基于RTDS的机电暂态仿真软件的开发与实现

论文摘要

为实现基于RTDS的电磁一机电暂态混合实时仿真,并为了满足不同接口方式的研究需要,本文分别研究和开发了在PC机上和在RTDS上运行的机电暂态仿真程序。参照BPA帮助文件中提供的发电机及其控制系统模型,采用C++语言在PC机上开发并实现了机电暂态仿真,程序中引入了面向对象的思想以及双链表的稀疏存储技术,提高了程序的易读性和计算速度。在RTDS的CBuilder开发环境下,开发并实现了机电暂态RTDS自定义仿真模块,实现了与RTDS电磁暂态仿真模型的对接。采用CBuilder多线程技术和高斯网络化简技术,提高了仿真计算效率,降低了GPC卡的内存消耗,有效提高了机电暂态仿真计算规模。分别在两个版本的机电暂态程序中,提供了混合仿真所要求的机电侧戴维南等值电路的接口程序,并实现了与RTDS电磁侧仿真的对接。用IEEE标准数据对C++语言和CBuilder语言两个版本的机电暂态程序进行了验证,经与中国版BPA仿真曲线的对比,证明了所开发的机电暂态程序的正确性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 基于RTDS的机电暂态仿真软件研发的背景和意义
• 1.1.1 基于RTDS的机电暂态仿真软件研发的背景
• 1.1.2 基于RTDS的机电暂态仿真软件研发的重要性
• 1.2 国内外研究动态及发展趋势
• 1.2.1 现有的仿真软件
• 1.2.2 机电暂态仿真开发的研究动态
• 1.2.3 RTDS相关研究动态
• 1.2.4 混合仿真接口研究动态
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 电力系统的数学模型和暂态稳定计算基本原理
• 2.1 同步电机的数学模型
• 2.1.1 同步电机转子运动方程
• 2.1.2 同步电机电流电压方程
• 2.1.3 同步电机电磁暂态过程方程
• 2.2 调节系统的数学模型
• 2.2.1 励磁调节系统的数学模型
• 2.2.2 原动机及调速系统的数学模型
• 2.2.3 PSS模型
• 2.3 电力系统暂态稳定计算基本原理
• 2.3.1 电力系统数学模型的组成
• 2.3.2 机电暂态仿真程序流程
• 2.3.3 各元件初始值的确定
• 第三章 VC环境下的电力系统暂态稳定仿真的实现
• 3.1 面向对象的程序设计原理
• 3.1.1 面向过程化模型的特点
• 3.1.2 面向对象化元件模型的特点
• 3.2 双链表稀疏技术的应用及其因子表分解
• 3.3 标准BPA数据的格式转化
• 3.3.1 标准BPA数据的格式介绍
• 3.3.2 标准BPA数据的格式转化
• 3.4 VC环境下的算例验证
• 3.4.1 IEEE9节点系统算例
• 3.4.2 IEEE39节点系统算例
• 3.5 本章小结
• 第四章 RTDS下的电力系统暂态稳定仿真的实现
• 4.1 RTDS-Cbuilder自定义模块
• 4.1.1 自定义编程环境介绍
• 4.1.2 RTDS下Cbuilder模块的设计
• 4.1.3 RTDS-Cbuilder局限性分析
• 4.2 RTDS-Cbuilder上开发机电暂态仿真模块的相关技术问题
• 4.2.1 多线程技术
• 4.2.2 网络化简技术
• 4.3 混合仿真中机电暂态子系统等值电路计算
• 4.4 RTDS上的仿真算例
• 4.4.1 IEEE9节点系统算例
• 4.4.2 IEEE39节点系统算例
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录
• 附录一:IEEE9节点系统数据
• 附录二:IEEE39节点系统数据
• 附录三:FK型励磁系统的差分方程
• 在校期间发表的学术论文和参加科研情况
• 致谢