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MT 8020 CPU实时仿真测试

随着双碳目标战略的全面部署以及新能源的渗透率持续提升,新能源系统在电力系统中的主导地位日益增加,对新能源场站、智能配电网系统以及船舶微电网等系统的协调控制策略、运行情况的研究逐渐成为热点方向。为了开展对大规模新能源系统的深入研究,灵活高效的研究工具和全面详细的测试设备成为了大规模新能源系统仿真测试中必不可少的要素。


远宽能源为帮助用户应对上述大规模新能源系统仿真测试的挑战,特推出全新电力超算平台MT 8020实时仿真器,并通过35个三相节点的大系统DEMO充分展示MT 8020的CPU仿真能力。


仿真平台(MT 8020实时仿真器)



MT 8020实时仿真器搭载6核4GHz Intel Xeon CPU和 Xilinx UltraScale FPGA,能够实现基于CPU的实时仿真(步长最小可达25us)和基于FPGA的小步长实时仿真(步长最小可达250ns)。配置64路模拟量和128路数字量I/O接口,同时支持8路高速SFP光纤通信,可实现多设备级联并行仿真,满足用户大规模电力和电力电子系统实时仿真需求。


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CPU算例(35节点电力系统)



如下图为经典35个三相节点7台三相电机17条分布参数线路的系统,该系统不仅包含了三相电机、分布参数线路、三相负载等元件,还包含同步机控制算法。


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35个三相节点电力系统拓扑


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系统元件组成


离线仿真结果(Simulink仿真)



如下图(a)为35节点电力系统算例线路中某测量点电压、电流,图(b)为同步机机端线电压。由图(a)、图(b)可知,该35节点电力系统正常稳定运行。


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图(a) 线路中某测量点电压与电流



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图(b) 同步机机端线电压


实时仿真测试(MT 8020实时仿真测试)



基于MT 8020超强的CPU实时仿真能力,将上述35节点电力系统算例进行编译并下载至MT 8020单个CPU中,以100us步长进行CPU实时仿真。


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MT 8020 CPU配置界面


运行StarSim HIL,可直接在上位机界面观察所需观测量的波形,如下图所示,与35节点电力系统的离线仿真对比,同一测量点的电压、电流以及电机的机端线电压完全一致,均可稳定运行。


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下图为示波器采样的某测量点的电压、电流波形和同步机机端线电压波形,其中它们采样系数分别为0.00001、0.001和0.0001。由下图可知,采用示波器采样的电压、电流与35节点电力系统的离线仿真以及上位机波形基本一致,波形质量较好,均可稳定运行。


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应用方向(MT 8020实时仿真器)



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