不同的仿真工具通过在不同场景下运行其虚拟模型来模拟电力系统的静态或动态行为。对国家系统等大规模电网而言,仿真工具应该能够运行包括许多新组件(例如DFIG新控制器)和不同级别的参与者(例如MV和LV分布式发电)的大型模型,及与其他基础设施(例如燃气网络)或层(例如通信层)的互操作性。高性能计算系统(HPC)以及硬件在环需要与核心仿真工具结合使用,即尽可能地模拟真实系统的动态行为。此外,不同电压等级(输电与配电)电网相互作用以及具有独立控制和调节系统的不同区域(例如,不同DMS-SCADA在一起和/或与EMS-SCADA之间的相互作用)要求多分辨率的电力系统建模和仿真。
为满足上述所有仿真要求,“实时仿真”是不可避免的:
- 它以与真实时间相同的速率再现真实系统的行为,实现实时人/软件/硬件干预;
- 它提供了一个分布式并行计算工具,通过该工具可以模拟和研究不同输入/输出的解耦大系统的不同部分;
- 它可以有效地复现快速事件,闭环控制和保护动作的动态行为,以及与系统瞬态相关的所有假设(what-if)分析。
多站点实时协同仿真是一种经济有效且技术上可行的方式,通过标准通信协议连接地理分布的实时仿真器,主要用于提高仿真性能和功能。这种多站点协同仿真的优点不仅局限于通过共享软硬件设施来增强计算能力:
- 使用本地没有的其他实验室的软件和硬件资源;
- 在不需要研究人员和访客出差的情况下,为不同的算例和研究轻松分享大型协作联盟的专业知识;
- 保持数据机密性的同时,运行包含此类数据的协同仿真。由于多站点协同仿真模拟现实世界的互连网络,因此只共享互连点的边界数据,以此做到系统数据保密。
测试、验证和/或利用新的控制算法或管理策略,而不共享具有知识产权而的模型。在开发新算法的实验室中,专家可以使用协同仿真平台对其进行测试和验证,而无需共享算法。
实时联合仿真的其他示例:
ERIC-LAB(https://www.eric-lab.eu)
位于不同欧洲成员国的实验室联盟,实现具有成本效益的软件和硬件共享,尤其是实时仿真设施。
全球RT-Super实验室(点击此处查看演示视频)
地理上分布的实时协同仿真,旨在从概念上和技术上证明其可行性。该跨大西洋的多站点协同仿真,通过互联欧盟 – 美国实验室,展示了“网络实验室”实现整体研究方法的潜力和优势。