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电气化交通

研究背景

随着高速铁路的大规模建设、城市轨道交通在城市中的普及、电动汽车充电站的批量建造,分散、大功率、潮流大幅度变化的用电设备的加入使得供电网络的稳定面临着严峻的挑战。同时,电动汽车的全面普及也为相应的研发企业提出了新的挑战。为了应对上述问题,各高校与研究单位投入了大量资金进行电气化交通的仿真测试实验,常见的实验方式有等比缩放实物模型、计算机虚拟模型离线仿真、半实物模型实时仿真,其各自的特点如下:


● 采用等比缩放实物模型进行实验:由于电气化交通的规模普遍是城市级别,进行实物实验的投资是巨大的,且建造周期很长,对实验室的场地也有更高的要求,也可能出现建造好的实验室不适应新项目需要重新扩建的情况,灵活度很低;


● 使用计算机进行虚拟模型离线仿真实验:存在着单次仿真时间长、改变工况的时间成本高的问题,又由于电气化交通对于通讯也有一定的要求,使用计算机进行离线仿真无法完成所有的仿真目的;


● 采用半实物模型实时仿真实验:不仅可以灵活地解决大规模电网实时改变工况的仿真问题,也可以对通讯设备进行仿真。


由此可见,采用半实物仿真是解决电气化交通仿真实验的较好的选择。


StarSim半实物仿真方案



应用挑战

电气化交通的实时仿真面临着以下挑战:


1、仿真规模大,通常要求仿真设备能够仿真的器件数量较多;

2、工况复杂、故障种类多,线路、用电设备等故障类型数不胜数,一次仿真全部验证是非常困难的;

3、需要仿真的电机多、种类复杂,电气化交通仿真会伴随着大量的电机仿真,甚至包括非线性电机的仿真;

4、线路参数需要实时改变,轨道交通的传输线路阻抗是随着距离而改变的;

5、仿真的持续时间长,无论电动汽车充电、轨道交通运行都需要较长的仿真时间(数小时甚至几天的时间);

6、通讯的支持,面对特定的通讯协议,其时效性同样需要验证;

7、变流器数量多,需要监测的变量多,需要的接口数量多。


解决方案

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使用远宽能源MT 8020实时仿真器进行电气化交通的仿真,可以有效解决上述问题:

1、可进行大规模线路实时仿真,并且可支持多台设备同时运行仿真,仿真规模倍增;

2、使用实时仿真器进行仿真,可以一次仿真切换多种工况,测试不同的故障类型,大大缩短研发时间;

3、支持三/六相PMSM、AC电机、DC电机、BLDC电机、非线性电机、直线电机的多电机实时仿真;

4、远宽能源实时仿真器支持线路参数实时改变,能够解决传输线路阻抗变化问题;

5、解决耗时问题,使用实时仿真器可以做到仿真设定时间与仿真耗时相同;

6、通讯的支持,实时仿真器支持多种通讯协议,串口通讯、CAN、Modbus TCP、Modbus RTU、61850等;

7、接口数量多,并且可另外拓展,单台设备可达96路DI、48路AO。


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