电力系统实时数字仿真器RTDS
RTDS仿真教程
RTDS仿真教程RTDS (Real-Time Digital Simulator) 是一种基于计算机硬件和软件的仿真平台，主要用于电力系统的实时仿真和测试。
它具有高度可扩展性和灵活性，能够模拟从小型分布式发电系统到大型电网系统的各种场景。
本文将介绍 RTDS 仿真平台的基本原理和使用方法。
首先，我们将介绍RTDS的基本原理。
RTDS由两部分组成：硬件和软件。
硬件部分主要包括处理器、输入/输出接口和通信模块，用于接收和发送仿真模型中的数据。
软件部分由仿真模型和仿真控制程序组成。
仿真模型是电力系统的数学模型，包括发电机、输电线路、负荷等。
仿真控制程序用于控制仿真模型的运行和数据的采集。
在RTDS中，首先需要创建仿真模型。
仿真模型使用一种专门的描述语言（例如，RSCAD），用于描述电力系统的拓扑结构、设备参数和控制策略。
通过这种方式，可以快速而准确地构建出电力系统的仿真模型。
创建好仿真模型后，需要编写仿真控制程序。
仿真控制程序是基于C语言开发的，用于控制仿真模型的运行和数据的采集。
通过对仿真控制程序的编写，可以实现电力系统不同场景下的仿真和测试。
在进行仿真之前，需要对仿真模型和仿真控制程序进行配置和编译。
首先，需要设置仿真模型的初始状态和仿真时间。
然后，需要将仿真模型和仿真控制程序进行编译，生成可执行文件。
生成的可执行文件包含了仿真模型和仿真控制程序的运行逻辑，可以直接在RTDS平台上进行仿真。
在进行仿真时，可以选择不同的仿真模式。
RTDS支持多种仿真模式，包括正常仿真、脱机仿真和实时仿真。
正常仿真模式用于对系统进行长时间稳定性仿真。
脱机仿真模式用于对系统进行短时间稳定性仿真，可以通过调整仿真参数和控制策略，快速改进系统稳定性。
实时仿真模式用于对系统进行实时控制策略的验证和测试，可以模拟实际系统的运行状态。
进行仿真后，可以通过RTDS平台提供的各种工具和图形界面对仿真结果进行分析和可视化。
RTDS支持实时监测仿真结果、绘制曲线图、生成报表等功能。
探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真
探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真本文将探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真技术，从技术原理、应用案例、未来发展等多个方面进行分析。
一、技术原理实时混合仿真技术是以RTDS为核心，融合数字计算机、电力系统仿真软件、实时数学模型等多种技术的一种仿真手段。
RTDS是一种基于硬件的数字仿真平台，具有高精度、高响应速度、实时性强的特点，能够模拟电力系统实时运行情况。
而数字计算机作为实时控制器，能够对仿真模型进行实时调控，使得仿真系统具有快速响应和高精度的特点。
通过数字计算机和RTDS的相互配合，实现了对电力系统不同状态下的实时仿真。
二、应用案例基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真技术在电力系统领域具有广泛的应用，已经成为电力系统研究和测试的重要工具。
下面将介绍几个实际应用案例。
1. 电力系统稳定性研究在电力系统稳定性研究中，实时混合仿真技术能够模拟电力系统在不同故障条件下的运行情况，对电力系统的稳定性进行评估和分析。
通过数字计算机和RTDS的配合，能够实时调整仿真模型，监测电网运行状态，分析电网不稳定原因，为电网稳定性的改善提供技术支持。
2. 智能电网仿真随着智能电网技术的不断发展，实时混合仿真技术成为智能电网研究的重要工具。
通过数字计算机和RTDS的实时调控和仿真模拟，能够对智能电网的运行行为进行实时跟踪和评估，为智能电网的优化设计和实际运行提供技术支持。
3. 新能源接入研究随着新能源接入电力系统的增多，新能源接入对电力系统的影响也越来越大。
实时混合仿真技术能够模拟新能源接入对电力系统的影响，预测新能源接入对电力系统的稳定性和安全性的影响，为新能源接入的规划和设计提供技术支持。
三、未来发展实时混合仿真技术基于数字计算机和RTDS的优势，在电力系统领域具有广阔的应用前景。
随着电力系统技术的不断发展和智能化程度的提高，实时混合仿真技术将会得到更多的关注和应用。
未来，实时混合仿真技术将在以下几个方面得到进一步发展。
RTDS全称为实时数字仿真仪
RTDS仿真装置包括一个广泛的电力系统控制系统元件模块库。用户能够通过连续现有的元件模块而组建起电力系统的回路和相关的控制回路。电力系统电路和控制系统电TDS是“实时的”模似装置。实时是指电力系统的运算法则能被计算得足够快，因而能连续地产生输出，这些输出结果真实地代表了在实际网络中的情形。实时仿真使用户能测试物理设备和更有效更快地完成实时仿真的许多研究。
由于RTDS模似器是实时的，因此它能被直接地连接到电力系统控制和保护装置上。例如，RTDS模似器能用于测试HVDC (高压直流)控制器或继电保护装置。在RTDS上的测试比其他测试方法更全面，因为它能模拟许多恶劣的但很现实的情况，而这对于物理系统来说是不可能达到的。
数字仿真
RTDS不是实现系统元件的物理小型化，其元件参数和电路结构以软件模型为基础。RTDS的研究能被迅速而且方便地修改，从一个问题切换到另一个问题只需要最短的时间。研究序列能被设定并自动运行，批模拟只需要极少甚至不需要用户交互作用。
由于RTDS模似器在有无用户交互作用 (交互式的或批处理形式运行)时都能运行。因此，装置能接受成千上万次的批处理测试而不需要监控。RTDS模似器对装置的每个对测试的回应都将提供详细的报告。不论用户是对装置进行测试或只是运行模拟研究，RTDS都能提供很大的帮助。
RTDS全称为实时数字仿真仪（Real Time Digital Simulator），由加拿大曼尼托巴RTDS公司开发制造，是一种专门设计用于研究电力系统中电磁暂态现象的装置。
仿真
RTDS模拟器与一个飞行模拟器很相似。不同之处在于RTDS模拟器不是测试人类的反应，而是测试电力系统的装备或网络反应。RTDS模拟器使用户可以研究电力系统装置和网络上的干扰所带来的影响从而防止断电或故障。
RTDS
RTDS实验报告孙杰2009203099在电力系统中为验证新的控制、保护等装置的性能，在安装、投运之前需要对其进行实时仿真测试，以确定其是否满足设计要求。
