[发明专利]一种电力系统交流电网实时仿真装置及其仿真方法

说明书

本发明公开了一种电力系统交流电网实时仿真装置，包括上位机和两个实时仿真器UREP，上位机通过以太网模块连接到交换机，交换机通过网口连接到两个实时仿真器UREP。本发明采用两个实时仿真器，实现多个实时仿真器的同时仿真，减小了单个仿真机的预计算量和存储量，加快仿真效率，从而实现仿真的实时化。

技术领域

本发明属于新能源发电及能源节约仿真技术领域，具体涉及一种电力系统交流电网实时仿真装置及其仿真方法。

背景技术

受仿真机存储容量及CPU处理能力的限制，其所能实时计算的电气节点数及存储容量都是有限的。我国电网已进入跨大区互联时期，系统的节点数超出了实时仿真器单个核的处理能力或所需储存容量太大，而给仿真器实时仿真大型电力系统带来了挑战。

大部分实时仿真机的解算基础是基于状态空间法，当所仿真的模型中所包含的系统节点数目较多时，将整个系统作为一个状态空间对电路进行预计算，并针对数目众多且相互耦合的系统元件所要做的大量预计算，将会需要非常大的内存空间及计算量，这就给模型的实时化带来了巨大的困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种电力系统交流电网实时仿真装置及其仿真方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种电力系统交流电网实时仿真装置，其特征在于：包括上位机和两个实时仿真器UREP，上位机通过以太网模块连接到交换机，交换机通过网口连接到两个实时仿真器UREP。

一种电力系统交流电网实时仿真装置的仿真方法，该方法为：在交流电网中，选取合适节点或节点集，将模型分割为两个大小相等的子系统，将每个子系统对应一个实时仿真器UREP进行仿真，实时仿真器UREP之间通过网线以及交换机连接起来，构成一个仿真机群，然后利用测量元件测量分割端口两侧的信号，并且在分割端口处加装信号接收装置，接收来自对侧端口传递的信号，将每个端口测量到的信号通过网线以及交换机传递给对侧的信号接收装置。

一种电力系统交流电网实时仿真装置仿真方法，具体步骤如下：

1)对集中电感和电容元件进行离散化处理，处理后的等值电路替代电感和电容元件，采用隐式梯形积分法，则电感元件差分化表达式为：

其中:

式中：ikm(t)为流过电感元件电流，IL(t-Δt)为上一步长电流值，[uk(t)-um(t)]为电感上的压降，为电感差分化处理后的等效电阻，L为电感值大小,Δt为仿真步长,IL(t-Δt)＝ikm(t-Δt)为流过电感元件上一步长电流值；

电容元件差分化表达式为：