電力仿真實驗室

時間：2018-11-27

2003年的美國加州東北部電網(wǎng)大面積停電事故的發(fā)生給美國造成了巨大的經(jīng)濟損失，給**的電力行業(yè)敲響了警鐘。因此，在規(guī)劃和建設(shè)電力系統(tǒng)時，必須對各種預(yù)想情況進行模擬，以防止各種事故的發(fā)生。為了保證電力系統(tǒng)的安全運行，必須使用正確的電力系統(tǒng)仿真軟件對電力系統(tǒng)進行仿真。現(xiàn)在電力仿真計算軟件已成為電力科研工作者進行系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、確定運行方式，以及進行事故分析和開發(fā)自動裝置等的重要工具。

運用數(shù)字仿真計算或模擬試驗的方法，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)方式和受到擾動后的暫態(tài)行為進行考察的分析研究。對規(guī)劃、設(shè)計的電力系統(tǒng)，通過電力系統(tǒng)分析，可選擇正確的系統(tǒng)參數(shù)，制定合理的電力系統(tǒng)方案；對運行中的電力系統(tǒng)，借助電力系統(tǒng)分析，可確定合理的運行方式，進行系統(tǒng)事故分析和預(yù)想，提出防止和處理事故的技術(shù)措施。

電磁暫態(tài)過程的分析。主要研究電力系統(tǒng)故障和操作過電壓及諧振過電壓，一次與二次系統(tǒng)相互作用的控制暫態(tài)過程，以及電力電子設(shè)備的快速暫態(tài)過程，為變壓器、斷路器等高壓電氣設(shè)備和輸電線路的絕緣配合和過電壓保護的選擇，降低或限制電力系統(tǒng)過電壓技術(shù)措施的制定，以及電力電子控制設(shè)備的設(shè)計提供依據(jù)。

目前，由于大部分機構(gòu)對電磁暫態(tài)仿真平臺沒有系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計，導(dǎo)至其科研人員對電磁暫態(tài)仿真仍局限在對系統(tǒng)的某一部分進行局部仿真，隨著電磁暫態(tài)仿真軟件的較新，其模型處理能力成倍提高，甚至可以對某一區(qū)域的整個電網(wǎng)所有元器件進行拼接仿真，而且可以通過分布式并行運算，有效提高仿真效率。本方案僅針對項目組級別搭建一個包含軟硬件的系統(tǒng)平臺，從而滿足項目組成員局部和全局等各種規(guī)模的電磁暫態(tài)仿真需求，從而有效提高項目開發(fā)進度。

整體架構(gòu)

基于云端的硬件實驗平臺架構(gòu)如下

本方案主要解決的問題

1、搭建項目級電磁暫態(tài)仿真實驗平臺，項目組工程師可在此平臺搭建各自負責部分的仿真模型，項目組規(guī)模在十人左右；
2、為大型電磁仿真模型搭建提供軟硬件平臺，模型節(jié)點不限，工作人員可根據(jù)項目工程師所處的科研階段，靈活配置仿真平臺的軟件硬件配置；
3、為大型電磁仿真模型仿真運算提供分布式并行運算環(huán)境，提高仿真效率；
4、可靠性高，數(shù)據(jù)安全，運維成本低。

本方案主要采用的電磁暫態(tài)仿真軟件

本項目采用的電磁仿真軟件是由加拿大Manitoba HVDC Center研發(fā)的PSCAD／EMTDC電磁暫態(tài)仿真軟件，PSCAD/EMTDC采用時域分析求解完整的電力系統(tǒng)及微分方程(包括電磁和機電兩個系統(tǒng))，結(jié)果不僅非常精確。較值得一提的是它允許用戶在一個完備的圖形環(huán)境下靈活地建立電路模型，進行仿真分析，用戶在仿真的同時，可以改變控制參數(shù)，從而直觀地看到各種測量結(jié)果和參數(shù)曲線，較大地方便用戶提高仿真的樂趣和效率。PSCAD里面提供豐富的元件庫，從簡單的無源元件到復(fù)雜的控制模塊，以致電機、FACTS裝置、電纜線路等模型都有涵蓋。如果這些還不夠你用的話，PSCAD允許用戶自定義的方式全新定義一個模塊；新模塊可以由元件庫里提供的模塊組合形成，當然你干脆用FORTRAIN寫一個，也沒問題，但前提是可以正確運行。

PSCAD／EMTDC適用的研究領(lǐng)域包括

包括旋轉(zhuǎn)電機，汽機，變壓器等交流網(wǎng)絡(luò)的研究
變壓器飽和研究
含有HVDC的交直流混聯(lián)系統(tǒng)的次同步諧振研究
控制參數(shù)優(yōu)化
陡前波分析
線路、電纜、負荷模型研究
絕緣配合
濾波器、諧波研究
新設(shè)計電路、控制回路的效果測試
分布式發(fā)電研究
繼電保護配合
變壓器沖擊試驗
高壓直流輸電和FACTS裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計
雷擊、故障以及開關(guān)切換仿真研究

詞條
詞條說明
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