具体的可分为动态模拟试验方式和数字仿真方式。
动模试验是一种物理模拟方式，应用相似理论建立缩小的物理模型来模拟实际的电力系统，比如我们学院的动模实验室。
但是随着仿真系统规模的扩大，系统情况的复杂，建立动模试验的投资也越大，建设周期也越长，因而限制了动模试验方式的进一步发展。
数字仿真是以计算机为主体，采用数学模型和数值算法对电力系统进行模拟，具有安全、经济、方便等优点。
故障出现时，依次会出现波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。
波过程的时间是毫秒级，电磁暂态过程时间是秒级，机电暂态过程时间会长点。
RTDS全称为实时数字仿真，是实时全数字电磁暂态电力系统模拟装置。
RTDS不是实现系统元件的物理小型化，其元件参数和电路结构以软件模型为基础。
RTDS的研究能被迅速而且方便地修改，从一个问题切换到另一个问题只需要最短的时间。
RTDS仿真系统是先进的计算机硬件和大量的计算软件的综合体。
硬件是完全模块化的，允许用户随时扩展设备已适应复杂系统模型。
软件是与RTDS仿真系统硬件联系的主要界面。
允许用户完成所有必须的步骤，包括准备和运行仿真工作，分析输出结果等。
电力系统的模型是通过从任意数目的用户自定义的电力系统元件库中取出元件模型来构造而成，同时显示在计算机屏幕上。
可以进行编译和运行。
通过设置CT和PT可以看系统任意位置的电流和电压。
硬件基于DSP和并行计算，具有很强的硬件计算能力，进行系统研究是运算速度快得多，计算速度可达到实时输出的目的。
RTDS的基本组成部分分为RACK。
多个RACK之间通过WIF卡相连，RACK的数量要视仿真系统的规模大小而定。
具体每个RACK包括多个RPC卡或3PC卡，每个3PC卡包括三个数字信号处理器，功能更强，速度更快。
系统可以分成几部分分别在不同3PC中进行仿真。
探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真
探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真
实时混合仿真是基于数字计算机和实时数字仿真设备（RTDS）进行的一种新型仿真方法。
它是以时间为主轴，将数字仿真和实时仿真相结合的一种仿真技术，可以快速、准确地模拟各种电气设备的运行情况。
数字计算机是现代计算机技术的代表，可以进行大规模并行计算，并具有强大的处理能力和存储能力。
RTDS是一种专门用于电力系统仿真的实时仿真设备，能够实现电力系统电路的实时仿真与控制，并且具有高精度、高可靠性、高可扩展性的特点。
实时混合仿真技术将数字仿真和实时仿真相结合，可以在实验室环境中准确、可靠地模拟各种电力系统设备的运行情况。
实时混合仿真技术能够模拟电力系统中不同设备的动态响应、稳态特性和互联网络的通信行为。
通过实时混合仿真技术，可以更加准确地评估电力系统的安全性、稳定性和可靠性。
实时混合仿真技术的应用领域非常广泛，涵盖了发电、输电、配电、工业生产等众多领域。
在发电系统方面，实时混合仿真技术可以用于发电机组的调速控制、谐波分析、电磁暂态分析等方面。
在输电系统方面，实时混合仿真技术可以用于电力负载的控制、电力传输的稳定性分析等方面。
在工业生产方面，实时混合仿真技术可以用于制造业、能源和环境保护等领域。
因此，实时混合仿真技术在电力系统运行、控制和管理方面具有重要的应用价值。
未来，随着电力系统的不断发展和数字化、智能化的发展趋势，实时混合仿真技术将会得到更加广泛的应用。
实时数字仿真器
实时数字仿真器（RTDS）介绍由于电力系统的特殊性，对很多故障处理方法不可能进行现场的实际模拟运行分析，只能借助于计算机仿真手段。
数字仿真系统具有独特的灵活性、试验的可控制性和准确的可重复性及系统试验的安全性和经济性等诸多优点，使得数字仿真系统得到广泛的应用。
数字仿真系统分为两种：非实时数字仿真软件和实时数字仿真器。
1.1非实时数字仿真软件常用的仿真工具大多为非实时的仿真程序。
下面介绍国内外应用最广泛的两种软件。
1.1.1电磁暂态仿真程序/电磁暂态分析软件(ATP/EMTP)EMTP（electromagnetic transients program）是加拿大H.W.Dommel教授首创的电磁暂态分析软件,它具有分析功能多、元件模型全和运算结果精确等优点,对于电网的稳态和暂态都可做仿真分析。
它的典型应用是预测电力系统在某个扰动（如开关投切或故障）后一些特定变量随时间变化的规律，将EMTP的稳态分析和暂态分析相结合，可以作为电力系统保护设备实验的有力工具。
ATP（alternative transients program）是EMTP的免费独立版本。
1.1.2电力系统计算机辅助设计/直流电磁暂态程序（PSCAD/EMTDC）Dennis Woodford博士于1976年在加拿大曼尼托巴水电局开发完成了EMTDC(electromagnetic transients including DC)的初版，这是一种世界各国广泛使用的电力系统仿真软件，PSCAD(power system computer-aid design)是其用户界面，PSCAD的开发成功，使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，使电力系统复杂部分的可视化成为可能，而且软件可以作为实时数字仿真器的前置端，可模拟任意大小的交直流系统。
1.2实时数字仿真器（RTDS）RTDS(real-time digital simulator)是计算机并行处理技术和数字仿真技术发展的产物，是由加拿大Manitoba高压直流(HVDC)研究中心开发的专门用于实时研究电力系统的数字动模系统,该系统中的电力系统元件模型和仿真算法是建立在已获得行业认可，且已广泛应用的EMTDC基础上的，是EMTDC的实时化，仿真，频率响应精确到3000Hz。
电力系统实时数字仿真器RTDS简介
维普资讯
Ｅ ｕｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ６， ０ ８ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｃｒ ｇＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｎ ． ２ ０ ｉ
