通信，包括：

所述嵌入式高性能通信平臺(tái)將數(shù)據(jù)總線上的邏輯量、整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)化為開關(guān)量、模擬量或數(shù)字量存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上，通過數(shù)據(jù)總線將開關(guān)量、模擬量或數(shù)字量進(jìn)行共享和輸出給所述外圍設(shè)備；

反向接口則通過反向轉(zhuǎn)化，將所述外圍設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)輸入到所述仿真計(jì)算的計(jì)算核心。