[发明专利]一种机电-电磁暂态混合仿真接口系统及方法

说明书

本发明涉及电力系统暂态数字仿真技术，具体涉及一种机电‑电磁暂态混合仿真接口系统，一种机电‑电磁暂态混合仿真接口系统，包括RTLAB和PC机；RTLAB包含数据转换模块、同步信号模块、GTAO板卡和GTAI板卡；PC机包含数据采集卡、数据管理与交互模块和机电暂态仿真模块；RTLAB与PC机连接。通过数据采集采样电磁侧数据，由数据管理与交互模块将数据读入PC机，并于PC机上的机电暂态仿真模块进行数据交互完成，实现机电‑电磁混合仿真，串并行时序灵活切换的混合时序方法能够提高仿真精度和仿真效率，机电‑电磁暂态混合仿真接口系统提高了混合仿真的准确性、动态性能，保证了机电‑电磁暂态交互数据的同步性。

技术领域

本发明属于电力系统暂态数字仿真技术领域，尤其涉及一种机电-电磁暂态混合仿真接口系统及方法。

背景技术

随着区域电网之间互联的增加使得电网规模变得越来越大，大量的如分布式可再生能源发电设备、储能设备等电力电子设备接入到电网中，使得电网运行特性和控制特性变得非常复杂，电力系统的强非线性特性日益突出。电力系统发展的新趋势对于仿真提出了更高的要求。接入了大规模电力电子设备的电力系统仿真要求在仿真过程中既可以仿真大规模互联网络的机电暂态过程也可以模拟局部快速变化的电力电子装置的电磁暂态过程；其次还可以准确的仿真局部电网间、大区域和局部系统的交互作用。传统机电暂态仿真忽略了电力电子器件的快速动态过程，不能准确的模拟系统中局部快速变化的过程；电磁暂态仿真由于仿真速度和仿真规模的限制不能进行全系统仿真。所以传统的机电暂态和电磁暂态实时仿真无法同时兼顾其接入交流大电网后和交流系统的交互作用以及详细的变流器内部物理特性。

机电-电磁暂态混合仿真技术克服了纯机电暂态仿真与纯电磁暂态仿真技术的固有缺陷，实现了两者的优势互补，能够对于大型电力电子器件的局部网络进行精确仿真，又可以考虑其相连的交流电网的暂态特性。该技术非常适合当前的具有大量新能源接入、高压直流输电、微电网、高频电力电子设备和众多新型设备的庞大复杂电力系统的实时混合仿真。

但机电-电磁暂态混合仿真接口技术存在如何保证两者交互数据的同步性、精确性与准确性的问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种能够实现机电-电磁暂态混合实时仿真，保证混合仿真数据传输精度与数据转换的仿真接口系统。

本发明的目的之二是提供一种串并行时序灵活切换的混合时序方法，提高了仿真精度和仿真效率。

本发明的目的之三是提供一种用于管理数据采集，将数据传入PC机，通过使用VC编程编写关于数据采集卡的一些功能，形成相应的链接库的Labview软件调用链接库的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案之一是：一种机电-电磁暂态混合仿真接口系统，包括RTLAB和PC机；RTLAB包含数据转换模块、同步信号模块、GTAO板卡和GTAI板卡；PC机包含数据采集卡、数据管理与交互模块和机电暂态仿真模块；RTLAB与PC机连接；

其中，数据转换模块与RTLAB接口断面相连，用于将机电侧相量数据转换为电磁暂态侧所需的瞬时值形式，将电磁侧瞬时值数据转换为机电侧所需的相量值形式；

GTAO板卡用于将电磁侧仿真的数据转换为模拟量的形式输出到数据采集卡；

GTAI板卡用于将数据采集卡发送的模拟量的机电侧数据输入到电磁侧；

同步信号模块用于电磁侧向机电侧发送同步时钟信号，保证两侧时间的同步性；

数据采集卡分别与RTLAB和PC机连接，用于采集电磁侧数据并通过转换存入PC机内存，将机电侧的数据通过转换传送给电磁侧；

数据管理与交互模块用于将数据采集卡采集的电磁暂态仿真数据传入PC机，对数据进行操作显示，并与机电暂态仿真模块进行数据交互；