小， 可扩展性好 ， 当前 国际上实时仿 真的主要发展方 向。 是
现有 的实时仿 真装置大约有 以下几种 ： （） １ 基于 高速处理 器的实时仿真装置——Ｒ Ｄ 。此类 产 ＴＳபைடு நூலகம்
（ ｉ ｒ ｅｓｒ ａ ） 工作 站 接 口卡 ＷＩ ＷｏｋｔｔｎＩｔ － Ｇｇ Ｐｏ ｓｏ ｒ ， ａ ｃ Ｃ ｄ Ｆ（ ｒｓ ｉ ｎ ｒ ａｏ ｅ
的可 扩展 性 和 兼 容 性 也 比较 差 。
究、 测试 保护 系统 的设计 与测 试 、 系统稳 态及 电磁暂 态分 析
及其教 育培训等诸 多方面 。
１１ Ｒ Ｄ ． １ Ｔ Ｓ的 硬 件 结 构
电力系统全数 字实时仿真装置基于现代计算机技术 和信 息技术 ， 计算 速度快 ， 可在一个时间步长里完成各种状 态量 的 求解计算 ， 计算精度和模 型的合理性亦已通过多年 的国 内外 运 行， 实践证 明是可 以信赖的。 其产品造价相对较低 ， 占地面积 且
系统元 器件 ，Ｐ Ｃ Ｕ间的通 讯 ，采用并行 一串行 一并行 的方式 。
接 口卡 ＷＩ Ｆ，一块 层 问通 讯 卡 Ｉ Ｃ，若 干块 千 兆处 理 器卡 Ｒ Ｇ Ｃ和 ３ Ｃ卡 的组 合（ 据需要组合 ， Ｐ Ｐ 根 卡槽 最多只有 ２ ０个 ） 。
一
RTDS仿真平台介绍
RTDS仿真实例
4
RTDS 简介
➢ 加拿大 Manitoba 高压直流(HVDC)研究中心开发的专门用于实时研究电力系统的数字动模系统。 ➢ RTDS 实质上是为实现实时数字仿真系统暂态过程而专门开发的并行计算机系统。 ➢ RTDS 硬件上基于 DSP(数字信号处理器)，并采用并行处理方式，仿真步长能达到50μs 级别 ➢ 一个循环周期的数值计算和各个模块的数据通信必须在50μs 内完成，可以将其计算结果通过D/A 转换以模拟量输出，与
环、手合带故障线路等人工操作下的动作特性，
➢ 闭环测试：断路器控制系统必须能够实时响应继电保护等设备所发出的动作信号，从而构成一个完整的闭环试验
➢ 故障设置与仿真
➢ 特殊工况仿真：应包括：系统功率振荡、励磁涌流、互感器饱和、电子式互感器传变特性的模拟等方面
3
目录
继电保护测试需求 RTDS简介 RTDS硬件 RTDS软件 RTDS模型
/
方式A：混合仿真
RTDS 典型应用方式
方式 B：完全数字仿真
6
目录
继电保护测试需求 RTDS简介 RTDS硬件 RTDS软件 RTDS模型
实时数字仿真系统(RTDS)在江西电网的应用
数字输入接 口卡 Ｇ Ｄ 、 Ｔ Ｉ数字输出接 口卡 Ｇ Ｄ ２ ０Ｖ Ｔ Ｏ、２ Ｄ Ｃ数字 输入 输 出接 口上 下 Ｇ Ｆ Ｉ 一个 机柜 可 以装 Ｔ Ｐ。
Ｔ ｃｎｌｇ， ａｃ ａｇＵ ｉｅｓｙ Ｎ ｎｈｎ ３ ０ ９ Ｊ ｎｘ ｒｖ ｃ， ｈｎ） ｅｈｏｏｙ Ｎ ｎ ｈ ｎ ｎ ｒｉ ， ａｃａ ｇ３０ ２ ，ｉ ｇｉ ｏｉ ｅ Ｃ ｉ ｖ ｔ ａ Ｐ ｎ ａ Ａ ｓ ａ ｔ ｈ ｒ ｃｐｅａ ｄ ｓ ｕｔｒｌｆａ ｒｓｏ ｅｌｔ ｉ ｔ ｉ ｌ ｏ （Ｔ Ｓ， ｍ ｏ ｅ ｒｍ Ｃ ｎｄ ， ｅｅ ｂｔ ｃ： ｅ ｐ ｎｉｌ ｎ ｔ ｃｕａ ｅｔ ｅ ｆｒａ ｉ ｄｇ ａ ｓ ａ ｒ Ｒ Ｄ ） ｉ ｐ ｓ ｄ ｆ ａａ ａ ｗ ｒ ｒ Ｔ ｉ ｒ ｕ ｍｅ ｉ ｌ ｍｕ ｔ ｏ
统 的原 理 、 构及 目前 在江西 电 网的应 用情况 。 结
间 通讯 卡 Ｉ Ｃ、 Ｒ 工作 站接 口卡 ＷＩ 。每 个 Ｒ ｃ 含 Ｆ ａｋ包
１ ＷＩ 块 Ｆ卡 ． 块 Ｉ Ｃ卡 ， 干 处 理 器 卡 以及 若 干 一 Ｒ 若 与 处 理 器 卡相 连 的 Ｉ ／ Ｏ接 口卡 。Ｉ 接 口卡 的类 型 ／ Ｏ 有 ： 拟输入 接 口卡 Ｇｒ Ｉ模 拟输 出接 口卡 ｒ Ｏ、 模 ｒ 、 Ａ Ａ
Ｌ ｈ ｎ －ｉ 。ＭＡ Ｌａ ｇ， Ｕ Ｎ ａ － ｉｇ Ｉ ｅ ｇｊ ｎ， ｉｎ Ｈ Ａ Ｇ Ｃ ｎ ｙｎ￣ Ｓ ａ
（ ． ｉｎ ｘ ｌｃｒ ｏ ｅ ｓａｃ ｎ ｔｕｅ Ｎａ ｃ ａ ｇ３ ０ ９ ， ｉｎ ｘ ｒｖｎ ｅ Ｃｈｎ ； ． ｃ ｏ ｌｏ ｃｅ ｃ ｎ １ Ｊａ ｇ ｉＥｅ ｔ ｃＰ ｗ ｒＲｅｅ ｒｈＩ ｓｉ ｔ， ｎ ｈ ｎ ３ ０ ６ Ｊａ ｇ ｉＰｏ ｉｃ ， ｉａ ２ Ｓ ｈ ｏ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄ ｉ ｔ
探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真
探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真1. 引言1.1 研究背景实时混合仿真是指利用数字计算机和实时数字仿真系统（如Real-Time Digital Simulator，简称RTDS）相结合，对复杂系统进行快速、高效的实时仿真。
随着现代电力系统的复杂性和规模不断增加，传统的电力系统仿真工具已经难以满足对实时性和准确性的要求。
而基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真技术，可以有效地解决这一问题。
将数字计算机和RTDS相结合，可以充分发挥它们各自的优势，实现对电力系统的高效、精确的实时仿真。
这对于电力系统的运行、控制和保护等方面具有重要意义，有助于提高电力系统的稳定性和可靠性，促进智能电网的发展。
研究基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真技术具有重要的理论和应用价值。
1.2 研究意义实时混合仿真是数字计算机和RTDS相结合的一种高级仿真技术，其在电力系统、航空航天等领域具有重要的应用意义。
实时混合仿真可以帮助工程师们更加直观地了解系统的运行情况，及时发现问题并采取相应措施，提高系统的可靠性和安全性。
实时混合仿真可以加快系统设计和调试的过程，降低成本和风险，并且可以提供更多的仿真数据用于系统优化和改进。
实时混合仿真还可以帮助学生更好地理解系统的工作原理和运行机制，促进人才的培养和学科的发展。
研究实时混合仿真的意义在于推动科学技术的发展，提高生产效率，促进产学研合作，培养优秀人才，促进经济社会的可持续发展。
1.3 研究目的研究目的是探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真技术在电力系统领域的应用。
