一种基于RTDS与RTLAB联合实时混合仿真的接口数据传输方法技术

本发明专利技术提供了一种基于RTDS与RTLAB联合实时混合仿真的接口数据传输方法，在实时仿真器RTDS内建立机电暂态模型，在实时仿真器RTLAB内建立电磁暂态模型；对所述机电暂态模型和电磁暂态模型进行解耦，基于无损传输线的贝杰龙暂态模型对获取的传输线的线路参数进行处理，根据计算出等值阻抗搭建机电系统和电磁系统的等值电路，形成实时仿真器RTDS和实时仿真器RTLAB联合实时混合仿真的接口电路；机电暂态模型和电磁暂态模型分别测量并发送本侧的数据到对侧，并接收对侧发送的数据。本发明专利技术的有益效果是：扩大了仿真规模，采用并行处理提高了仿真的效率，保证了混合仿真的实时性、同步性、可靠性及仿真结果的精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于RTDS与RTLAB联合实时混合仿真的接口数据传输方法
本专利技术涉及机电电磁实时混合仿真领域，尤其涉及一种基于RTDS与RTLAB联合实时混合仿真的接口数据传输方法。
技术介绍
电力系统是一个由发、输、配、用等一次设备,以及辅助控制和继电保护等二次设备构成的大型非线性的复杂系统,其中各元件响应特性和响应时间存在很大的差异,因此很难用一种通用的数字仿真方法准确地描述实际电网的全部动态过程。然而，在现有的仿真分析软件即机电暂态分析软件和电磁暂态分析软件中，机电暂态分析软件采用基波、相量、序对系统进行分析，在仿真电力电子设备时均采用准稳态模型模拟，对不关注的部分进行简化，导致仿真的准确性和可靠性降低。而电磁暂态分析软件则基于ABC三相瞬时值表示，系统所有元件动态特性均采用微分方程描述，但由于采用的电磁模型和求解方法，导致仿真的规模不可能太大。在现有技术水平下，凭单台实时仿真器的计算能力，无法满足较大规模电力系统实时仿真的实际需要。为了扩大实时仿真规模，要采用并行处理的方法。基于无损传输线的贝杰龙暂态模型解耦分网并行算法克服了上述纯机电暂态仿真与纯电磁暂态仿真技术的固有缺陷，对大规模常规电力系统进行机电暂态仿真，对其中重点关注的局部网络或者特定的元件则采用电磁暂态仿真。该技术可以较好地解决系统仿真的规模、速度和精度等问题，对研究具有大量新能源接入、高压直流输电、柔性交流输电、高频电力电子设备的庞大复杂电力系统的暂态稳定和动态特性分析具有非常强的工程实用价值。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于RTDS与RTLAB联合实时混合仿真的接口数据传输方法，主要包括以下步骤：S101：在实时仿真器RTDS内建立机电暂态模型，在实时仿真器RTLAB内建立电磁暂态模型；S102：分别选取机电暂态模型和电磁暂态模型中的传输线，以对所述机电暂态模型和电磁暂态模型进行解耦，获取传输线的线路参数；S103：基于无损传输线的贝杰龙暂态模型对线路参数进行处理，计算出所述传输线的线路的等值阻抗，并根据等值阻抗搭建机电系统和电磁系统的等值电路，形成实时仿真器RTDS和实时仿真器RTLAB联合实时混合仿真的接口电路；其中，机电系统搭建于实时仿真器RTDS内，电磁系统搭建于实时仿真器RTLAB内；S104：机电暂态模型和电磁暂态模型分别测量并发送本侧的数据到对侧；本侧的数据包括三相历史电流源与三相历史电压源，各侧的数据是等值处理后的数据；机电系统的对侧是电磁系统，电磁系统的对侧是机电系统；S105：机电暂态模型和电磁暂态模型分别接收对侧发送的数据，并根据数据转换模块将数据转换成本侧接收的数据方式进行接收，完成接口两侧的数据传输与接收；其中，数据转换模块存在于机电系统和电磁系统中。进一步地，在步骤S103中，所述机电系统包括：基于CBuilder时序控制模块、数据转换模块、机电暂态仿真模型、GTNET信号调理模块、GTSYNC时钟同步模块；电磁系统包括：基于S-Function时序控制模块、数据转换模块、电磁暂态仿真模型、FPGA模块；其中，FPGA模块包含FPGA时钟同步模块和FPGA信号调理模块。