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RTDS实时数字仿真器软件

RTDS实时数字仿真器软件

简要描述:RSCAD软件作为RTDS实时数字仿真器的配套软件,提供了一个图形用户界面(GUI)互动窗口,可以帮助用户更加直观的操作使用RTDS实时数字仿真器,其中包括仿真系统的建立、系统的运行操作和控制、仿真过程中系统参数的修改、数据采集和结果分析等。一般说来,RSCAD软件由以下三部分组成:
RSCAD图形用户界面(GUI)
软件编译器
电力系统和控制系统元件模型

产品型号:

所属分类:电力仿真

更新时间:2024-01-10

详细说明:

用户和RTDS实时数字仿真器之间所有的操作互动都通过软件RSCAD(Real-Time Simulator CAD)来操作执行的。RSCAD软件可以安装在标准的Windows PC系统中,使用详细清晰的图形用户界面,它由一系列软件工具组合而成。这一系列软件工具中包含多个独立模块,可以在整体仿真系统运行中担任不同的角色和任务。RSCAD软件中常用的模块是文件管理器(FILEMANAGER)、绘图工具(DRAFT)、仿真运行模块(RUNTIME)、线路/电缆参数模块(TLine/Cable)和电力网络数据文件转换模块(Convert),下文中将针对这几种常用模块进行详细介绍。