通过对数字计算机和RTDS在实时混合仿真中的优势和挑战进行分析，可以为电力系统仿真提供更加准确和可靠的工具和方法。
通过研究实时混合仿真的关键技术和发展趋势，可以为未来电力系统仿真技术的进一步发展提供一定的参考和指导。
通过本研究，旨在为实现电力系统的安全、稳定和高效运行提供更好的技术支撑，并促进电力系统仿真技术的不断创新和突破。
电力系统实时数字仿真器RTDS
电力系统实时数字仿真器RTDS叶 林1 杨仁刚1 杨明皓1 Rick Kuffel2 林华谘2(1 中国农业大学电力系 100083 2 RTDS Technologies Inc.)摘 要 电力系统实时数字仿真器RTDS(Real Time Digital Simulators)是实时全数字电磁暂态电力系统模拟装置,采用与EMTP仿真程序相同的算法,但由于其具有很强的硬件计算能力,进行系统研究时速度要快得多。
另外,RTDS仿真系统的频率特性包括了一个很大的频率范围(从直流到4kHz),在此频率范围内,RTDS仿真系统是全面分析电力系统各种问题的理想工具。
RTDS仿真系统可以用于电力系统分析研究、测试保护系统、控制系统的测试及其教育培训。
关键词 电力系统 实时数字仿真 电磁暂态程序1 引言随着电力系统规模的不断扩大,电网的电气连接更加紧密,同时各种新型电力系统元件(如FAC TS 装置)的不断出现,给电力系统的规划设计、运行及故障的分析处理等带来了新的挑战。
通常,在电力系统的规划和设计阶段主要是依靠功能强大的非实时的离线(off line)计算机仿真软件,如EMTP/ EMTPVie w、ATP/ATPDra w、EMTDC/PSC AD等[1,2]。
但是完整的项目实施还需要在投入运行之前对电网、电气设备及继电保护装置等进行实时测试,以验证设备、保护及其控制系统能否满足实际电网运行的要求。
实时数字仿真器RTDS (Real Time Digital Simulators)是实时全数字电磁暂态电力系统模拟装置,它的出现为电力系统的设计、运行及研究提供了新的解决方案[3,4]。
经过多年的硬件和软件设计,1993年第一台商业化的RTDS装置在加拿大Manitoba高压直流研究中心(HVDC)开发成功。
RTDS技术公司(RTDS Technologies Inc.)随后于1994年2月在加拿大的Manitoba HVDC研究中心成立。
实时数字仿真系统_RTDS_在江西电网的应用
收稿日期：2010－04－02作者简介：李升健(1976-),男,工程师，硕士,主要从事电力系统实时数字仿真的应用研究工作。
0引言RTDS 是由加拿大曼尼托巴省高压直流(HVDC)研究中心开发的专门用于实时研究电力系统的数字仿真系统。
为了提高江西电力系统的科研、试验、运行水平，江西省电力科学研究院于2008年11月引进了该套仿真系统。
本文将详细地介绍该套仿真系统的原理、结构及目前在江西电网的应用情况。
1RTDS 的原理及结构RTDS 是数字仿真技术、计算机技术和并行处理技术发展的产物，它不仅具有数字仿真的特点，而且更重要的是并行处理技术的采用和专门硬件的设计保证了RTDS 运行的实时性和具有闭环测试的能力，可以在50μs 的步长上完成较大规模电力系统的实时仿真运行。
该系统中的电力系统元件模型和仿真算法是建立在已被认可并得到广泛应用的EMTDC/PSCAD 基础上的，是EMTDC 的实时化。
1.1硬件结构RTDS 的硬件结构采用模块化设计，并采用并行处理方式。
当仿真大型系统时，可以将其作为一个整体或若干部分运行。
一个RTDS 仿真器是一个或多个计算机硬件单元，这些单元被称为Rack ，每个Rack 由以下功能卡组成：处理器卡3PC 或GPC 、层间通讯卡IRC 、工作站接口卡WIF 。
每个Rack 包含1块WIF 卡，一块IRC 卡，若干处理器卡以及若干与处理器卡相连的I/O 接口卡。
I/O 接口卡的类型有：模拟输入接口卡GTAI 、模拟输出接口卡GTAO 、数字输入接口卡GTDI 、数字输出接口卡GTDO 、220VDC 数字输入输出接口上下GTFPI 。
一个机柜可以装1～3个Rack ，不同的Rack 相互连接可以组成较大规模的仿真器。
Rack 的数量决定了仿真系统的规模。
Rack 和Rack 间通信是借助于层间通讯卡IRC 来完成的，采用660MHz 通信通道。
Rack 与工作站实时数字仿真系统（RTDS ）在江西电网的应用李升健1，马亮1，黄灿英2（1.江西省电力科学研究院,江西南昌330096；2.南昌大学科学技术学院，江西南昌330029）摘要：文中详细地介绍了加拿大研制的实时数字仿真系统RTDS 的原理及结构，综述RTDS 在江西电网的应用状况，并以CSC-101B 线路保护装置的闭环试验为案例详细描述它的具体应用，最后分析了应用数字仿真系统的难点和不足。
RTDS仿真教程
RTDS仿真教程RTDS（Real-Time Digital Simulator）是一种用于电力系统仿真的高性能计算机。
它使用数字信号处理器（DSP）和专用硬件加速器来模拟电气系统，并能提供准确的实时数据。
本教程将介绍RTDS仿真的基本概念、应用场景和操作方法。
一、RTDS仿真基本概念1.什么是RTDS仿真？RTDS仿真是指使用RTDS系统对电力系统进行虚拟仿真，以模拟真实的电气系统行为，并进行各种场景和操作的测试。
2.RTDS系统的组成：RTDS系统由主机计算机、DSP卡、通信接口、外设设备等组成，通过高速通信总线进行数据交换和协同工作。
二、RTDS仿真的应用场景1.功率系统研究：RTDS可以用于研究电力系统的稳定性、电压、电流和功率的控制与分配等问题。
2.储能系统测试：RTDS可以用于评估储能系统的性能、响应速度和控制策略等。
3.新能源接入研究：RTDS可以模拟光伏、风电等新能源接入电网的影响，优化电网运行和控制策略。
4.智能电网研究：RTDS可以模拟智能电网中的智能设备、通信网络和控制策略，并进行方案测试和优化。
三、RTDS仿真的操作方法1. 搭建仿真模型：首先，需要根据实际电气系统的拓扑和参数，使用RTDS仿真软件（如RTDS Simulator或RSCAD）搭建仿真模型。
模型包括各种电气设备、线路、发电机、负载等。
2.配置仿真参数：根据仿真的目的和需求，配置仿真的各项参数，如仿真时间、采样率、控制策略等。
3.运行仿真：连接RTDS系统，将模型导入RTDS中，并启动仿真运行。
