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附录 范宇 吴涛 王暂吉（北京交通大学电力学院，中国北京，100044）（北方电力研究院，中国北京，100045）（清华大学，中国北京，100083）摘要：这篇文章主要是关于应用在实时数字仿真设备中的延时检测，电压自动调节器和自动保护设备等方面。这个系统是由北京北方电力研究院研究开发的。这次测试的焦点主要集中于查明控制器如何动作及电力系统对这些动作的反映。实时数字仿真装置提供电力系统所有种类的运作模式和足够的模拟和数字接口，用于形成闭环控制和与外部设备的连接。这篇文章包括了关于实时数字仿真装置的详细 和测试。关 字：实时数字仿真 闭环 电 1 电力系统由 要设备如 电 ， 压器 和 器 及 等 成。 的设备如保护 电器，自动保护装置和自动 压器等等。次要设备的动 电力系统的动 。 ，在模拟的环是“要的，应于在实系统中实测试。为有种查明控制器的动作的方： 是 用数字和模拟装置。实时”是 种 用的模拟的仿真装置，是 。实时数字仿真装置是 种数字的电力系统模拟装置，对于模拟的仿真装置，实时数字仿真装置有提供在数字环中 的和的作 保 运 和 。所，实时数字仿真装置应用于电力系统的所有的研究中。文章中的所有关于测试是在北京北方电力研究院 成的。测试的 的是查明这些控制器的为。查明的 的是 次的了 控制器的动 是应用在北京的电力 中的控制器动 2 实时数字仿真测试装置实时数字仿真装置 于 研究中 （ 于 大 ） 在1 3 开 运。实时数字仿真装置是 于50 发的作装置。实时数字仿真装置是 个由 的部通 成的专用计算 和图形用户界面软件者的 合体（见图1）。实时作意味着系统中发 的 个持续了 秒的事件，系统在 秒中把模拟出来，这的实时精度来于物理控制器对执时间的要求， 这个时间梯度“须控制在50毫秒。因为只有在这的情况下，传统的数字仿真工具像才在离 状 下作。2 实时数字仿真装置的硬件实时数字仿真装置的硬件体系构具有了实时作的 ，因为采用了的 设计。实时数字仿真装置的硬件包括 个主 或是工作站和 些 架，主 或是工作站是用户和仿真装置 架意味着 个 于 设计的硬件。 来说 个 实时数字仿真装置通 个局的标准总 连接的 架有三个或四个。当对 个电力系统仿真时，用户经常将电力系统为 的子系统。每 个子系统常常被派到单个 架上。如此，这的支设计经常用于 的数据处理系统。每个 架包含三个部：3处理器卡（最大扩展大18 ）， 个千兆 交换卡和 个工作站接口卡，如图1所示。 图1 处理单元。包含个处理器。运频率是44部集成了储器和数字 模拟 入 出口。在中 架3P 是仿真运算的核 。责各个部件括：1 嵌在 架中的3P 架与 架 架与主 门控制的，每个供 架。由于传 率达到了500个 时处理 通道 传 ，也”是几个 架 时通信。所，保 处理的度。系统的 应频率是从直流到4 实时数字仿真装置的软件实时数字仿真装置运在反映时间为50 ，仅是因为系统的硬件设计采用的 技术，还有是”是 处理的思想应用在了软件中。 时，他友好的图形界面是用户很容易对电力系统的仿真 的， 时 据研究容的 的 运 数。 软件系统包括三个 等 ：图形用户界面被置为最等 ； 和通信处在中间等 ；被控部件处于最 等 。作为最等 ， 友好的界面，方用户和仿真器 要仿真 个 的电力系统，用户只要 道是在 模式下，如何设计和设置运 数。 是 如何 制模式 。 外，图形用户界面还提供了图 通 的 图图标和 图工具。因此，用户的 单。这用户把 的精力 入到他的研究中。器通 入系统。 方面， 器通 数字处理器 所有的 处理 ， 时 这些处理器； 方面，他个用户的图形文件， 用户详细的了 各个处理器的。在图形文件中， 入 出通道是直接接到物理设备上的。电力系统的部件模式处在系统的最 等 上，是用 器 出的，”是为了实实时仿真时 的执（如 执时间” ）。应用在电力系统部件模式和所有的设备是 于 的数学 ， “被用于在为了在时间率50 的实时环下方出 个系统，”要应用数据 处理技术。应用 传模式， 个 的系统。把计算 到各个 架上处理器的 。如图3所示。节点 被 为部， 交由 的系统 处理。所，了数据处理 。 