一种基于rtds的混合实时仿真方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统实时仿真领域，具体为一种基于RTDS的混合实时仿真方法。
【背景技术】
[0002]电力系统仿真是研宄电力系统动态行为的重要手段之一。在电力系统中，仿真技术有着很好的应用，并取得了很多研宄成果，产生了良好的社会与经济效益。其中出现了大量成熟的仿真工具与软件，如RTDS、PSCAD/EMTDC等，还有国内常规的电力系统暂态稳定计算软件，例如中国电力科学院开发的电力系统潮流计算、暂态稳定和短路电流计算的仿真软件PSASP，还有BPA软件。
[0003]另一方面，在电力系统安全控制方面，需要考虑电网的真实特性进行控制设备与保护装置的性能测试，需实现电力系统的实时仿真，近年来实时仿真用的最多的是由加拿大曼尼托巴RTDS公司开发制造全称为实时数字仿真仪(Real Time Digital Simulator)(以下简称RTDS)，它是一种专门设计用于研宄电力系统中电磁暂态现象的装置。目前，RTDS已广泛应用于28个国家(地区)的电力企业和研宄机构。由于电力系统的复杂性，该装置在仿真过程中存在较大的局限性，如:不能仿真电力系统中原动机的非线性特性，不能对复杂系统进行精细化仿真。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于RTDS的混合实时仿真方法，利用现有的一些其它仿真软件与仿真装置与RTDS —起进行联合仿真，从而可综合考虑原动机非线性特征，并实现复杂电力系统的非线性实时仿真。
[0005]为实现上述技术目的，本发明提供的方案是:一种基于RTDS的混合实时仿真装置，包括RTDS和外部实时仿真装置，RTDS包括仿真单元及与其联接的发送GTNET卡和接收GTNET卡，外部实时仿真装置包括仿真单元及与其联接的发送网卡和接收网卡，RTDS的发送GTNET卡向外部实时仿真装置的接收网卡发送信息，外部实时仿真装置的发送网卡向RTDS的接收GTNET卡发送信息。
[0006]本发明还提供:一种基于RTDS的混合实时仿真方法，包括如下步骤。
[0007]步骤一，RTDS的仿真单元将需与外部仿真装置交互的仿真功能的相关信息填入基于SV (sampled values)协议(S卩“采样值传输协议”)的发送信息包，同时完成无需与外部仿真装置交互的仿真计算。
[0008]步骤二，步骤一的信息包进入RTDS 的发送 GTNET (Giga-Transceiver NetworkCommunicat1n Card，千兆收发器网络通信卡)卡，并由该发送GTNET卡通过网络发出。
[0009]步骤三，外部实时仿真装置的接收网卡接收来自发送GTNET卡的信息包后进行识别处理，将与本装置地址相符的信息填入外部仿真装置的基于SV协议的接收信息包。
[0010]步骤四，外部实时仿真装置的仿真单元对步骤三得到的信息报进行解析，得到相关信息，并进行仿真计算。
[0011]步骤五，实时仿真装置的仿真单元完成仿真计算，并将计算结果填入基于SV协议的回馈信息包。
[0012]步骤六，步骤五的信息包进入外部仿真装置的发送网卡，并由该发送网卡通过网络发出。
[0013]步骤七，RTDS的接收GTNET卡接收来自发送网卡的信息包后，将信息填入基于SV协议的仿真信息包，并发送到RTDS的仿真单元。
[0014]步骤八，RTDS的仿真单元对步骤七获得的信息包进行解析，将外部实时仿真装置的仿真计算结果，完成需与外部实时仿真装置交互的仿真功能及同步，并结合由RTDS完成的无需与外部仿真装置交互的仿真计算结果，实现混合实时仿真。
[0015]本发明的有益效果在于:1、能实现RTDS与外部实时仿真装置的同步仿真；2、混合实时仿真，仿真结果能真实反映电力系统的特性；3、实时仿真装置与RTDS并行计算，可满足电力系统高精度实时仿真的需要。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的系统原理结构框图。
[0017]其中，1、RTDS的仿真单元，2、基于SV协议的发送信息包，3、发送GTNET卡，4、接收GTNET卡，5、基于SV协议的仿真信息包，6、外部仿真装置的仿真单元，7、接收网卡，8、基于SV协议的接收信息包，9、基于SV协议的回馈信息包，10、发送网卡。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