RTDS系统会模拟电气系统的行为，并将实时数据传输至计算机，供后续分析和处理。
4.数据分析与处理：通过监视器、图表等工具，对仿真过程中的数据进行分析和处理，评估电气系统的性能和稳定性。
也可以导出仿真结果进行更深入的分析和研究。
5.优化方案测试：根据仿真结果，进行控制策略的调整和优化，重新运行仿真，评估改进方案的效果。
探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真
探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真随着电力系统的不断发展，对其稳定性和可靠性的要求也不断提高。
为了更好地研究和验证电力系统的运行情况，实时混合仿真技术逐渐成为了一个重要的研究方向。
本文将探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真技术，并分析其在电力系统研究中的应用。
一、实时混合仿真技术的发展数字计算机和实时数字仿真器（RTDS）是现代电力系统研究中常用的仿真工具。
数字计算机具有高性能的计算能力，能够模拟复杂的电力系统运行情况。
而RTDS则是一种硬件在环实时仿真器，能够在实际时间内模拟电力系统的运行情况。
两者结合起来，可以实现实时混合仿真，将数字计算机和RTDS的优势发挥到极致。
实时混合仿真技术的发展可以追溯到20世纪70年代，随着数字计算机的发展，电力系统仿真逐渐进入了数字化时代。
而RTDS的出现则进一步加速了实时混合仿真技术的发展。
如今，实时混合仿真技术已经成为了电力系统研究和应用中的重要手段，得到了广泛的应用。
实时混合仿真技术的实现，主要基于数字计算机和RTDS之间的数据交换和通信。
数字计算机负责计算电力系统的状态方程和控制策略，并通过通信接口将计算结果发送到RTDS。
RTDS则负责实时模拟电力系统的运行情况，并将模拟结果返回给数字计算机。
两者之间的通信具有高速性和实时性，保证了实时混合仿真技术的实时性和准确性。
在数字计算机和RTDS之间的数据交换中，需要考虑通信延迟和数据同步的问题。
通信延迟会影响数字计算机和RTDS之间的数据交换，从而影响仿真的实时性。
数据同步则是指数字计算机和RTDS之间的数据需要保持一致，否则会导致仿真结果的不准确。
实时混合仿真技术的实现还需要考虑通信延迟和数据同步的处理方法。
三、实时混合仿真技术在电力系统研究中的应用实时混合仿真技术在电力系统研究中具有广泛的应用价值。
在电力系统的稳定性研究中，实时混合仿真技术可以模拟电力系统在各种故障情况下的运行情况，并实时评估其稳定性。
RTDS教学讲义-上海交通大学电气工程中心
电力系统综合实验实时数字仿真系统（R T D S）教学讲义上海交通大学电气工程系2009.07目录第一节电力系统实时数字仿真器概述 (3)第二节RTDS软硬件介绍 (4)2.1 硬件 (4)2.2 软件 (4)2.2.1什么是PSCAD？ (4)2.2.2如何启动PSCAD？ (5)第三节PSCAD基本操作 (7)3.1鼠标 (7)3.2熟悉文件管理器 (7)3.2.1如何创建项目（PROJECT）或例子（CASE） (9)3.3 用DRAFT绘制模型图 (10)3.3.1熟悉DRAFT界面 (10)3.3.2搭建模型的基本操作 (12)3.4 用RUNTIME模块进行仿真 (14)3.4.1熟悉RUNTIME界面 (14)3.4.2 RUNTIME基本操作 (15)第四节实验 (18)RTDS教学讲义第一节电力系统实时数字仿真器概述目前对于电力系统的仿真研究方法主要有两类：一为动态模拟，二为数值仿真。
这两种方法各有特点和局限性。
动态模拟已经介绍，下面我们主要介绍数值仿真的特点。
伴随着数字计算机和数值技术的发展，数值仿真技术日渐成熟。
这使得人们能够更加深入地研究和分析电机及电力系统的暂、稳态过程。
目前，国内外的研究采用高级语言编程或己开发出的一些比较成熟的数值仿真软件如：EMTP、EMTDC、PSPICE、以及MATLAB等，对电机和电力系统的各种运行情况进行深入地研究。
对于电力系统，目前已经能够进行复杂电力系统的仿真研究。
这种复杂电力系统的仿真基于发电机机组、升压变压器、直流输电及交流输电中各个电气元件准确的数学模型，定量地分析不同运行方式（正常、故障）、稳态和暂态情况下的系统各种电磁物理量（包括谐波）的变化情况。
数值仿真具有不受被研究对象规模和复杂性的限制；保证被研究系统的安全性、系统实验的经济性、以及可用于对未来系统发展的预测等优点。
但是，以上数值仿真软件与动模仿真相比存在着一个共同的缺陷，那就是它们只能对系统进行计算分析，而不能对实际的控制装置和保护设备进行测试实验。
电力系统实时功率在环仿真PHIL
实
时
功
率
在
环
仿
PAS功率放大器输出功率的监测
真
科源工业有限公司
北京市海淀区西直门北大街 5 号
科源工业有限公司
科
功率在环仿真对放大器的要求
源 工 业 有 限 公
电力系统实时功率硬件在环仿真对实时数字仿真仪以及四象限功率放大器有着较高的 要求，主要体现在实时性上，即实时数字仿真仪和四象限功率放大器要具有很好的实时性。 因为实时数字仿真仪RTDS已经是很成熟的实时数字仿真系统，所以我们更多要对四象限功率 放大器进行选择。
输出功率15kW 短时可达30kW 输入功率可达5kW
交流直流兼容 交流直流有同样的功率容量
实
PAS 功率放大器的优点
时 ●响应速度快（μs）；
功 ●变化速率快（有非常高的摆率: >52V/μS）；
率 ●稳定（极低的谐波失真）；
在 ●四象限功率放大器（可以吸收功率）；
环 ●输出范围（电压0-300V，频率0-30KHz）；
当硬件测试（HUT）是功率器件，如太阳能电池板、逆变器、换流器，这就是所谓的在 功率硬件在环仿真（PHIL）。由于实时仿真器RTDS不能提供或吸收功率，电源接口是必要的， 我们可以用四象限功率放大器来模拟电源接口。
电 力 系 统 实 时 功 率 在 环 仿 真
PHIL 模拟典型的实物图
这是一个用4象限功率放大器的作为电源接口的实时功率硬件在环仿真系统。用户在 RTDS中建立系统实际运行与电源接口模型，通过D/A和A/D转换器，采用适当的接口算法及 数模比，将大功率系统缩放，由RTDS输出低电压信号，经4象限功率放大器放大后的电压（VN） 施加到HUT（例如一个光伏逆变器，或微电网），再将HUT的电流经测量传感器反馈给RTDS 中建立的模拟，完成功率硬件在环仿真。
