分分快三

首页 > 方案中心 > 智能电网调度 > 产品介绍
iES-GTS大规模电网电磁暂态仿真平台


概述

      由于交直流混联电网的规模不断扩大,电力系统电力电子化程度日益加深,新能源发电占比逐渐升高,迫切需要对复杂大规模电力系统进行全电磁暂态仿真和分析。针对大电网电磁暂态仿真计算效率低、仿真规模受限和建模过程繁琐等问题,积成电子股份有限公司通过电磁暂态仿真技术的全面优化和高性能硬件资源的深度整合等技术途径,研发了iES-GTS电磁暂态仿真平台,实现了复杂大电网高效便捷的全电磁暂态仿真分析。

      iES-GTS电磁暂态仿真平台大幅提高了大规模交流系统全电磁暂态仿真速度,计算规模可达数万条母线及数千台发电机,满足实际复杂大电网的仿真规模需求;支持机电模型到电磁模型的自动转换,具备大电网状态的自动快速初始化,提高了大电网全电磁暂态建模效率;便捷灵活的模型编辑方式,图形化界面与卡片式文本编辑器相结合;适应大网仿真分析的人机界面设计,支持批量方式计算和数据挖掘分析功能,并具备强大灵活的可扩展能力。


技术优势

Ø  卓越的计算效率和仿真规模

l  改进的电磁暂态仿真及建模算法;

l  高效的网络求解器;

l  效率优先的软件架构设计和代码实现;

l  改进复杂电力元件模型,提高核心模型效率和精度;

l  深度融合现代计算机架构特点(多核心/多CPU)的高效并行技术;

l  基于高速硬件通讯技术的多计算节点集群仿真;

Ø  便捷的大电网建模仿真功能

l  适应于大电网多时间尺度暂态过程的仿真算法,兼顾大电网快速扫描和精细计算

l  不受传输线限制的全自动分网并行功能,提升大电网并行仿真的灵活性和便利性;

l  支持机电暂态模型到电磁暂态模型的自动转换,提高了大电网全电磁暂态建模效率;

l  基于稳态潮流数据的实现自动快速初始化,简化了大电网全电磁暂态模型的初始化过程。

l  图形化界面与卡片式文本编辑器相结合,增强了大电网全电磁暂态仿真计算与数据分析能力,可实现多类型故障方式自动扫描仿真等自动批量化仿真功能,并具备深度定制计算方式和数据分析的可扩展能力;

l  具备高效灵活的可扩展接口,支持与主流电磁暂态仿真平台的异构联合仿真。

Ø  高效的电力电子仿真功能

l  先进的插值方法,增强了单步长内多重事件的处理能力;

l  优化的数值振荡抑制算法,提高抑制振荡计算效率;

l  高效MMC等值模型, MMC型电力电子设备加速效果达3~4个数量级。

Ø  统一完备的模型库

l  完备的交流元件模型库:统一的频率相关等值线路模型、具备饱和模拟同步发电机、各类型变压器模型……

l  完备的电力电子元件库:IGBT、二极管、晶闸管……

l  电力电子设备模型:LCC直流模型、MMC直流模型……

l  丰富的二次系统元件库:连续系统控制模块、逻辑模块、测量元件……


性能指标

Ø  强大的全电磁暂态仿真能力

 

1) 大电网全电磁暂态模型规模可达30000+个三相节点、50000+条支路(传输线路及变压器)、5000+台旋转电机;并行仿真加速效果显著。

 

算例1:某实际电网包含12580个三相节点、6130条支路、1453台发电机,仿真3s,计算步长50us。(Intel Xeon X7560 /2.27GHz / 8核×4CPU

 

 

表1π型线路并行效率 表2Bergeron型线路并行效率

图1. 50us仿真步长加速比曲线


2) 系统具有良好的可扩展性,能够很好地适应大规模电力系统的进一步扩展增长,仿真耗时增长保持良好线性度,实现超大规模电力系统的全电磁仿真。


图2.随系统规模扩大,仿真耗时保持近似线性增长(仿真2s,6线程并行,步长50us)

 

Ø  灵活的多尺度暂态过程仿真功能

可在不同的电磁暂态求解域中仿真多时间尺度的暂态过程,并能够在微秒级到毫秒级范围内灵活指定仿真步长,在保持高计算精度的同时提高仿真效率。

 

算例2:某实际电网包含 3147 三相节点、3431条支路、 122台发电机,仿真时间30s,结合多线程及不同计算步长可达到超实时仿真水平。


表3. 多线程并行和多时间尺度相结合的计算效率提升 

 

Ø  准确的多尺度电磁暂态仿真结果

1)基于机电暂态数据和稳态潮流自动构建全网电磁暂态模型,并实现高精度稳态潮流初始化。

算例3:某实际电网包含10539个三相节点,转换为全电磁暂态模型后共生成18830个电气元件模型。

 

表4. 稳态潮流节点电压偏差最大10个节点

  

表5 稳态潮流节点电压相角偏差最大的10个节点

 

2) 在不同计算步长尺度时,依然保持较高准确性,可根据不同目标灵活制定仿真方案。

图3.不同计算步长尺度下的精度对比(计算步长:0.5/1/5ms)

 

 

Ø  适合大规模电网建模的多维度操作界面

1)    集成界面

2)模型数据文本编辑界面和图形化建模界面


3) 模型数据自动成图

仿真平台.jpg

4) 仿真波形在线显示


产品形态

产品手册:

iES-GTS大规模电网电磁暂态仿真平台.pdf