電力仿真實(shí)驗(yàn)室

時(shí)間：2018-11-27作者：北京天演融智軟件有限公司瀏覽：801

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(jì)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(shí)，必須對(duì)各種預(yù)想情況進(jìn)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(yùn)行，必須使用正確的電力系統(tǒng)仿真軟件對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行仿真。現(xiàn)在電力仿真計(jì)算軟件已成為電力科研工作者進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、確定運(yùn)行方式，以及進(jìn)行事故分析和開發(fā)自動(dòng)裝置等的重要工具。

     運(yùn)用數(shù)字仿真計(jì)算或模擬試驗(yàn)的方法，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)方式和受到擾動(dòng)后的暫態(tài)行為進(jìn)行考察的分析研究。對(duì)規(guī)劃、設(shè)計(jì)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(duì)運(yùn)行中的電力系統(tǒng)，借助電力系統(tǒng)分析，可確定合理的運(yùn)行方式，進(jìn)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(hù)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(jì)提供依據(jù)。

     目前，由于大部分機(jī)構(gòu)對(duì)電磁暫態(tài)仿真平臺(tái)沒有系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，導(dǎo)至其科研人員對(duì)電磁暫態(tài)仿真仍局限在對(duì)系統(tǒng)的某一部分進(jìn)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(duì)某一區(qū)域的整個(gè)電網(wǎng)所有元器件進(jìn)行拼接仿真，而且可以通過分布式并行運(yùn)算，有效提高仿真效率。本方案僅針對(duì)項(xiàng)目組級(jí)別搭建一個(gè)包含軟硬件的系統(tǒng)平臺(tái)，從而滿足項(xiàng)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(xiàng)目開發(fā)進(jìn)度。

整體架構(gòu)

基于云端的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)架構(gòu)如下

本方案主要解決的問題

1、 搭建項(xiàng)目級(jí)電磁暫態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，項(xiàng)目組工程師可在此平臺(tái)搭建各自負(fù)責(zé)部分的仿真模型，項(xiàng)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(tái)，模型節(jié)點(diǎn)不限，工作人員可根據(jù)項(xiàng)目工程師所處的科研階段，靈活配置仿真平臺(tái)的軟件硬件配置；
3、 為大型電磁仿真模型仿真運(yùn)算提供分布式并行運(yùn)算環(huán)境，提高仿真效率；
4、 可靠性高，數(shù)據(jù)安全，運(yùn)維成本低。

本方案主要采用的電磁暫態(tài)仿真軟件

     本項(xiàng)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(shí)域分析求解完整的電力系統(tǒng)及微分方程(包括電磁和機(jī)電兩個(gè)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(gè)完備的圖形環(huán)境下靈活地建立電路模型，進(jìn)行仿真分析，用戶在仿真的同時(shí)，可以改變控制參數(shù)，從而直觀地看到各種測(cè)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(jiǎn)單的無源元件到復(fù)雜的控制模塊，以致電機(jī)、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(gè)模塊；新模塊可以由元件庫里提供的模塊組合形成，當(dāng)然你干脆用FORTRAIN寫一個(gè)，也沒問題，但前提是可以正確運(yùn)行。

PSCAD／EMTDC適用的研究領(lǐng)域包括

• 包括 旋轉(zhuǎn)電機(jī)，汽機(jī)，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(fù)荷模型研究 
  絕緣配合 
  濾波器、諧波研究 
  新設(shè)計(jì)電路、控制回路的效果測(cè)試 
  分布式發(fā)電研究

• 繼電保護(hù)配合 
  變壓器沖擊試驗(yàn) 
  高壓直流輸電和FACTS裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 
  雷擊、故障以及開關(guān)切換仿真研究


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• 詞條

  詞條說明

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  加拿大Manitoba Hydro International開發(fā)的PSCAD/EMTDC是****行的暫態(tài)分析軟件包，該軟件主要用來研究電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程，同時(shí)也適用于一般電氣電子線路以及可等價(jià)地用電路來描述系統(tǒng)的仿真分析，PSCAD（Power System Computer Aided Design）是圖形界面，EMTDC（Electro Magnetic Transients Includ