探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真
探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真实时混合仿真是指将数字计算机模型与实时数字仿真系统（RTDS）相结合，用于对电力系统进行实时仿真和模拟。
这种混合仿真技术具有高精度、高效率和可靠性强等优点，能够为电力系统运行和控制的研究提供重要支持。
基于数字计算机的仿真是使用计算机软件对电力系统进行数学建模和仿真。
通过对电力系统的各种设备和线路进行建模，可以模拟不同操作状态下电力系统的动态行为，用于评估电力系统的稳态和暂态性能。
数字计算机仿真具有模型灵活、计算速度快等优点，但由于模型的建立和计算过程是离线进行的，无法满足对电力系统实时性要求。
而RTDS（Real-Time Digital Simulator）是一种基于硬件的实时数字仿真系统，它能够以实时响应的方式进行系统仿真。
RTDS使用专用的硬件和实时操作系统，能够实时计算电力系统的动态方程，模拟出电力系统在实际运行条件下的行为。
由于其具有较高的计算速度和实时性，RTDS能够模拟出电力系统的快速变化情况，并进行实时控制策略的验证和测试。
实时混合仿真将这两种仿真方式相结合，充分发挥各自的优点，提高仿真的真实性和可靠性。
在实时混合仿真中，数字计算机负责模拟电力系统的稳态行为，包括电压、电流和功率等参数的计算，而RTDS则负责模拟电力系统的暂态行为，包括瞬态过程、故障响应和系统动态稳定性等。
两者通过接口进行数据交换和通信，实时混合仿真能够实现对电力系统的全面仿真和测试，分析系统的稳定性、可靠性和安全性等关键问题。
实时混合仿真技术在电力系统研究和开发中有着广泛的应用。
通过实时混合仿真，可以对电力系统的新型设备和控制策略进行验证和测试，评估其对电力系统运行的影响。
实时混合仿真还可以用于电力系统的事件分析和故障诊断，提高电力系统的抗扰能力和容错能力。
实时混合仿真还可以用于电力系统的培训和教育，通过实时仿真场景的模拟和练习，提高操作人员的应急处理能力和决策能力。
基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真技术在电力系统研究和开发中具有重要意义。
探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真
探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真随着电力系统的不断发展，对电力系统进行深入的研究和优化逐渐变得必不可少。
在此过程中，实时混合仿真技术逐渐发展，成为了一种有力的工具。
实时混合仿真是将数字仿真和实验室测试相结合的技术，其中数字仿真通过计算机对电力系统建立虚拟模型进行仿真，而实验室测试则通过真实设备和工具对电力系统进行测试。
这种技术可以大大缩短测试周期，减少实验关键点的遗漏，提高测试的可靠性和实用性。
实时混合仿真中最关键的是实时数字仿真平台，通常使用的是RTDS（Real-Time Digital Simulator）系统。
RTDS系统是一种能够模拟电力系统运行状态的数值模型仿真系统，可以实现相对独立的计算、控制、仿真和测试。
它可以模拟电力系统中各种设备的运行状态，包括线路、变压器、发电机、负载和控制系统等，使仿真结果达到与实际系统运行状态相近的程度。
RTDS系统的另一个重要优势是可以在实验室环境下对电力系统的不同分析场景进行模拟。
可以模拟电力系统的繁忙运行状态和应急状态，以及各种电网不稳定因素的影响。
这样可以为电力系统运行的决策和管理提供有力的依据，避免不必要的风险。
为了实现实时混合仿真，需要在数字仿真平台和实验室测试之间建立一种有效的通信方式。
在数字仿真平台中，采用了一种称为PSCAD（Power System Computer-Aided Design）的软件，它可以对电力系统进行建模和仿真。
在实验室测试中，通常采用真实的设备和传感器来收集实验数据。
两者之间的通信则需要由中央控制器进行处理。
中央控制器负责将实验数据发送到数字仿真平台中，同时将数字仿真平台的结果转发给实验设备进行验证。
实时混合仿真技术的应用可以带来不少优势。
它可以缩短测试周期，从而提高产品的开发速度和质量。
此外，该技术还可以加速新技术的推广和应用，包括新型电力系统设备和控制策略。
总之，实时混合仿真技术在电力系统领域内具有重要的应用前景。
几种常用电力系统仿真软件的比较分析
几种常用电力系统仿真软件的比较分析电力系统仿真软件的分类较为复杂，按照不同标准可分为：实时与非实时，短时与长时间等不同种类，而各个仿真软件在功能上都具有综合性，只是侧重点有所不同，在报告的最后有各类仿真软件功能的比较，以下为较著名的仿真软件的介绍。
1RT DSRTDS由加拿大RTDS公司出品，一个CPU模拟一个电力系统元器件，CPU间的通讯，采用并行-串行-并行的方式。
RTDS具有仿真的实时性，主要用于电磁暂态仿真。
目前RTDS应用规模最大的是韩国电力公司(KEP C 0)的装置，有26个RACK,可以模拟400多个三相结点。
RTDS 仿真的规模受到用户所购买设备(RACK)数的限制。
这种开发模式不利于硬件的升级换代，与其它全数字实时仿真装置相比可扩展性较差。
由于每个RACK的造价很高，超过3 0万美元，因此仿真规模一般不大。
基于上述原因，RTDS目前主要用于继电保护试验和小系统实时仿真。
2EMTDC/PSCADEMTDC是一种世界各国广泛使用的电力系统仿真软件，PSCAD 是其用户界面，一般直接将其称为PSCADo使得用户能更方便地使用EMT DC 进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能。
PSCAD/EMTDC基于d ommel电磁暂态计算理论，适用于电力系统电磁暂态仿真。
EMTD C ( E 1 e c t roMagnetic Tr a nsient in DC System) B|J可以研究交直流电力系统问题，又能完成电力电子仿真及其非线性控制的多功能工具。
P s CAD由M a nitoba HVDC rese a rch center 开发。
3PSASPPSASP由中国电力科学研究院开发。
PSASP的功能主要有稳态分析、故障分析和机电暂态分析。
