[实用新型]一种与RTDS互联的水轮机调节系统实时仿真装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力系统与水电机组实时仿真领域，具体为一种与RTDS互联的水轮机调节系统实时仿真装置。

背景技术

水电机组是电力系统的重要组成部分，但是在仿真电力系统动态行为时，水电机组调节系统的模型往往过于简化。例如在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、BPA软件以及常见的仿真工具RTDS、PSCAD、EMTDC中，水电机组调节系统模型用理想刚性水击模型表示，这种模型与实际相差较大，以至不能反映水电机组在电力系统动态过程中的真实行为，即水电机组仿真模型影响了电力系统仿真精确度。

现有技术中，在进行RTDS(Real Time Digit Simulator)与水电机组调节系统模型数据传输时，一般使用A/D、D/A模块实现。但是，A/D、D/A模块存在数据传输能力弱、使用成本昂贵、抗干扰能力弱、易受外界电磁干扰的缺点，因此目前RTDS与水电机组调节系统模型之间的数据传输方式对仿真系统的精确度具有很大的影响，特别是对于大规模水电机组群的实时仿真，目前的数据传输方式其传输速率不高，不能满足大规模水电机组群实时仿真的带宽需求，而且其抗干扰性差，可扩展性弱、安全性不高，使得目前的RTDS与水电机组调节系统模型之间的数据传输方式难以满足大规模的水电机组的电力系统仿真对数据传输的高精确度与可靠度要求。

实用新型内容

针对现有技术中RTDS与水电机组调节系统模型之间的数据传输方式难以满足大规模的水电机组的电力系统仿真需求，本实用新型提供一种电力系统与水电机组联合实时仿真装置，其通过优化的通信模块对RTDS与水电机组调节系统模型之间的数据传输方式进行改进，其传输速率高，抗干扰性强，可以满足大规模的水电机组的电力系统仿真中对数据传输的高精确度与可靠度要求。

为实现上述目的，按照本实用新型，提出一种与RTDS互联的水轮机调节系统实时仿真装置，其特征在于，包括多台仿真服务器以及与该多台仿真服务器通信连接的RTDS，各所述仿真服务器搭载有水轮机-调速器实时仿真平台，其包括PID控制器、液压执行机构、引水系统和水轮机模块，所述RTDS包括发电机模块、电网和负荷模块；

其中，多台仿真服务器共用一套人机交互设备，通过切换开关实现人机交互设备与各台仿真服务器之间的切换；

多台所述仿真服务器采用以太网通信模块与RTDS连接通信，其通过以太网通信方式与RTDS进行数据传输，各所述仿真服务器通过以太网通信模块接收来自RTDS的仿真数据与控制指令，包括开机信号、关机信号、甩负荷、功率给定信号以及电网频率，并将实时仿真后的数据通过以太网通信模块输送至RTDS。

作为本实用新型的进一步优选，所示PID控制器、液压执行机构和水轮机模块依次电连接，所述引水系统与水轮机模块闭环连接，RTDS的仿真数据与控制指令输入所述PID控制器中，该PID控制器据此输出控制量信号，并输入至液压执行机构中，所述液压执行机构根据接收的控制量信号控制导叶接力器运动，该接力器位移对应着导叶开度信号，该开度信号输入水轮机模块，以计算获得机械力矩信号并通过以太网模块输出。

作为本实用新型的进一步优选，RTDS包括发动机模块和电网与负荷模块，其中发电机模块从以太网通信模块接收到仿真服务器中计算得出的机械力矩信号，并根据所述电网与负荷模块获得负荷力矩信号，根据该机械力矩与负荷力矩即可计算得到机组频率，以通过以太网通信模块输出至仿真服务器。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本实用新型的仿真装置通过以太网模块进行数据传输，其传输速率高，能满足大规模水电机组群实时仿真的带宽需求，同时也使得系统具有良好的可扩展性；

2、本实用新型的仿真装置与传统的A/D、D/A转换通信方式相比，采用以太网通信方案具有更高的精度与更强的抗干扰能力；

3、本实用新型的仿真装置其成本低，支持系统冗余连接配置，具有成熟可靠的安全体系。

附图说明

参照下面的说明，结合附图，可以对本实用新型有最佳的理解。在附图中，相同的部分可由相同的标号表示。

图1为本实用新型实施例的仿真装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的仿真装置中的仿真服务器与RTDS联合实时仿真原理图。

具体实施方式