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數(shù)字量輸入板卡

數(shù)字量輸入板卡

簡要描述:數(shù)字量輸入板卡GTDI是一個可以安裝在機柜導(dǎo)軌上的板卡,通過光纖連接到NovaCor機箱后方的光口上,為RTDS仿真系統(tǒng)提供具有光學(xué)隔離的數(shù)字量輸入通道。該卡有64路輸入通道,如圖 3-9中所示,所有通道同步采樣,可用于NovaCor上的常規(guī)仿真步長(~25-50μs)或次小步長(~1-3μs)的仿真。GTDI卡允許鏈?zhǔn)竭B接,因此一個NovaCor機箱上的光口可以驅(qū)動多張GTIO卡

產(chǎn)品型號: GTDI

所屬分類:電力仿真

更新時間:2024-05-07

詳細說明:

隨著電力技術(shù)的發(fā)展,電力系統(tǒng)的建設(shè)和電網(wǎng)互聯(lián)規(guī)模的擴大對動模實驗室的要求逐漸提高。電力系統(tǒng)物理動態(tài)模擬試驗是根據(jù)相似原理,按比例縮減實際電力系統(tǒng)中的元件來建立電力系統(tǒng)模型,確保在模型上所反應(yīng)的過程和實際系統(tǒng)中的過程相似,并且具有相同的電氣特性。動模實驗室的建設(shè)初期需要花費大量的時間,對系統(tǒng)總體規(guī)模和元件模型進行設(shè)計規(guī)劃,例如設(shè)備的規(guī)模、模擬元件的參數(shù)、模擬元件多樣性、控制水平、組模水平等方面。根據(jù)不同的動態(tài)模擬試驗需求,對動模設(shè)備的要求與種類逐漸多樣化,在開展試驗前期需要進行大量的準(zhǔn)備工作,包括根據(jù)試驗需要設(shè)計選擇系統(tǒng)模型的具體參數(shù),模擬元件模型之間的連接組合和動模系統(tǒng)的集成。因此,隨著數(shù)字仿真和離線計算軟件的日益成熟,全數(shù)字實時仿真逐漸成為對現(xiàn)代電力系統(tǒng)的試驗研究、測試與驗證的重要手段之一。
電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真最常見的解決方案是Dommel算法。該算法中使用梯形積分法則將根據(jù)電力系統(tǒng)分析得到的積分方程離散化為代數(shù)方程。使用梯形積分法則的時候,方程的解只在離散時刻進行計算,而不是連續(xù)時刻的解。兩次計算方程解的離散時刻之間的時間間隔被稱為步長,表示為△t。所有表示電力系統(tǒng)模型的方程必須在每個步長中進行計算。對于包含電力電子的大規(guī)模復(fù)雜電力系統(tǒng)模型,即使使用現(xiàn)代*計算機,每個步長的計算也需要花費很長時間才能完成,所花費的時間可能是幾秒,幾十秒甚至幾分鐘。這種情況的仿真被稱為“非實時"或“離線"運行模式。然而,如果計算機能夠連續(xù)執(zhí)行并完成每個步長時間內(nèi)所需的計算,所用時間小于或等于一個仿真步長,那么這種情況下的仿真可以稱為實時仿真。如果系統(tǒng)能夠進行實時仿真,并且與外部世界在固定的時間間隔(時間間隔等于系統(tǒng)的仿真步長)進行數(shù)據(jù)交換,這種實時仿真可稱為“硬實時"。
基于PC計算機的電磁暫態(tài)(非實時)仿真軟件一直廣泛運用于電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)的分析研究,例如PSCAD、EMTP、ATP等。數(shù)字仿真軟件利用數(shù)學(xué)模型來表示各種電力系統(tǒng)元件,用戶能自由組合和連接這些模型來搭建詳細的電力系統(tǒng)模型案例,模擬各種系統(tǒng)運行工況和故障,滿足各種系統(tǒng)情況下暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)的分析研究。隨著現(xiàn)代電力技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展,對電力系統(tǒng)控制保護裝置和新型電氣設(shè)備的基本原理和性能指標(biāo)進行試驗研究成為了實驗室的主要研究方向。綜合物理動模和全數(shù)字仿真的特點,基于物理和數(shù)字仿真模型的混合式仿真系統(tǒng)成為實驗室建設(shè)新的發(fā)展趨勢。