稳态分析包折潮流分析、网损分析、最优潮流和无功优化、静态安全分析、谐波分析和静态等值等。
故障分析包括短路计算、复朵故障计算及继电保护整定计算。
探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真
探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真实时混合仿真是一种利用数字计算机和实时数字仿真器（RTDS）进行仿真的技术。
它能够模拟电力系统中的各种情况，包括电路故障、系统运行状态和电力设备的响应。
通过实时混合仿真，研究人员能够更好地了解电力系统的行为，优化系统运行，提高系统的稳定性和可靠性。
本文将探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真技术的原理、应用和未来发展趋势。
实时混合仿真技术的原理是将电力系统的模型分成几个部分，分别在数字计算机和RTDS上进行仿真。
数字计算机负责进行高级控制和保护仿真，而RTDS负责进行低级控制和电气仿真。
通过高级和低级控制之间的协调和通信，可以实现对整个电力系统的实时仿真和实时控制。
实时混合仿真技术在电力系统中有着广泛的应用。
它可以帮助研究人员更好地了解电力系统的行为。
通过仿真，研究人员可以模拟不同的系统运行状态和故障情况，了解系统的响应和控制策略的有效性。
实时混合仿真技术还可以帮助工程师优化系统运行，改善系统的稳定性和可靠性。
通过仿真，工程师可以找出系统中存在的问题，并提出相应的解决方案。
实时混合仿真技术还可以用于培训和教育。
通过模拟不同的电力系统情况，可以帮助学生更好地理解电力系统的运行原理和控制方法。
随着电力系统的发展和智能化程度的提高，实时混合仿真技术也将迎来新的发展机遇。
随着数字计算机和RTDS的性能不断提高，实时混合仿真技术的仿真精度和实时性将得到进一步提升。
随着智能电网的发展，实时混合仿真技术将得到更广泛的应用。
智能电网将引入大量的新能源和分布式能源，这将使电力系统的运行更加复杂和多样化。
实时混合仿真技术将能够帮助电力系统更好地适应这种变化，提高系统的稳定性和可靠性。
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电力系统实时数字仿真器RTDS叶 林1 杨仁刚1 杨明皓1 Rick K u ffel2 林华谘2(11中国农业大学电力系 100083 21RT DS T echnologies Inc.) 摘 要 电力系统实时数字仿真器RT DS(Real T ime Digital Simulators)是实时全数字电磁暂态电力系统模拟装置,采用与E MTP仿真程序相同的算法,但由于其具有很强的硬件计算能力,进行系统研究时速度要快得多。
另外,RT DS仿真系统的频率特性包括了一个很大的频率范围(从直流到4kH z),在此频率范围内,RT DS仿真系统是全面分析电力系统各种问题的理想工具。
RT DS仿真系统可以用于电力系统分析研究、测试保护系统、控制系统的测试及其教育培训。
关键词 电力系统 实时数字仿真 电磁暂态程序1 引言随着电力系统规模的不断扩大,电网的电气连接更加紧密,同时各种新型电力系统元件(如FACTS 装置)的不断出现,给电力系统的规划设计、运行及故障的分析处理等带来了新的挑战。
通常,在电力系统的规划和设计阶段主要是依靠功能强大的非实时的离线(off—line)计算机仿真软件,如E MTP/ E MTPView、ATP/ATPDraw、E MT DC/PSC AD等[1,2]。
但是完整的项目实施还需要在投入运行之前对电网、电气设备及继电保护装置等进行实时测试,以验证设备、保护及其控制系统能否满足实际电网运行的要求。
实时数字仿真器RT DS (Real T ime Digital Simulators)是实时全数字电磁暂态电力系统模拟装置,它的出现为电力系统的设计、运行及研究提供了新的解决方案[3,4]。
经过多年的硬件和软件设计,1993年第一台商业化的RT DS装置在加拿大Manitoba高压直流研究中心(H VDC)开发成功。
RT DS技术公司(RT DS T echnologies Inc.)随后于1994年2月在加拿大的Manitoba H VDC研究中心成立。
公司的主要任务是制造、销售、技术服务和对实时数字模拟装置(RT DS)的开发。
RT DS技术公司的成立极大地推进了电力系统实时仿真器这项新技术,并提供仿真的解决方法以及制造仿真系统。
在公司成立的第一个五年内,就有超过130台RT DS仿真装置分别被安装在14个国家。
许多世界上最著名的电力设备制造商(如GE、ABB)、电力公司、研究机构、大学和设计院都采用RT DS技术公司提供的高质量的电力系统实时仿真设备来完成其科研、生产和开发任务。
RT DS技术公司提供电力系统仿真技术用于复杂的高压交直流网络的快速、可靠、精确和经济的研究。
实时数字仿真技术代替以模拟量仿真为基础的老一代网络分析系统。
RT DS模拟装置的开发没有先例,运用的先进的硬件和软件技术是专门为电力系统的实时仿真所创造的。
RT DS仿真装置使电力专家有可能确定网络的结构同时对运行年限的各个方面进行实时试验。
系统的问题能更快地被发现,解决的办法也能立即进行设计和试验。
使用RT DS 仿真装置,电力系统新设备和网络的设计或改进能够被评价和准确地试验。
现在人们能用数字技术建立电力系统更详细和更广泛的模型。
使用RT DS在实时的条件下,也就是如同在实际的网络运行状态下,设备能被试验、运转和优选;意外事故能被设计和模拟;元件间的互相影响能被更好地分析和理解。
2 RT DS仿真系统的特点实时数字仿真器RT DS是一个全数字化的电力系统电磁暂态(E MTP)模拟装置。
RT DS硬件基于DSP(数字信号处理器)和并行计算,计算速度可达到实时输出的目的。
RT DS的基本组成部分分为RACK,多个RACK之间通过总线和工作站接口卡WIF(W orkstation Interface)相连,RACK的数量视仿真系统的规模而定。
每个R ACK包括多个RPC(Risc—94—・电力电气・《电工技术杂志》2004年第7期Pr ocess or C ard )卡或3PC (T riple Pr ocess or C ard )卡,每个3PC 卡包括3个SH ARC A D21062数字信号处理器(Digital Signal Process or ,DSP ),速度更快,功能更强。
