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HVDC高压直流全数字实时仿真测试解决方案
2013年7月13日    评论:    分享:

    来源:上海科梁信息工程有限公司

    与交流输电系统相比,高压直流输电在仿真领域所面临的主要问题将是如何对换流阀等暂态过程较快的部位进行详细的电磁暂态描述,如何仿真近年出现的新型柔性直流输电(VSC-HVDC)系统中的大量电力电子装置,同时要能够满足实时性的要求。

    eMEGAsim是加拿大Opal-RT公司专门研发的电力系统实时仿真器Opal-RT始终以解决电力系统发展中遇到的实际问题为产品的研发方向。针对电力系统中电力电子技术的大量应用及大规模交直流混合电力系统的形成,Opal-RT针对性的研发了eMEGAsim电力系统实时仿真器,该系统不仅能够完成常规电力系统的所有数值仿真与测试,还特别适合用于对电力电子在电力系统中的应用的研发及测试。eMEGAsim基于PC集群的硬件架构,结合优秀的算法及模型库,可以非常精确的对含有大量IGBT等电力电子器件的系统的仿真及测试,并能够进行上万个节点的电磁暂态模拟,在目前电力系统实时仿真技术领域处于领先地位。

HVDC高压直流全数字实时仿真测试解决方案

    功能
 
    ·全数字实时仿真——eMAGAsim运行HVDC全系统数学模型,加速仿真分析;
 
    ·快速控制原型(Rapid Prototype Controller,RCP)——eMAGAsim作为主控,调试控制保护原型样机;
 
    ·控制器硬件在环测试(Hardware In the Loop,HIL)——eMAGAsim模拟主电路对控制保护装置进行测试;
 
    ·支持Goose, IEC61850协议,数据可导出为Comtrade格式;
 
    ·仿真规模大,单仿真机箱(Rack)仿真节点达675个,并可组成集群,且CPU主频及多核数目更新遵循“摩尔定律”;
 
    ·自动测试功能,能实现嵌入式软件的自动化测试,包括测试管理与测试报告自动生成。

HVDC高压直流全数字实时仿真测试解决方案

    应用范围:
 
    ·可完成对高压直流输电系统的实时解算;特别适合含有大量电力电子器件及大量I/O的输电系统控制保护装备验证。例如常规直流输电系统、特高压直流输电系统、基于IGBT等全控阀的柔性直流输电系统(VSC-HVDC)、多端直流输电系统(Multi-Terminal HVDC)等多项先进输电技术的关键工程化难题研究。包括:
 
    ·基于晶闸管的常规换流阀;
 
    ·基于IGBT等全控器件的2电平、3电平换流阀:
 
    ·基于IGBT等全控器件的模块化多电平换流器(MMC-HVDC);

HVDC高压直流全数字实时仿真测试解决方案

    系统配置
 
    ·OP5600实时仿真器,基于Intel i7 3.3GHz 12核CPU;
 
    ·Xilinx Virtex6/SPARTANT3 FPGA;
 
    ·多机并行支持:基于PCI-E总线实现处理器互联,可组成12~72核的大规模仿真机集群,全双工通讯,带宽20Gb/s,1~2μs低延迟;
 
    ·RT-LAB10.x实时仿真管理软件;
 
    ·RTeGRID : 电力系统专用模型库与解算器;
 
    ·Scopeview :图形化数据监控与分析软件。
 
    关键特性
 
    ·无长距离传输线路实现“自然解耦”时,通过SSN算法可自动将模型分配到多个CPU运行,无需强制解耦等影响精度的措施;
 
    ·结合Intel 多核处理器与Xilinx FPGA的超强计算能力,保证复杂系统的实时仿真精度(在Intel多核处理器上步长可达10us,FPGA片上仿真步长可达250ns;)
 
    ·基于PCI-E技术的I/O扩展,I/O通道数理论上无上限,适合大规模系统的半实物仿真。(当前应用中已实现3300个同步I/O)

HVDC高压直流全数字实时仿真测试解决方案

    电力系统专用模型库
 
    ·基于Simulink/SimPowerSystems及EMTP-RV的电力系统模型库:
 
    ·常规电力系统模型
 
    ·电力电子算法及模型库
 
    ·风电、光伏等新能源发电及储能模型库;
 
    ·各种精确的交流架空线与直流电缆等输电线路模型;
 
    ·高压直流输电HVDC及特高压直流输电UHVAC模型
 
    ·柔性直流输电VSC-HVDC模型,包含2电平、3电平、多电平、MMC等
 
    一站式技术咨询服务
 
    ·整体解决方案咨询:基于多年来在电力系统仿真领域的工程经验,我们可以为您提供整体仿真系统方案设计及技术咨询
 
    ·系统建模:常规直流、各种柔性直流拓扑的建模及控制保护策略设计及优化
 
    ·现场调试:具有丰富经验的工程技术团队将为您提供一流的现场服务
 
    ·培训:资深工程师为您提供最深入的培训,与您分享来自一线的工程经验。

标签:HVDC电力工业
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