RTDS實時數(shù)字仿真器是一個全數(shù)字化系統(tǒng),能夠?qū)崟r并連續(xù)地運行,并通過Dommel算法對電力系統(tǒng)進行電磁暫態(tài)模擬。通過配套軟件和定制化硬件相結(jié)合的方式,RTDS實時數(shù)字仿真器可以實現(xiàn)步長從1.5微秒至50微秒的多速率系統(tǒng)仿真。RTDS實時數(shù)字仿真器的操作系統(tǒng)是按照實時要求設(shè)計研發(fā)的,保證了仿真過程中的“硬實時",也就是說,仿真過程中不允許任何的計算超時發(fā)生。

RTDS實時數(shù)字仿真器的硬件設(shè)備采用模塊化設(shè)計,用戶可以根據(jù)實驗室規(guī)模隨時擴展RTDS仿真系統(tǒng)的計算能力以及I/O接口數(shù)量。實驗室的RTDS仿真系統(tǒng)規(guī)模增加可以通過兩種方式:一是增加更多的NovaCor授權(quán)核的許可證(每個RTDS仿真機箱中最多可以激活10個授權(quán)核),二是增加更多的RTDS NovaCor仿真機箱(chassis)。結(jié)合目前的硬件設(shè)計,RTDS仿真系統(tǒng)可以支持包含多達144個仿真機箱的聯(lián)合仿真。用于輸入輸出的I/O板卡(具體介紹參見下文3.2——外設(shè)板卡和硬件設(shè)備)可以根據(jù)實驗室仿真系統(tǒng)建設(shè)需要,相應(yīng)增加RTDS仿真系統(tǒng)輸入輸出的I/O接口數(shù)量。

用戶通過RTDS實時數(shù)字仿真器配套軟件RSCAD來控制系統(tǒng)仿真,使RTDS仿真器的操作和使用變得更加簡單、高效。RSCAD軟件提供了一個圖形用戶界面(GUI),可以幫助用戶更加直觀的操作使用RTDS實時數(shù)字仿真器,其中包括仿真系統(tǒng)的建立、系統(tǒng)的運行操作和控制、在仿真過程中系統(tǒng)參數(shù)的修改、數(shù)據(jù)采集和結(jié)果分析等。另外,RSCAD軟件中包含大量的元件模型可以用來搭建詳細的仿真案例,例如電力系統(tǒng)和電力電子元件模型、控制系統(tǒng)以及保護和自動化元件模型。這些模型均由RTDS技術(shù)公司的研發(fā)團隊開發(fā)和測試,在教學(xué)、研發(fā)、測試和實際工程中廣泛運用并加以驗證。同時,根據(jù)RTDS的廣大客戶在日常工作使用中得出的經(jīng)驗與建議,對RSCAD軟件不斷地進行改進和完善。
RTDS實時數(shù)字仿真器是一個集設(shè)計、研究和測試于一體的理想工具,通常用于對物理裝置的保護和控制方案的測試和驗證。RTDS實時數(shù)字仿真器具備大量的數(shù)字、模擬和以太網(wǎng)的輸入/輸出(I/O)功能,可以與物理的保護和控制裝置進行閉環(huán)連接,用于研究控保裝置與仿真的電力系統(tǒng)之間的相互作用。
RTDS實時數(shù)字仿真器可以在對操作運行人員、工程師、研究人員和學(xué)生的培訓(xùn)中發(fā)揮多種多樣的作用。事實上,RTDS實時數(shù)字仿真器為與電力行業(yè)相關(guān)系統(tǒng)的模擬和測試提供了新的方法和技術(shù)優(yōu)勢。因為RTDS實時數(shù)字仿真器是實時且連續(xù)運行的,它能夠很大程度的模擬真實電力系統(tǒng)的運行方式與系統(tǒng)響應(yīng)特征。RTDS實時數(shù)字仿真器為測量設(shè)備、保護繼電器和控制器等設(shè)備提供了一個模擬的且接近真實電力系統(tǒng)的環(huán)境。在這個實驗平臺中,用戶可以配置、操作和運行各種電力系統(tǒng)模型,研究被測硬件裝置與仿真電路之間的相互作用。相比傳統(tǒng)的物理動態(tài)模擬方法,基于RTDS的數(shù)字仿真方法具有建模周期短、靈活性強、安全性好、結(jié)果直觀等特點。經(jīng)過大量實踐驗證的電磁暫態(tài)模型,保證了其數(shù)學(xué)模型的計算精度和合理性,加上經(jīng)典Dommel算法的精確性和穩(wěn)定性以及現(xiàn)代計算機設(shè)備的強大計算處理能力,為數(shù)?;旌鲜椒抡婧腿珨?shù)字實時仿真提供基礎(chǔ)條件,成為高性價比的電力系統(tǒng)模擬試驗選擇。

 

 

 



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