一个或多个DSP 可仿真一个电力系统的基本元件,如母线、线路、开关、电压互感器(PT )、电流互感器(CT )、发电机、励磁系统等。
RT DS 通过这些基本元件构成系统。
构成的系统运行于其上层工作站的PSC AD (电力系统计算机辅助设计)软件。
PSC AD 是RT DS 专用的图形界面,可供用户完成构成系统、运行监控、分析结果等工作。
RT DS 的核心软件为E MT DC 软件,该软件是可以进行直流研究的电磁暂态计算程序。
RT DS 通过以太网与工作站相连。
在工作站上,可以通过PSC AD 对RT DS 完成各种操作。
RT DS 最重要的特性是它能维持实时条件下的连续运行,也就是说,它能足够快地求解电力系统的方程并连续地产生输出,这些输出真实地代表了实际网络的状态。
由于计算结果的实时性,仿真系统能直接连到电力系统控制和保护设备上进行闭环试验。
这种试验方法可在多种故障条件下对设备进行测试,其中许多测试条件是无法用其他办法或不允许在实际系统中实现的。
因此,RT DS 仿真系统可用来做保护系统的闭环试验并且大大优于其他试验方法,还能校验保护设备的性能及设置。
放大器常被接入回路以使继电保护能用其在运行中所使用的工作电压和电流来测试。
RT DS 仿真系统是先进的计算机硬件和大量的计算机软件的综合体。
电力系统的模型是通过从任意数目的用户自定义的电力系统元件库中取出元件模型构造而成,同时显示在计算机屏幕上。
软件是与RT DS 仿真系统硬件联系的主要界面。
它的设计允许用户完成所有必需的步骤,包括准备和进行仿真工作,分析输出结果等。
硬件是完全模块化的,允许用户随时扩展设备以适应最复杂和详细的系统模型。
3 RT DS 仿真系统的应用RT DS 仿真装置是一个全数字化的电力系统电磁暂态(E MTP )模拟装置。
它用于进行控制和保护设备的闭环试验,完成系统分析研究,培训运行人员、工程师和学生。
它是一种取代暂态网络分析仪和模拟式或数模混合式模拟装置的经济而高效的方案。
RT DS 仿真装置使用户有可能研究扰动对电力系统设备和网络的影响,以防止故障或停运,其应用示意如图所示。
图 RT DS 应用示意311 电力系统分析研究电力系统的仿真研究可以包括几乎所有的网络结构,从单电源的负载这类非常小的研究直到能代表一个完整的电力公司网络的基本动态特性的研究。
特别是RT DS 仿真系统提供的结果比传统的稳定和潮流程序深刻得多,这是因为RT DS 仿真系统代表的系统特性包含了一个很大的频率范围(直流到4kH z )。
在这个频率范围内,RT DS 仿真系统是精确分析电力系统现象的理想工具。
312 测试保护及控制设备对于保护和控制系统的试验,RT DS 仿真系统逼真地模拟实际电力系统的状态。
由于被试的设备直接连接到仿真系统,因而它将像在实际系统中运行一样。
这种试验方法使设备能在大量系统可能发生的情况下进行试验,而这些试验是用别的方法不能做到或在实际的系统中不允许进行的。
闭环试验提供了一种方法不仅能用来评价保护和控制设备的运行,而且也能用来评估网络对设备正常运行或误动作的反应。
同时,由于RT DS 仿真系统中具有充足且易于使用的信号输入和输出通道,这使得测试复杂控制器所需要的大量信号传输变得更加容易。
313 教学与培训中的仿真RT DS 仿真系统是一个理想的演示和教育工具,用来详细说明仿真技术、电力系统动态特性及其运行的状态。
一些大学和培训机构已将RT DS 仿真系统用于他们的教学研究与开发项目中。
学生能够有效地亲身体验一个由仿真系统模拟的运行中的电力—5—《电工技术杂志》2004年第7期电力系统实时数字仿真器RT DS系统。
RT DS仿真系统给学生提供了一个案头的工具来帮助他们将理论和电力系统的实际运行联系起来。
4 RT DS仿真系统的功能RT DS采用并行DSP进行数字仿真,每1～3个DSP仿真一个电力系统元件,仿真步长可达50μs,因而具备一切数字仿真的特点,如精度高、响应时间短、修改参数方便、建立模型简单、模拟事故不会引起设备损坏等优点。
除此之外,图形操作界面不仅可以直观方便地建立模拟系统并分配给RT DS进行实时计算,也可作为E MT DC等软件的用户界面。
从应用实例来看,随着RT DS的推广应用,其应用于电力系统的各种仿真和测试也越来越多,RT DS主要有以下几个方面的功能。
(1)交流电网实时暂态分析计算和交直流联网系统的运行研究。
RT DS仿真系统可研究电力系统暂态过程中,各种快速响应装置的相互影响,如FACTS装置(S VC、ST AT C OM、T CSC、UPFC)、高速继电保护装置、断路器、自动重合闸、变压器的饱和特性/励磁涌流等。
还可研究电网互联的运行问题。
(2)高压直流输电(H VDC)系统及其控制系统的研究。
RT DS可模拟H VDC的换流器、线路、电抗器及控制系统、交流系统、高压输电线路、发电机等,还可与实际H VDC控制系统相连组成实时闭环系统。
(3)研究电力系统暂态过程中稳定性及对电网的影响问题。
RT DS可以用来研究扰动对电力系统暂态稳定性的影响,以及暂态过程对电网的影响,后者主要包括发电机轴系扭振问题,以及对电力系统稳定器、自动调压器、保护系统的影响。
研究变压器饱和效应及其他非线性影响、自动重合闸。
当电力系统受到干扰时,模拟电网的振荡,以及新型快速控制及开关设备的相互影响。
(4)开发测试电力系统新装置。
RT DS用于开发和研究电力系统新装置及其控制系统。
此外,RT DS 还可以对继电保护系统进行实时闭环测试。
(5)进行事故分析和仿真计算。
从RT DS的功能特点和应用范围来看,和同类仿真器相比,其大电网模拟和闭环测试功能最具特点,因此,可以考虑用RT DS作为电网规划设计、运行及其故障分析的工具。
5 RT DS成套设备RT DS仿真装置包括硬件和软件。
511 硬件为方便用户使用和扩展,RT DS的硬件结构都是采用小型模块化设计,并采用并行处理方式。
当计算大型的仿真系统时,可以将其作为一个整体或若干部分运行。
一个RT DS模拟器是一个或多个计算机硬件单元,这些单元被称为机柜(RACK),它们安装在机架中。
最小的机架有1个机柜,中等的机架有1～2个机柜,全尺寸机架室有1个、2个或3个机柜。
机架中还有一些必要的辅助设备,如电源和冷却风扇以及可选硬件如接口设备。
RT DS仿真装置硬件的一个机柜包含最多18个处理器和2个通信卡。