文件管理器(FILEMANAGER)是RSCAD软件中最上层的软件工具,用户可以通过文件管理器对系统文件进行图形化管理。文件管理系统以图标为基础,采用树形结构进行文件分类,有助于帮助用户对工作学习中大量的研究案例和相关文件实现分类管理。在文件管理器窗口中,用户可以通过点击不同图标启动软件中的其他的模块工具。同时,文件管理器提供一些常用工具方便用户与RTDS仿真器进行互动操作,例如:用于管理硬件配置文件的编辑器和用于硬件固件更新的小程序。图形化的文件管理器让用户能够更加直观且方便的操作使用RSCAD软件中的不同模块工具。绘图工具(DRAFT) 是一个预处理模块,用于搭建仿真系统的电路图并且输入对应的参数。用户可以使用不同的元件,通过简单地组合连接画出一幅系统电路图。如图 4-1所示,RSCAD绘图工具(DRAFT)包括作图区域和元件库。元件库通常放置在窗口中的一侧,由RTDS预定义和用户自定义的元件库组成。根据不同功能和应用,代表不同电力系统元件和控制系统的元件模型以图标形式排列在RTDS预定义的元件库窗口中。在窗口的另一侧是用户组合连接电路图的作图区域,元件库中的组件可以通过复制和粘贴放置在电路图中,然后用户可以通过适合的方式将元件之间连接起来。所有的操作步骤均通过控制鼠标或者键盘快捷键完成,为快速完成系统作图提供了便利。在绘图工具(DRAFT)中,系统电路图可以用三相或者单线图(SLD)的形式显示。为了对作图区域更好的整理分类,绘图工具(DRAFT)中还提供了用于封装的元件,用户可以添加对应的名称或图片来表示系统的不同部分。当用户使用绘图工具(DRAFT)窗口完成仿真系统电路图的连接并将对应的数据参数输入到不同模型元件中以后,仿真案例可以进行保存和编译并准备进行实时数字仿真。仿真运行模块(RUNTIME)
RSCAD软件中的仿真运行模块(RUNTIME)实现了对RTDS实时数字仿真器的操作和控制,图 4-2中展示了此模块工具的窗口示意图。RSCAD仿真运行模块(RUNTIME)允许创建一个或多个实时仿真控制窗口,通过控制窗口可以下载和控制独立的仿真案例。在进行实时仿真的过程中,用户可以使用仪表、绘图、矢量显示等图形图标来创建不同的表计和波形图,从而监视用户所定的系统参量。此外,在仿真运行模块(RUNTIME)中还可以通过创建按钮、设置滑块、开关等,与仿真系统之间进行动态交互。例如,通过操作屏幕上的按钮,可以在电力系统中预先设定的地点触发一个故障。用户可以定义故障的类型、位置、触发点和持续时间,同时用户也能定其他与故障的施加和启动相关的事件(如开关的定时操作)。从RSCAD图形用户界面完成编译到在RTDS实时数字仿真器上成功实时仿真,这其中不可少的转换是通过一个专门设计的编译系统实现的。RSCAD软件编译器从绘图工具(DRAFT)中得到系统电路图布局和对应参数,生成并行处理的硬件代码并下载到RTDS仿真器的处理器中。另外,软件编译器会根据所需电路图布局和可使用的仿真硬件配置,为每个授权核定和分配不同的任务。用户可以通过自动或者手动(用户自定义)的方式,将不同元件模型的计算分配给不同的授权核。当系统中包含I/O接口时,对计算资源和授权核进行手动分配可以确保I/O接口在系统编译进行优化分配资源时仍保持不变。除了生成处理器代码外,软件编译器还会生成一个用户可读文件(也称作MAP映射文件),该文件表明了在对应案例下每个授权核的不同分工。
4.3 电力系统和控制系统元件模型
RSCAD软件中包括多种元件模型库,例如电力系统和电力电子元件模型、控制系统以及保护和自动化元件模型。用户可以根据研究和应用需要,使用不同的元件模型搭建详细的仿真案例包括系统电路和控制器等。RSCAD软件中的元件模型使用操作灵活,用户可以根据提示修改和调整对应的参数和选项,以此准确地模拟出系统的电磁暂态特性。这些模型均由RTDS技术公司的研发团队开发和测试,在教学、研发、测试和实际工程中广泛运用并加以验证。同时,根据RTDS的广大客户在日常工作使用中得出的经验与建议,对RSCAD软件不断地进行改进和完善。电力系统元件库
RSCAD软件中为用户提供一个综合的电力系统元件库,经过25年不断地改进和完善,下面列举一些常用的电力系统元件模型。
常规仿真步长元件
• 输电电路和电缆:π结构模型(12导体)、行波(贝杰龙模型12导体)、具有频依特性的行波(12导体)
• 变压器:两绕组、三绕组和自耦变压器(绕组接地或匝间故障)、磁滞磁饱和模型、移相变压器
• 同步电机和异步(感应)电机:同步电机内部故障、封装的标准励磁控制,调速器/汽轮机和PSS控制
• 电压源:具有用户自定义的等效阻抗、电源幅值、频率和相位
• 无源电阻、电感和电容元件
• 非线性电感器
• 断路器和故障:故障的二次电弧模拟
• 带氧化锌避雷器和旁路开关的串联电容
• 可控串联补偿装置(TCSC)
• 高压直流阀组模型(输电系统和背靠背系统):6脉动和12脉动(可模拟内部故障)
• 静止无功补偿装置(SVC)
• 电压电流互感器:电流互感器(CT)、电磁式电压互感器(PT)、电容式电压互感器(CVT)
• COMTRADE回放• 开关设备:断路器、二极管、晶闸管、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和反向二极管模型
• 两电平和三电平VSC换流器
• 模块化多电平换流器(MMC)
• 升压换流器、降压换流器
• 高精度信号发生器
• 电机模型:感应电机、同步电机、永磁同步电机
• 行波和π模型的传输线和电缆
• 无源元件和滤波器
• 变压器模型:两绕组和三绕组模型
4.3.2 控制系统元件库
RTDS控制系统元件库包括一套种类齐全的控制模块。
控制模块
• 逻辑运算:与、或、非等
• 时间模块:计数器、计时器、单稳、双稳、延时闭合、延时断开等
• 数学计算:加、减、乘、除、绝对值、比较、限幅、选择器等
• 数学函数:常数、三角函数(sin、cos、tan、arctan、arcsin等)、幂运算、积分、微分、复数、对数、指数、超前-滞后、一阶传递函数、二阶传递函数、非线性增益等
• 数据形式转换:数模/模数转换、开关量转换、二进制与十六进制转换、整型数和浮点型数转换等
• 输入输出:模拟量输入/输出、数字量开关量输入/输出、数据传输等

 



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