HYPERSIM大规模交直流电网仿真分析系统 解决方案

HYPERSIM是魁北克水电（Hydro-Québec），法国电力局（RTE）和中国电力科学研究院（CEPRI）20年来合作研究的结晶。自2010年起，OPAL-RT继续致力于HYPERSIM的开发，发布了HYPERSIM6.0具备先进的基于Windows®的建模环境。HYPERSIM 支持标准的Intel兼容多核计算机以及所有OPAL-RT的先进FPGA实时I/O系统，有能力仿真和分析有多达2000三相总线的超大型电力系统的实时数字仿真器，依托开放的结构、高速并行处理和模块可升级性来提供标准实时仿真，这种通过标准计算机技术实现的性能水平远远高于其他利用自定义DSP和RISC处理器板的高造价数字实时仿真器。HYPERSIM一直处于创新前沿，并已成为美国，亚洲和欧洲国家实验室，行业研发中心以及电力公司的标准配置设备，它被用于工厂验收、系统集成测试以及研发工作和投产试验。

解决方案

控制保护装置的硬件在环仿真

全数字仿真程序HYPERSIM与控制保护装置交互的仅为（控制）信号量，电压一般在-15V~+15V之间，此时的接口为信号接口。H YPERSIM经D/A或D/O输出开关量、分接头位置信息等给直流控制保护装置，同时，控保装置通过A/D、D/ I将相关控制信号反馈至仿真程序，交互信号传输由专用电缆或光纤实现。

数字仿真与物理仿真装置互联的混合仿真

HYPERSIM与一次物理仿真装置的互联需完成两者之间的功率传递。由于数字侧输出端口的功率为毫瓦级，而物理仿真装置端口的功率一般在几十瓦左右，因此选择适当的能量转换装置。将输电线路解耦方法应用到数模混合仿真中，则可采用电力系统中常用的输电线路元件实现数字侧与物理侧的网络分割。将分布参数线路的波过程转化为仅含电阻和电流源的集中参数电路，线路两端的电磁联系由等值电流源来实现，将电力网络分为两个相互独立的网络并进行并行计算。

不同仿真软件之间的异步互联混合仿真

将输电线路解耦方法应用到不同仿真软件之间的混合仿真中，则可采用电力系统中常用的输电线路元件实现不同仿真步长软件之间的联合仿真。

不同仿真软件之间的互联，可方便实现交流大电网与HVDC、UHVDC、VSC-HVDC、背靠背直流、直流控制保护系统以及系统安稳装置和各种继电保护装置等的互联仿真。同时，可实现仿真系统与其他仿真设备的互联，如TCSC、STATCOM等电力电子设备，风力发电、太阳能发电等可再生能源以及储能装置等，既可对大规模交直流输电系统进行实时的仿真研究，还将实时地跟踪电网的数据变化，与整个大电网的安全控制、在线监测系统如WAMS、PMU有机地融为一体。联合仿真系统的实现也将进一步扩大数字仿真的研究领域和应用范围，如控制系统、动力系统等。

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审核编辑 黄宇