实时数字仿真系统API应用开发的研究

摘要

电力系统实时数字仿真系统可以实时模拟电力系统各种运行工况，具有体积小、功耗低、通用性好、可重复性强、价格较动态模拟和数模混合式仿真装置低廉等优点，因而在电力自动化设备的测试中获得了广泛的应用。目前由于功率放大器、开关量转换装置等硬件设备数量的限制致使电力系统实时数字仿真系统的规模有限，不能模拟实际的运行情况对系统类电力自动化设备进行测试。针对这个问题，本文首次提出并实现了利用实时数字仿真系统应用程序接口(API)采集仿真模型的一次数据，通过以太网传输数据，对被测设备进行闭环测试。
　　 本文首先对电力系统实时仿真技术和实时数字仿真系统API进行了研究，提出了利用实时数字仿真系统API对被测设备进行闭环测试。然后重点研究了HyperSim仿真系统及HyperSim API，在HyperSim工作站上建立了电力系统的仿真模型，分析出HyperSim API函数的功能，对HyperSim API进行应用开发，实现利用HyperSim API对HyperSim仿真系统进行控制，与被测设备通过网络交换数据。
　　 最后，本文以需要大量采集电力系统运行数据的电力系统调度自动化主站系统为被测对象，构建了一个闭环测试系统。测试系统由HyperSim仿真系统、通信管理机和被测调度自动化主站系统组成。HyperSim仿真系统对电力系统进行仿真，向通信管理机发送遥测和遥信数据，并执行通信管理机转发的遥控命令；通信管理机接收HyperSim工作站发送的数据并按照通信规约转发给被测系统，接收被测系统发送的遥控命令并按照一定的格式转发给HyperSim工作站；被测系统接收通信管理机转发的数据并向通信管理机发送遥控命令。测试系统模拟了调度自动化系统中主站与子站的工作过程，测试结果表明可以利用HyperSim API进行数据采集，实现闭环测试。
　　 本文提出的测试方法对于实现系统类电力自动化设备的功能、性能验证，特别对于安全稳定控制策略研究具有重要的实用意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2 HyperSim API简介

1.3论文研究的主要内容

1.4论文的结构

第二章 电力系统实时仿真及实时数字仿真系统API

2.1电力系统实时仿真

2.1.1电力系统动态模拟

2.1.2实时数字物理混合仿真

2.1.3实时数字仿真

2.2实时数字仿真系统API

2.3本章小结

第三章 HyperSim实时数字仿真系统及电力系统仿真模型

3.1 HyperSim实时数字仿真系统

3.2仿真模型的建立

3.3仿真模型的运行

3.4本章小结

第四章 HyperSim API的应用开发

4.1 HyperSim API函数的分类

4.2 HyperSim API函数的应用

4.2.1 Handle

4.2.2 Preference

4.2.3 Component

4.2.4 Command

4.2.5 Sensor

4.3本章小结

第五章 电力系统调度自动化主站系统的闭环测试

5.1电力系统调度自动化系统的结构

5.2测试系统的构建

5.2.1电力系统调度自动化主站系统

5.2.2 HyperSim仿真系统

5.2.3通信管理机

5.3测试系统的数据传输方式

5.3.1 socket编程原理

5.3.2 HyperSim工作站与通信管理机间的数据传输方式

5.3.3通信管理机与调度自动化主站系统间的数据传输方式

5.4测试系统的数据传输格式

5.4.1 HyperSim工作站与通信管理机间的数据传输格式

5.4.2通信管理机与调度自动化主站系统间的数据传输格式

5.5测试结果

5.6本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献