[0019]本实施例提供一种基于RTDS的混合实时仿真装置，如图1所示，包括RTDS和外部实时仿真装置，RTDS包括仿真单元I及与其联接的发送GTNET卡3和接收GTNET卡4，外部实时仿真装置包括仿真单元6及与其联接的发送网卡10和接收网卡7，RTDS的发送GTNET卡3向外部实时仿真装置的接收网卡7发送信息，外部实时仿真装置的发送网卡10向RTDS的接收GTNET卡4发送信息。
[0020]本实施例还提供一种基于RTDS的混合实时仿真方法，包括如下步骤。
[0021]步骤一，RTDS的仿真单元I将需与外部仿真装置交互的仿真功能的相关信息填入基于SV (sampled values)协议(即“采样值传输协议”)的发送信息包2，同时完成无需与外部仿真装置交互的仿真计算。
[0022]步骤二，步骤一的信息包进入RTDS 的发送 GTNET (Giga-Transceiver NetworkCommunicat1n Card，千兆收发器网络通信卡)卡3，并由该发送GTNET卡3通过网络发出。
[0023]步骤三，外部实时仿真装置的接收网卡7接收来自发送GTNET卡3的信息包后进行识别处理，将与本装置地址相符的信息填入外部仿真装置的基于SV协议的接收信息包8。
[0024]步骤四，外部实时仿真装置的仿真单元6对步骤三得到的信息报进行解析，得到相关信息，并进行仿真计算。
[0025]步骤五，实时仿真装置的仿真单元6完成仿真计算，并将计算结果填入基于SV协议的回馈信息包9。
[0026]步骤六，步骤五的信息包进入外部仿真装置的发送网卡10，并由该发送网卡10通过网络发出。
[0027]步骤七，RTDS的接收GTNET卡4接收来自发送网卡10的信息包后，将信息填入基于SV协议的仿真信息包5，并发送到RTDS的仿真单元I。
[0028]步骤八，RTDS的仿真单元I对步骤七获得的信息包进行解析，将外部实时仿真装置的仿真计算结果，完成需与外部实时仿真装置交互的仿真功能及同步，并结合由RTDS完成的无需与外部仿真装置交互的仿真计算结果，实现混合实时仿真。
[0029]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进或变形，这些改进或变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于RTDS的混合实时仿真装置，其特征在于:包括RTDS和外部实时仿真装置，RTDS包括仿真单元及与其联接的发送GTNET卡和接收GTNET卡，外部实时仿真装置包括仿真单元及与其联接的发送网卡和接收网卡，RTDS的发送GTNET卡向外部实时仿真装置的接收网卡发送信息，外部实时仿真装置的发送网卡向RTDS的接收GTNET卡发送信息。
2.一种基于RTDS的混合实时仿真方法，包括如下步骤: 步骤一，RTDS的仿真单元将需与外部仿真装置交互的仿真功能的相关信息填入基于SV协议的发送信息包，同时完成无需与外部仿真装置交互的仿真计算； 步骤二，步骤一的信息包进入RTDS的发送GTNET卡，并由该发送GTNET卡通过网络发出； 步骤三，外部实时仿真装置的接收网卡接收来自发送GTNET卡的信息包后进行识别处理，将与本装置地址相符的信息填入外部仿真装置的基于SV协议的接收信息包； 步骤四，外部实时仿真装置的仿真单元对步骤三得到的信息报进行解析，得到相关信息，并进行仿真计算； 步骤五，实时仿真装置的仿真单元完成仿真计算，并将计算结果填入基于SV协议的回馈信息包； 步骤六，步骤五的信息包进入外部仿真装置的发送网卡，并由该发送网卡通过网络发出； 步骤七，RTDS的接收GTNET卡接收来自发送网卡的信息包后，将信息填入基于SV协议的仿真信息包，并发送到RTDS的仿真单元； 步骤八，RTDS的仿真单元对步骤七获得的信息包进行解析，将外部实时仿真装置的仿真计算结果，完成需与外部实时仿真装置交互的仿真功能及同步，并结合由RTDS完成的无需与外部仿真装置交互的仿真计算结果，实现混合实时仿真。
【专利摘要】本发明涉及电力系统实时仿真领域，具体为一种基于RTDS的混合实时仿真方法。本发明由外部实时仿真装置与RTDS技术并行处理，实现复杂电力系统的非线性实时仿真。本发明的有益效果在于：1、能实现RTDS与外部实时仿真装置的同步仿真；2、混合实时仿真，仿真结果能真实反映电力系统的特性；3、实时仿真装置与RTDS并行计算，可满足电力系统高精度实时仿真的需要。
【IPC分类】G06F9-455
【公开号】CN104572247
【申请号】CN201410753457
【发明人】郭琦, 程远楚, 袁艺, 李伟, 张广涛, 李书勇
【申请人】南方电网科学研究院有限责任公司, 武汉大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月10日