进一步地，GTSYNC时钟同步模块与基于CBuilder时序控制模块、数据转换模块、机电暂态仿真模型、GTNET信号调理模块依次连接，GTNET信号调理模块还与基于CBuilder时序控制模块连接；FPGA时钟同步模块与基于S-Function时序控制模块、数据转换模块、电磁暂态仿真模型、FPGA信号调理模块依次连接，FPGA信号调理模块还与基于S-Function时序控制模块连接；所述GTSYNC时钟同步模块用于接收FPGA时钟同步模块发出的高精度秒脉冲时钟同步信号，以保证两台仿真器的时钟同步；所述GTNET信号调理模块和FPGA信号调理模块分别用于接收及发送实时仿真器RTDS和RTLAB传输的信号。进一步地，时序控制模块在两侧数据交互时提供时序控制，两个时序控制模块中的控制程序相同；数据转换模块与暂态仿真模型相连，用于将机电系统的向量值数据转换为电磁系统的瞬时值数据形式；其中，时序控制模块包括基于CBuilder时序控制模块和基于S-Function时序控制模块，暂态仿真模型包括电磁暂态仿真模型和机电暂态仿真模型。进一步地，接口数据的传输过程为：PC机作为上位机与实时仿真器RTDS、实时仿真器RTLAB均通过第1台交换机进行数据传输，RTDS实时仿真器与GTNET信号调理模块连接，RTLAB实时仿真器与FPGA模块连接，GTNET信号调理模块、FPGA模块分别与第2台交换机进行数据传输。进一步地，在接口数据的传输过程中，第1台交换机用于通过PC上位机与实时仿真器RTDS和实时仿真器RTLAB分别进行人机交互；第2台交换机用于实时仿真器RTDS与实时仿真器RTLAB间的信号传输。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：扩大了仿真规模，采用并行处理提高了仿真的效率，保证了混合仿真的实时性、同步性、可靠性及仿真结果的精确性。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例中一种基于RTDS与RTLAB联合实时混合仿真的接口数据传输方法的流程图；图2是本专利技术实施例中联合实时仿真器RTDS与RTLAB的实时混合仿真系统的架构图；图3是本专利技术实施例中基于无损传输线的贝杰龙暂态模型的接口等值电路的示意图；图4是本专利技术实施例中接口数据交互的示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术的实施例提供了一种基于RTDS与RTLAB联合实时混合仿真的接口数据传输方法。请参考图1，图1是本专利技术实施例中一种基于RTDS与RTLAB联合实时混合仿真的接口数据传输方法的流程图，具体包括如下步骤：S101：在实时仿真器RTDS内建立机电暂态模型，在实时仿真器RTLAB内建立电磁暂态模型；S102：分别选取机电暂态模型和电磁暂态模型中的传输线，以对所述机电暂态模型和电磁暂态模型进行解耦，获取传输线的线路参数；S103：基于无损传输线的贝杰龙暂态模型对线路参数进行处理，计算出所述传输线的线路的等值阻抗，并根据等值阻抗搭建机电系统和电磁系统的等值电路，形成实时仿真器RTDS和实时仿真器RTLAB联合实时混合仿真的接口电路；其中，机电系统搭建于实时仿真器RTDS内，电磁系统搭建于实时仿真器RTLAB内；所述机电系统包括：基于CBuilder时序控制模块、数据转换模块、机电暂态仿真模型、GTNET信号调理模块、GTSYNC时钟同步模块；电磁系统包括：基于S-Function时序控制模块、数据转换模块、电磁暂态仿真模型、FPGA模块；其中，FPGA模块包含FPGA时钟同步模块和FPGA信号调理模块；GTSYNC时钟同步模块与基于CBuilder时序控制模块、数据转换模块、机电暂态仿真模型、GTNET信号调理模块依次连接，GTNET信号调理模块还与基于CBuilder时序控制模块连接；FPGA时钟同步模块与基于S-Function时序控制模块、数据转换模块、电磁暂态仿真模型、FPGA信号调理模块依次连接，FPGA信号调理模块还与基于S-Function时序控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RTDS与RTLAB联合实时混合仿真的接口数据传输方法，其特征在于：包括以下步骤：S101：在实时仿真器RTDS内建立机电暂态模型，在实时仿真器RTLAB内建立电磁暂态模型；S102：分别选取机电暂态模型和电磁暂态模型中的传输线，以对所述机电暂态模型和电磁暂态模型进行解耦，获取传输线的线路参数；S103：基于无损传输线的贝杰龙暂态模型对线路参数进行处理，计算出所述传输线的线路的等值阻抗，并根据等值阻抗搭建机电系统和电磁系统的等值电路，形成实时仿真器RTDS和实时仿真器RTLAB联合实时混合仿真的接口电路；其中，机电系统搭建于实时仿真器RTDS内，电磁系统搭建于实时仿真器RTLAB内；S104：机电暂态模型和电磁暂态模型分别测量并发送本侧的数据到对侧；本侧的数据包括三相历史电流源与三相历史电压源，各侧的数据是等值处理后的数据；机电系统的对侧是电磁系统，电磁系统的对侧是机电系统；S105：机电暂态模型和电磁暂态模型分别接收对侧发送的数据，并根据数据转换模块将数据转换成本侧接收的数据方式进行接收，完成接口两侧的数据传输与接收；其中，数据转换模块存在于机电系统和电磁系统中。

【技术特征摘要】
1.一种基于RTDS与RTLAB联合实时混合仿真的接口数据传输方法，其特征在于：包括以下步骤：S101：在实时仿真器RTDS内建立机电暂态模型，在实时仿真器RTLAB内建立电磁暂态模型；S102：分别选取机电暂态模型和电磁暂态模型中的传输线，以对所述机电暂态模型和电磁暂态模型进行解耦，获取传输线的线路参数；S103：基于无损传输线的贝杰龙暂态模型对线路参数进行处理，计算出所述传输线的线路的等值阻抗，并根据等值阻抗搭建机电系统和电磁系统的等值电路，形成实时仿真器RTDS和实时仿真器RTLAB联合实时混合仿真的接口电路；其中，机电系统搭建于实时仿真器RTDS内，电磁系统搭建于实时仿真器RTLAB内；S104：机电暂态模型和电磁暂态模型分别测量并发送本侧的数据到对侧；本侧的数据包括三相历史电流源与三相历史电压源，各侧的数据是等值处理后的数据；机电系统的对侧是电磁系统，电磁系统的对侧是机电系统；S105：机电暂态模型和电磁暂态模型分别接收对侧发送的数据，并根据数据转换模块将数据转换成本侧接收的数据方式进行接收，完成接口两侧的数据传输与接收；其中，数据转换模块存在于机电系统和电磁系统中。2.如权利要求1所述的一种基于RTDS与RTLAB联合实时混合仿真的接口数据传输方法，其特征在于：在步骤S103中，所述机电系统包括：基于CBuilder时序控制模块、数据转换模块、机电暂态仿真模型、GTNET信号调理模块、GTSYNC时钟同步模块；电磁系统包括：基于S-Function时序控制模块、数据转换模块、电磁暂态仿真模型、FPGA模块；其中，FPGA模块包含FPGA时钟同步模块和FPGA信号调理模块。3.如权利要求2所述的一种基于RTDS与RTLAB联合实时混合仿真的接口数据传输方法，其特征在于：GTSYNC时钟同步模块与基于CBuilder时序控制模块、数据转换模块、机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王碧芳，曹艳，张玲丽，冯友谊，许红梅，黄艳华，
申请(专利权)人：武汉职业技术学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42