1-电力系统全数字仿真装置(双面打印版)

第一章
概述
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电暂态分网并行计算基础上接入复杂故障、接入电磁暂态计算网络、接 入 Matlab 软件计算、接入物理模拟装置； � 电磁暂态仿真部分采用分网并行计算技术，实现了一定规模电网的实时 和超实时仿真；电磁暂态网络分割方式灵活，可以采用“点的分裂”方式， 也可以采用“线的分割”方式，或者二者结合使用； � 电磁暂态仿真采用带阻尼的隐式梯形积分法，避免开关动作后发生数值 振荡； � � 电磁暂态仿真部分可接入物理装置进行闭环仿真试验； 研究提出了一种机电暂态和电磁暂态仿真的接口方法，实现了大规模电 力系统机电暂态和电磁暂态混合实时仿真；混合仿真模式下机电暂态和 电磁暂态都可分网并行计算； � 研究提出了一种适合直流输电系统电磁暂态仿真的网络并行技术及交直 流分割算法， 可实现具有双极 12 脉冲换流器和交直流滤波装置的整流和 逆变站、直流控制器、直流输电线路的直流输电系统的电磁暂态实时仿 真； � 可接入用户自定义模型，从而可对用户自定义的设备和装置的数学模型 进行仿真，既可用于装置的结构设计和参数优化，又可代替实际装置接 入系统进行仿真模拟； � 可接入 Matlab 仿真程序所模拟的电力系统，从而可利用 Matlab 及其仿 真工具（Simulink）的资源，扩展对电力系统的仿真分析能力； � 与 PSASP7.0 数据兼容，并可自动转换 PSASPR5.*, PSASPR6.* 、 BPA 等格式的数据； � 图模一体化支持平台；
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3 电力系统全数字仿真装置用途................................................... 13
3.1 电力系统故障的再现和分析...................................................................... 13 3.2 继电保护和安全自动（安全稳控）装置的检验和试验研究.................. 13 3.3 励磁系统仿真和装置的试验研究.............................................................. 14 3.4 电网分析计算.............................................................................................. 14 3.5 电网中控制系统的控制策略的验证研究.................................................. 15 3.6 电网安全自动（安全稳控）装置的协调控制策略研究.......................... 15 3.7 FACTS 控制装置控制策略和检测试验研究............................................. 15 3.8 直流输电控制装置试验研究...................................................................... 15 3.9 交直流混合输电大系统安全稳定运行及控制策略的研究...................... 16
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电力系统全数字仿真装置用户手册概述
4.4 视频切换系统.............................................................................................. 18 4.5 功率放大器.................................................................................................. 18 4.6 物理接口箱.................................................................................................. 18 4.7 其它辅助设备.............................................................................................. 18
1 概述................................................................................................. 1
1.1 电力系统全数字仿真装置简介.................................................................... 1 1.2 电力系统全数字仿真装置特点.................................................................... 4
图 1-1 电力系统全数字仿真装置外观图
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需要用户选配在线数据接口模块
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电力系统全数字仿真装置用户手册概述
图 1-2 电力系统全数字仿真装置硬件架构图 1
图 1-3 电力系统全数字仿真装置结构图
仿真系统获授权发明专利 3 项——电力系统数字仿真装置、电力系统数字仿真方 法、电力系统潮流分网并行计算，其中“电力系统数字仿真装置”获得中国专利优秀 奖；获软件著作权一项。 仿真系统获 2009 年度国家科学技术进步一等奖。专家鉴定认为： “成果具有自主
5 电力系统全数字仿真装置运行环境要求...................................19 6 随机文档说明............................................................................... 21 7 性能指标....................................................................................... 23
2 电力系统全数字仿真装置模块..................................................... 7
2.1 潮流计算........................................................................................................ 7 2.2 机电暂态仿真................................................................................................ 8 2.3 电磁暂态仿真................................................................................................ 9 2.4 机电-电磁暂态混合仿真.............................................................................10 2.5 用户自定义模型接口.................................................................................. 10 2.6 MATLAB 接口.............................................................................................. 10 2.7 物理装置接口.............................................................................................. 11
图 1-6 仿真系统获 2009 年度国家科学技术进步一等奖
1.2 电力系统全数字仿真装置特点
电力系统全数字仿真装置采用通用的软硬件技术平台，因而具有开放性、可扩展 性，便于软硬件随着技术的发展更新换代，并获得高性价比。 硬件：主要使用高性能 PC 机群（PC-cluster），造价低、扩展性好，用户如果需 要扩展节点，只需增加节点和变更配置文件即可完成。 通信网络系统：采用通用局域网连接且管理网络和计算网络分离的双网结构，管 理网络采用千兆以太网，计算网络采用高速 Myrinet 网络或 Infiniband 网络，管理网和 数据网的分离大大提高了网络可用性，同时保障了数据的传输带宽。 系统软件：采用 Linux 操作系统，该系统附加费低、稳定可靠、兼容性好、性能 优异。 应用软件：核心仿真软件基于成熟的商用软件电力系统分析综合程序（PSASP）， 可信度高。 技术创新：拥有三项发明专利――电力系统数字仿真装置、电力系统数字仿真方 法、电力系统潮流分网并行计算。 � � 可实现自动或按指定方式对电网进行分割； 研究提出了一种新的大规模电力系统机电暂态分网并行计算的仿真算 法， 可实现 5000 至 20000 节点的大规模交直流混合电力系统机电暂态实 时、超实时仿真； � 研究提出了以机电暂态为基础的综合接口平台，可在大规模电力系统机
4 电力系统全数字仿真装置硬件................................................... 17
4.1 计算机群...................................................................................................... 17 4.2 终端工作站.................................................................................................. 17 4.3 网络设备...................................................................................................... 18
1 概述
1.1 电力系统全数字仿真装置简介
电力系统全数字仿真装置（ Advanced Digital Power System Simulator, ADPSS）是 由中国电力科学研究院研发的基于高性能 PC 机群的全数字仿真系统。该仿真装置利 用机群的多节点结构和高速本地通讯网络，采用网络并行计算技术对计算任务进行分 解，并对进程进行实时和同步控制，实现了大规模复杂交直流电力系统机电暂态和电 磁暂态的实时和超实时仿真以及外接物理装置试验。利用该仿真装置，可以进行 3000 台机、20000 个节点的大系统交直流电力系统机电暂态仿真以及机电-电磁暂态混合仿 真研究，可以与调度自动化系统相连取得在线数据进行仿真 1，可接入继电保护、安 全自动装置、 FACTS 控制装置以及直流输电控制装置等实际物理装置进行闭环仿真试 验，可接入 MATLAB 等商用软件进行局部和子任务计算，接入用户自定义模型以完 成用户指定功能和任务。 图 1-1、图 1-2、图 1-3 分别为电力系统全数字仿真装置外观图、硬件架构图和总 体结构图。
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示意图，用户所配的结点及终端个数可根据项目需要进行调整。
第一章
概述
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知识产权，总体技术达到了国际领先水平。” 图 1-4、图 1-5、图 1-6 分别为仿真系统知识产权、鉴定及获奖情况。
图 1-4 仿真系统专利及软件著作权
图 1-5 中国电机工程学会鉴定意见
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电力系统全数字仿真装置用户手册概述
ADPSS
®
电力系统全数字仿真装置
Advanced Digital Power System Simulator
用户手册 v2.0
概述
’s Manual v2.0 User ser’
Overview
中国电力科学研究院
China Electric Power Research Institute
目 录