图3 系统派到 架2 的应用 反应时间与仿真系统的，也”是说在 个具有的数据处理的模拟环下 到实时仿真的 。所有的这些 于 处理技术在 上数字处理技术在仿真装置的硬件和软件设计上的应用。所由于系统的实时运 ， 运在下：电力系统的装置电器系统的测试控制系统的检测，包括 控制系统和电力系统的 器控制系统 体流连续控制系统 制系统 压支流 电控制系统和 设备理控制与时间调度 设备等等 和 模拟间电 间 和电的 和中 的动 ，实 次的，于模拟模拟装置和传统的 系统 装流 ，如。3 电器系统测试电器系统 着电力系统 来 精 。 电器的执直接 电力系统的 和 。所在装情况下查明的延 时间。闭环测试是最有应用在实时数字仿真系统的控制方，也是最 的控制方式。闭环测试的 点 在从模拟提 出信 中， 把的 部用于对设备的控制。测试状 下设备的 出反 到模拟器”像在数字仿真装置的电 器模式下（ 器是在真实的系统中 控制的）。因此， 仿真的 ，如图4所示这种所 的闭环测试方仅 算出保护延 时间，测试出系统对延 动作的 应时间。 图4 个物理设备的闭环测试图4用图 的形式说明了测试物理控制设备的 局方式。如 物理设备 要个延时， 电器的执”被检测到。数字仿真装置的用户 据具体的情况 的模式对 的系统测试。因为在模拟器的3P 中数字和模拟口是用的， 数字和模拟信 接入到延 中。模拟信 在接如经 大。图5所示是 个电力系统图，从2002 ，1 压传 和 延 数据 器 经应用在了 图5 电力系统14 自动 压器的测试实时仿真仅仅是 示测试控制设备 实时数字仿真 了执这种测试的最和最有率的 。当系统 在测试大 入 出信 的 构 合于像 这 要大 数据信 传 的系统。 “，测试系统的硬件连接如图4所示”是 的自动 压器。像电流 电压和状 这的信 通 模拟装置传 到控制器，如图”是 个测试电力系统的图。 这个系统包括 个通 由 压器和传 连接到电力 上。的， T 器被模仿。电动 的 子电压和电流信 电流 器的状 被 时仿真器中 。5 总这篇 文 了主要用于实时作情况下的实时数字仿真装置的专用硬件和软件的设计。实时数字仿真装置提供电力系统所有种类的运作模式和足够的模拟和数字接口。用于形成闭环控制和与外部设备的连接，电器系统 明了，这 明实时数字仿真装置是 种用于闭环测试和研究电力系统中控制器的动 为 的理想工具。附录of 100044 00083 on of in on of os to to of in to A of in of a of as so of of it to in an p to to of to be is is a of in a be in of in ll in by in he of of as of of on of on in in at is on 0s is a of is to () an in be on in of 0 in is of of of is of or a A or is a SP in a on a is is by is of 8 3PC(,1 a 44I/is in a is PC is by to of RC on it is C he in a 0 in to a do is in or is is in s In to a to to to to In of of to to he in On of by On it to a to of in In , in to to if on o a in 0 is a is on by in to on is of be is on of a SP of as a of of it is to is of of is a is by as a be as in ,2of of to s of a of be be by on s 3be to to T T on be as on a 002,16 is As on of is ,4as to is a VR a T,PT VR is 5 of a of in ,of to he is an of on of
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